抗击新冠肺炎降低暴露风险，生物传感器从医院到家中全方位跟踪关键症状

在新冠肺炎疫情突袭之下，全球感染人数已超1000万，每日新增病例仍不下万数，如何有效监测患者生命体征，避免不必要的接触，降低医护人员感染风险，这是一大关键挑战。

5月底，飞利浦宣布在荷兰一家医院推出无线可穿戴生物传感器BX100来监测COVID-19患者，可检测到患者早期病情恶化。该设备已获得美国食品和药物管理局(FDA)的批准和CE标志，

这是一款一次性使用5天的可穿戴式贴片，仅重9.4克，紧贴患者胸部，每分钟收集、储存、测量和传播呼吸率和心率，具有防震、防水保护，并配备了1MB的非易失性闪存，无需清洗或充电。对医生来说能跨多个房间监控多名患者，并入现有临床工作流程；对患者来说，利用无线技术传输数据和警报，可以自由在医院走动。

这显示了对传统医疗诊断和相关工具的理解已经开始通过一种易于使用的、分散的诊断视角来发展，这种视角让小型化、可穿戴和可植入的生物传感器有了用武之地。

生物传感器的构成

生物传感器装置由换能器和可能是酶、抗体或核酸的生物元件组成，生物元素与被测试的分析物相互作用，生物反应被换能器转换成电信号。

根据其特殊的应用，生物传感器也被称为免疫传感器、光放大器、共振镜、化学金丝雀、生物芯片、血糖仪和生物计算机。

由于微电子和生物技术两个技术领域的进步的结合，生物传感器正变得越来越复杂，可用于测量广泛的分析物，包括有机化合物，气体，离子和细菌。

从纺织品到纹身，生物传感器无处不在

中医讲究望闻问切，其中“切”指的就是查看患者脉搏，西医则需要借助听诊器，能否准确衡量脉搏对症下药，以往全靠医生的经验，但随着各种各样的生物传感器的问世，实时准确地监测脉搏只是最简单的一个功能。

1952年，Leland C. Clark发明了第一个生物传感器：通过将嵌入葡萄糖氧化酶的膜连接到改良的氧电极上，来测量血液中的葡萄糖。通过这种聪明的方法，血液中葡萄糖的含量可以随着氧浓度的比例下降而降低。

从那时起，生物传感器进化得越来越小，能够测量许多生物和化学参数。然而，尽管它们中的大多数非常方便，准确度也令人印象深刻，但仍然具有某种侵入性，便携度还不够让人满意，数据采集也限于特定的时间和地点。

因此，为了解决这些限制，获得宝贵的信息，生物传感器需要彻底寻找一种方法来量化人体的生物参数，不受时间、地点的限制，且无创。

2014年，谷歌创造性地推出了能够无创监测血糖的隐形眼镜，由一个电容器、一个天线、一个控制器和一个生物传感器组成，轻巧又便携。

2016年，伯克利一个团队开发了能够同时且连续地测量汗水中的葡萄糖、乳酸、钠和钾的温度和浓度的生物传感器，并通过蓝牙将最终数据发送到手机用户，而用户只需戴一条头带或者塑料手镯。

今年3月，上海一家医院采用了联网医疗解决方案提供商VivaLNK开发的连续温度传感器，可直接应用在病人身上，连续、实时监测体温变化，收集数据然后以电子方式从患者发送到护理站的远程观察仪表板上，实现远程自动监测体温。

4月份，美国佛罗里达为应对新冠疫情，采用了原本监测心脏病患者的医疗技术Vista Solution，由加州圣何塞VitalConnect开发，包括VitalPatch，经FDA批准的可穿戴生物传感器，只需放置在病人胸部就能捕捉生命体征。

同月，瑞士联邦材料科学与技术实验室的研究人员开发出一种生物传感器，结合了光学传感器和热传感器，可以用来实时测量空气中的病毒浓度。

尽管很多还只是原型，但并未局限科学家们的思路，生物传感器被嵌入从手表、皮带、皮肤贴片到纺织品，甚至是纹身一切东西中，其形式越来越灵活，功能也越来越强大。 

于是，可穿戴生物传感器成为近年来生物传感器技术的重要突破之一，引起了相当多的关注，它将彻底改变传统的医学诊断和持续健康监测概念。

可穿戴生物传感器刺激整个生物传感器市场蓬勃发展

根据Global Market Insights的数据，2018年生物传感器的市场规模超过186亿美元，预计2019年至2025年的复合年增长率约为8.0%。

在可预见的将来，技术进步将提高生物传感器的采用率。新的生物传感器技术可提供创新、用户友好和灵活的产品。目前，这项技术已与物联网、智能手机、云计算等多种其它技术结合在一起，在未来几年内对生物传感器市场的增长产生积极影响。

随着维持平衡和健康的生活方式的认识不断提高，监测例如脉搏率，血压，心跳等各种健康参数，对可穿戴生物传感器的需求也在不断增长。而可穿戴生物传感器应用将集中式的医院护理系统转变为以家庭为基础的个人医疗，并减少医疗成本和诊断时间。

具体来看，在2019年到2025年期间，可穿戴生物传感器预计将以9.3%的复合年增长率增长。发达国家和发展中国家显示，可穿戴生物传感器的使用率较高，原因是成年人缺乏体育活动，导致了超重和激素失调等健康障碍。

此外，随着婴儿潮一代人口基数的不断扩大，易患各种慢性疾病的人口基数将会因其易用性和便利性等优势而偏向可穿戴生物传感器，从而促进可穿戴生物传感器未来业务的增长。

不过，值得注意的是，生物传感器开发的成本密集型性质可能会阻碍生物传感器产业的发展。

分地区来看，2018年，美国市场以60亿美元的收入规模主导北美生物传感器行业。由于糖尿病、癌症和超重相关疾病等慢性疾病的患病率越来越高，人们对可穿戴生物传感器的偏好将使生物传感器行业获得显著增长。

为满足不同的和不断增长的客户需求而增加的研究和开发活动投资将使该国对生物传感器的需求上升。此外，日益增长的老年人口基数将成为未来几年美国生物传感器产业增长的重要影响因素。

由于先进技术在德国的高普及率，德国在2018年占欧洲生物传感器收入的20%以上。生物传感设备的发展创新，如电化学生物传感器，可检测抗氧化水平，将积极影响业务增长。德国的各种研究机构正在合作，以加速生物传感器的研究和发展，从而刺激未来几年的工业增长。

生物传感器主要公司

生物传感器市场见证了不断的创新，通过精确的诊断和监测提供简单和高端产品。如今，虽然市面上流行的可穿戴设备数不胜数，但并不是所有的都能测量或告诉我们一些关于健康的信息。类似地，有许多生物传感器可以测量生理输入，但没有可穿戴的外形因素。

而可穿戴生物传感器设备则完美结合了两者需求：它们允许在广泛的可穿戴设备上进行持续的生理监测。这类产品已经出现或正在开发中，涵盖了从运动、心率、睡眠等许多方面。

在这个拥挤的市场，从谷歌、三星这样的科技公司到新型医疗公司，很多公司都在跟踪人们的运动、心率和睡眠。这些生理指标已经从本质上变成了商品化的特征，公司也在追踪更新颖的指标方面有所区别。

在新冠大流行这一既是挑战又是机遇的背景下，生物传感器有助于快速部署临床监测，帮助降低医护人员接触危险，同时频繁获取患者生命体征，并缓解个人防护设备(PPE)的需求，成为患者病情恶化检测方案中不可或缺的组成部分。

最后，随着生物传感器技术的进一步发展，新兴市场的不断扩大，以及对先进监测设备的不断需求，为生物传感器行业在可预见的未来提供了丰厚的增长潜力。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源：

https://www.gminsights.com/industry-analysis/biosensors-market

https://www.news-medical.net/health/What-are-Biosensors.aspx