智能手机辅助的呼气检测仪，实现居家监测脂肪代谢状态
2026-07-23 11:16:22 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
瑞士科学家开发出一种智能手机辅助的便携式呼气检测仪，能够精确测量人体燃烧脂肪时呼出的丙酮气体。这款配合智能手机使用的呼气检测仪让患者能够居家监测自身代谢状况，并有望帮助医生针对肥胖和糖尿病等代谢疾病制定个性化治疗方案。
据麦姆斯咨询报道，瑞士科学家开发出一种智能手机辅助的便携式呼气检测仪，能够精确测量人体燃烧脂肪时呼出的丙酮气体。这款配合智能手机使用的呼气检测仪让患者能够居家监测自身代谢状况，并有望帮助医生针对肥胖和糖尿病等代谢疾病制定个性化治疗方案。相关研究成果以“Self-monitoring of fat metabolic status with smartphone-assisted breath acetone detector”为题，发表于Device期刊。
智能手机辅助的便携式呼气检测仪
长期以来，呼气中的丙酮水平一直被视为人体代谢活动的指标，因为当人体从主要利用碳水化合物转为利用脂肪作为能量来源时，丙酮浓度便会升高。然而，以往要进行精确测量，往往需要体积庞大且昂贵的实验室设备；而市面上的消费级检测设备则缺乏足够的灵敏度，难以可靠地测量丙酮气体，尤其是在低浓度情况下。
这项研究论文的作者、苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）助理教授Andreas Güntner表示：“如果我们希望患者能获取呼气中的丙酮水平，就必须将相关技术浓缩成小巧且易于使用的居家检测设备。”
为了制造这种小型呼气检测仪，Andreas Güntner团队采用了一种化学电阻式传感器——其在接触丙酮气体时会改变电学特性。这种传感器以高灵敏度、快速响应、低功耗和体积小巧而著称。在每次测量过程中，配套的智能手机应用程序（App）会指导用户以合适的力度和时长进行呼气，同时该系统具备质量控制功能，可剔除不规范的呼气样本或受污染的空气。这种系统设计既保证了呼吸测量的准确性，又确保了传感器的易用性。
研究人员利用该呼气检测仪分析了12名健康成年人的312份呼气样本，测量结果与作为“金标准”的质谱分析法所得数据高度吻合。该研究论文第一作者、苏黎世联邦理工学院研究生Simone Hersberger说道：“这些结果表明，我们的呼气检测仪具备了临床研究等应用场景所需的高性能，可以精确区分脂肪代谢过程中的细微差异。”
随后，研究人员利用呼气检测仪测量了四种代谢情境下的呼气丙酮水平：轻度运动后进食高碳水化合物餐、剧烈运动后进食高碳水化合物餐、进食高脂肪生酮餐以及禁食情境。结果显示，轻度运动期间呼气丙酮水平保持在低位，但剧烈运动后水平升高，并在进食高碳水化合物餐后下降；而在进食生酮餐后，丙酮水平有所上升，并在禁食期间进一步升高。通过苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的孵化公司Alivion，这项技术现已面向那些希望通过监测呼气丙酮水平来追踪减重效果及运动表现的个人用户。目前，该呼气检测仪正被用于监测癫痫临床研究中的患者进展——在癫痫治疗中，生酮饮食属于一种标准的医疗手段。
Andreas Güntner说道：“现在正是将这项呼气检测仪技术推广至临床试验、并通过提供个性化指导来解答诸如‘不同禁食疗法疗效如何’等问题的关键时刻。我们正致力于开发各类医疗健康解决方案，让人们在未来无需前往医院，足不出户即可进行相关健康监测与管理。”
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