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全球高温死亡预或增370%,可穿戴技术能否成为救命符?

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地球是一个奇迹
科技|美国
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两人正在加利福尼亚州(California)弗雷斯诺(Fresno)附近的葡萄园里采摘葡萄。户外农场工人患与高温相关疾病的概率,平均是普通人群的35倍。|国家地理图片集
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2004年,加利福尼亚州(California)贝克斯菲尔德(Bakersfield)遭遇酷热天气。53岁的阿松森·巴尔迪维亚(Asunción Valdivia)在葡萄园连续劳作10小时后,因中暑倒地身亡。 

这场悲剧成了高温作业风险的典型象征。2011至2021年间,美国约有436名工人因高温环境丧生,这也促使国会在2023年提出法案,旨在为极端高温下作业的劳动者改善工作条件。 

智库大西洋理事会(Atlantic Council)2021年的报告指出,若不采取有效措施应对极端高温,到2050年,美国每年可能新增45万例高温相关伤害,劳动生产力损失将高达5000亿美元。尽管农场工人患高温相关疾病的概率是其他户外工作者的35倍,但持续攀升的夏季气温正将更多人推向风险边缘。 

从全球范围来看,健康专家预测,每年高温相关死亡人数将增长370%,因高温导致的劳动时间损失将增加50%。 

高温是最危险的极端天气之一,但其症状发展缓慢,往往导致人们延误对严重疾病的识别。正因如此,科学家们正研发相关技术,通过精准告知设备佩戴者体温过高的时机来挽救生命。部分此类技术也面向公众开发,以智能手表或汗液贴片的形式出现,在户外环境达到危险程度时发出警示。

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一名农场工人坐在拖拉机上,望着夏日灼热的太阳。温室气体排放已使极端高温天气愈发常见。|国家地理图片集
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农场劳工们在毫无遮阳的田地里劳作,正遭遇创纪录的高温。上图中,得克萨斯州(Texas)布朗菲尔德(Brownfield)一片尚未播种的棉田在热浪中因水土流失而受损。|国家地理图片集
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监测核心体温的可穿戴设备 

早在近年热浪频发之前,科学家就已开始研究测量人体热应激的方法,不再依赖个人对自身风险的主观判断。美国军方采用了科学家于2013年开发的一套算法,通过监测心率、皮肤温度和步态变化,评估中暑、热衰竭及严重热痉挛的发生概率。 

美国陆军环境医学研究所(U.S. Army Research Institute of Environmental Medicine)的生物医学研究员艾玛·阿特金森(Emma Atkinson)在2024年的新闻稿中称:“这就是未来的趋势,这是一款能救命的设备。”该新闻稿发布了一款胸部佩戴设备,其研发基于对1.4万名士兵的算法测试。 

爱荷华大学布卢明顿分校(University of Iowa Bloomington)研究热应激影响的副教授扎卡里·施拉德(Zachary Schlader)表示,陆军的核心体温算法是目前最先进的,且正被整合到面向大众的产品中。 

他坦言,在工作场景中,应对热应激尚无“黄金标准”技术,但最具潜力的是估算体内温度的算法。“在临床或实验室环境中,测量人体内部温度需要检测直肠温度、食道温度或不同部位的血液温度,”他解释道,“但这些方法在工作场所和大规模人群中并不适用。

然而,人体内部温度升高的程度,在很大程度上决定了高温带来的健康风险和生产力损失风险。” 对普通民众而言,苹果手表、三星Galaxy Watch 5和佳明手表虽能检测皮肤温度,但要判断是否面临热应激风险,还需测量核心体温——这正是现有设备的短板。核心体温指心脏、肝脏、大脑等内脏器官的温度,而皮肤温度仅能反映体表温度。 

数字健康公司Epicore研发的汗液感应贴片,可让佩戴者了解电解质流失、体温及身体活动情况,从而确定需补充多少水分以预防脱水。 

6月,索尼推出REON Pocket Pro可穿戴设备,它置于肩胛骨之间,通过金属板为身体降温;另有一个传感器夹在衬衫上,用于测量温湿度。 

新设备测试

2024年对这些设备的研究综述显示,在实际工作场景中,它们预防严重高温相关疾病的效果尚不明确。

早期测试已显露出一些前景。5月,初创公司VigiLife推出热应激传感器,售价100至300美元,可贴在二头肌或前臂上,能测量心率、核心体温和皮肤温度,再结合可穿戴设备与环境传感器的数据,生成健康安全建议。 

目前,该技术仅向商业机构提供。

得克萨斯州(Texas)的建筑公司罗杰斯-奥布莱恩(Rogers-O’Brien)于6月中旬在所有工地启用VigiLife技术。2023年5月至9月的试点期间,该公司未出现任何高温相关疾病,还节省了超20万美元。据公司发言人透露,在2023年这样的典型夏季,公司通常会发生五六起需现场基础急救的高温相关事件。 

不过,VigiLife首席执行官扎卡里·基尔(Zachary Kiehl)指出,目前大多数智能手表若运行核心体温监测软件,会迅速耗尽电池。

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2023年7月12日,内华达州(Nevada)拉斯维加斯(Las Vegas)正遭遇持续热浪,交通管理员拉伊·罗杰斯(Rai Rogers)在烈日下值守街角,完成8小时的轮班工作。|国家地理图片集
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可穿戴设备的局限性 

有人对仅依靠可穿戴设备解决问题持怀疑态度。拉伊斯拉网络(La Isla Network)首席执行官杰森·格拉泽(Jason Glaser)就是其中之一,该公司致力于倡导工人安全,通过整合天气与健康数据,模拟工人面临的热应激风险,并推荐避开户外工作的最佳时段。 

“可穿戴设备只是个警报系统,”他表示,且大多数农场工人买不起。 

此外,即便能使用可穿戴技术,也不确定工人是否会听从设备警报。高强度体力劳动和按件计酬制度(按收获农产品数量计薪),促使工人在缺乏充足饮水、遮阳处和休息时间的情况下超负荷工作。 

一项关于高温与慢性肾病关联的初步研究发现,在尼加拉瓜(Nicaragua)的一家糖厂实施热安全计划(增加休息时间、改善遮阳和饮水条件、在附近设置卫生间等)后,工人的肾脏损伤有所减少。有人认为,这些企业强制推行的解决方案可能比可穿戴技术更有效。 

格拉泽希望将可穿戴设备纳入研究,但在这家非营利组织获得更多资金前,该计划只能暂缓。

爱荷华大学布卢明顿分校的施拉德根据研究建议,为节省资金并避免工人抵触(工人可能因设备提示需停工而担心损失工资,从而不愿佩戴设备),仅让风险最高的工人使用设备。

未来展望

除告知个人高温风险外,可穿戴技术还能帮助科学家构建算法,模拟特定日子户外工作的风险。有一个正在进行的项目为佛罗里达州(Florida)的农场工人提供可穿戴生物传感器,收集生命体征、测量皮肤含水量并分析活动数据。 

亚特兰大(Atlanta)的埃默里大学(Emory University)和佐治亚理工学院(Georgia Tech)的研究人员,利用美国国家环境健康科学研究所(National Institute of Environmental Health Sciences)的资助,将这些数据输入人工智能算法,有望未来能准确预测工人何时可能突发高温疾病。 

施拉德等专家表示,难以判断这些热应激技术何时能真正影响工作条件,也无法预测核心体温测量功能何时能默认整合到苹果手表或佳明手表中。“据我所知,这还有相当长的路要走,”他说。 

目前,想在酷热期间监测自身健康的人,可留意一些明确的症状,如抽筋、头晕、恶心或头痛。


撰文:Angela Swartz
编译:Arvin
校对:钱思琦
版式设计:钱思琦

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