Sveddetektorer? Små Sensorer Brug Perspiration Til At Spore Sundhed

{h1}

Adhesive sensorer kan læse, hvad der foregår i din krop baseret på din sved, og kunne efterhånden give et alternativ til blodprøver, ifølge forskere.

Forestil dig at tage et øjebliksbillede af dit helbred var lige så nemt som at slå et klistermærke på din hud. En ny undersøgelse finder ud af, at en lille klæbningssensor kan læse, hvad der foregår i din krop baseret på din sved, og relæ information om dit velvære trådløst til en smartphone. Denne type bærbar sensor kan fungere som et alternativ til blodprøver for at vurdere menneskers sundhed en dag, ifølge forskerne.

Perspiration er en rig kemikalie fuld af molekyler, der spænder fra simple elektrisk ladede ioner til mere komplekse proteiner, der kan kaste lys over, hvad der sker inden i menneskekroppen. Læger kan bruge sved til at diagnosticere visse sygdomme, afdække stofbrug og afsløre indsigt i atletisk præstation. Sved kan også indsamles langt mindre invasivt end blod, siger seniorforsker John Rogers, en materialforsker og direktør for Northwestern University Center for Bio-Integrated Electronics i Evanston, Illinois.

I den nye undersøgelse indbyggede forskere kemiske sensorer og andre enheder i en blød, fleksibel silikongummi-disk, om størrelsen og tykkelsen af ​​et kvart, der let kan holde fast i huden. Enheden er designet til at indsamle og analysere sved for vigtige biomarkører eller markører for sundhed. F.eks. Kan sensoren vise, hvordan folk reagerer på motion, herunder om nogen har brug for at foretage tilpasninger, såsom at drikke mere vand eller genopbygge elektrolytter. [Bionic Humans: Top 10 Technologies]

"Vi har udviklet forskellige tynde, bløde og fleksible hudmonterede enheder som en næste generation af platform for bærbare teknologier i et par år nu," fortalte Rogers WordsSideKick.com. "Nu har vi udviklet en sådan enhed til at opfange og analysere sved."

Dette bærbare laboratorium indeholder "mikrofluidika" designet til at flyde væsker inde i sig selv på samme måde som mikroelektronik gør med elektroner. Specifikt styrer sensoren sveden ned ad en række mikroskopiske kanaler, der er ca. 0,02 tommer (0,5 mm) bredt ind i rum med en diameter på ca. 0,16 inch (4 mm). Hvert af disse kamre måler specifikke biomarkører, såsom pH, lactat, chlorid og glukoseniveauer.

"Vi valgte disse fire biomarkører, fordi de giver en karakteristisk profil, der er relevant for beslutningen om sundhedstilstand," sagde Rogers i en erklæring. "Enheden kan også bestemme svedfrekvens og tab, og det kan gemme prøver til efterfølgende laboratorieanalyse, hvis det er nødvendigt."

Kemiske reaktioner inde i sensorens rum resulterer i synlige farveændringer, der afslører hvilke niveauer af en given biomarkør der findes i sveden. Når en smartphone bringes i nærheden af ​​sensoren, bruges nærliggende kommunikationsteknologi inden for smartphone - den samme slags, der anvendes i mobile betalingssystemer som Google Wallet og Apple Pay - brug kortvarige radiobølger til at teste og tale med elektronik i sensoren. Derefter får elektronikken i sensoren en smartphone app til at tage et foto af sensoren, og appen kan så analysere dette billede for at beregne biomarkerniveauer, siger forskerne.

"Den svedanalyseplatform, vi udviklede, vil give folk mulighed for at overvåge deres sundhed på stedet uden behov for blodprøvetagning og med integreret elektronik, der ikke kræver et batteri, men stadig muliggør trådløs forbindelse til en smartphone," studere medforfatter Yonggang Huang, en professor i ingeniørarbejde på Northwestern University, sagde i en erklæring.

Konventionelle metoder til analyse af svedopsamlingsfed med absorberende pletter tapet på huden og analysere dem senere, off-site. I modsætning hertil kan den nye sensor analysere sved i realtid, sagde Rogers.

Svedsensorer, som andre forskere har udviklet, kan bæres på huden. Men disse andre sensorer stole stadig på absorberende patches i modsætning til mikrofluidiske kanaler, så de analyserer ikke den hastighed, hvorpå folk sveder, siger Rogers. Desuden har den nye enhed i modsætning til tidligere svedesensorer ikke brug for batterier, tilføjede han.

I eksperimenter placerede Rogers, Huang og deres kolleger deres sensor på underarmene og ryggen på 21 raske frivillige for at analysere deres sved. Nio af deltagerne cyklede indendørs i et fitnesscenter under kontrollerede forhold, mens de andre 12 deltog i El Tour de Tucson, en langdistancecykelbane i tørre og komplekse udendørs forhold.

Data fra sensorerne, som indendørs cyklister havde pålideligt, matchede dem fra konventionelle metoder til at analysere deres sved, ifølge forskerne. Sensorerne på de udendørs cyklister udførte også som forventet og forblev på trods af de komplekse og uforudsigelige forhold i ørkenen. Desuden blev enhederne på alle frivillige uden at forårsage ubehag eller irritation, sagde forskerne.

Målet er, at sensorerne "skal komme ind under $ 1,50 pr. Enhed", siger Rogers. "På dette prispunkt mener vi, at de med rimelighed kan finde ansøgning om engangsbrug."

Med hensyn til umiddelbare kommercielle applikationer sagde forskerne, at de "kan se denne enhed bruges til fitness, velvære og motion - for atleter til at spore svedfrekvens og elektrolyttab," siger Rogers. "Vi arbejder også sammen med et stort biomedicinsk enhedsselskab for at bruge disse til ikke-invasivt at spore glukose i sved i sammenhæng med diabetes," tilføjede han. "Vi arbejder også med USAAir Force til at spore sundhedstilstandene for aktive flygtninge. "

Forskerne tilføjede, at deres teknologi potentielt kunne udvide sig til andre kropsvæsker, såsom tårer og spyt. Forskerne beskriver deres resultater online 23. november i tidsskriftet Science Translational Medicine.

Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com