科学家开发出可隐形附着于内裤的可穿戴传感器,首次实现肠道气体运动的持续监测。这项由马里兰大学研究团队研发的"智能内裤"技术,通过电化学传感器持续追踪肠道气体中的氢气含量,为肠道微生物活性提供了首个非侵入式实时监测方案。
为何需要监测排气?胃肠病学家迈克尔·莱维特早在2000年就指出:"目前可用的检测手段几乎无法客观证实过量气体的存在"。新设备突破了传统检测局限——此前科学家只能依赖临床呼吸测试、间隔数小时的粪便或血液样本,或实验室短期使用的侵入式直肠导管,这些方法仅能捕捉连续生理过程的片段。
在19名健康成年人为期一周的研究中,参与者平均每天产生32次排气事件,超过普遍引用的14次标准值两倍以上。个体差异显著,日均次数从4次到59次不等。该设备约硬币大小,可吸附在贴身衣物上,通过低功耗电子元件和休眠模式持续记录每次排气的时间、时长和强度。
消化道气体不仅是社交困扰,更是微生物代谢的直接体现。肠道微生物发酵未消化食物产生的氢气,能实时反映微生物代谢活动的动态变化。测试显示,94.7%的参与者在摄入人体无法消化但微生物可发酵的菊粉后,氢气水平出现明显上升,证实设备能精准捕捉饮食引发的微生物活动变化。
"客观测量使我们能在长期难以研究的领域提升科学严谨性,"该研究资深作者、分子生物学家布兰特利·霍尔表示。约五分之一的美国人报告存在肠道气体困扰,但医学界始终缺乏"过量"的明确基准。霍尔强调:"关键在于必须先了解正常状态才能定义异常。设备数据具有真实科研价值,且佩戴过程完全匿名。"
基因测序可识别肠道微生物组成,却无法反映实时活动状态。这种可穿戴设备通过直接测量代谢输出,捕捉实际功能活动而非潜在可能。该能力有望推动精准营养研究,使科学家观察个体微生物群对特定食物、纤维或益生菌的实时响应,并解释身体症状与实际生理活动的感知偏差——部分参与者在气体水平较低时仍报告不适,表明心理预期可能影响症状感知。
除科研价值外,该技术标志着医学向连续生理监测的转变。正如血糖传感器革新糖尿病护理,微生物代谢的实时追踪未来或可指导消化系统疾病治疗。目前,这项隐藏在日常衣物中的传感器最直接的贡献,是用数据取代猜测,揭示肠道活动节律远比科学家此前认知的更为活跃且信息丰富。
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