Nový senzor na rameno sleduje hydratáciu tela v reálnom čase

Tichým a často podceňovaným nebezpečenstvom, ktoré ohrozuje hasičov v plameňoch, elitných športovcov na pokraji svojich síl či vojakov v extrémnych podmienkach, je dehydratácia. Problém spočíva v tom, že smäd je oneskorený indikátor; v okamihu, keď ho pocítime, naše kognitívne a fyzické schopnosti sú už znížené. Tento pokles výkonnosti nie je zanedbateľný, pretože strata tekutín zodpovedajúca len 1 % telesnej hmotnosti môže zvýšiť telesnú teplotu o 0.15 až 0.20 °C.

Dlhodobo chýbal praktický, nepretržitý a neinvazívny spôsob monitorovania hydratácie, čo predstavovalo významnú medzeru v osobnom zdraví, bezpečnosti pri práci a športovej medicíne. Tradičné metódy, ako sú tabuľky farby moču, krvné testy alebo analýza moču, sú buď subjektívne, invazívne, alebo poskytujú len jediný, momentálny obraz o stave, čo ich robí nepraktickými. Tento zásadný problém teraz rieši vynález výskumníkov z Texaskej univerzity v Austine.

Vyvinuli bezdrôtový senzor, ktorý sa nosí na ramene a nepretržite sleduje celkovú hydratáciu tela. Kľúčom k jeho funkčnosti je technológia bioimpedancie, ktorá meria, ako elektrické signály prechádzajú telom. Senzor vysiela nepatrný, nepostrehnuteľný elektrický prúd cez rameno a meria odpor (impedanciu), ktorý mu tkanivá kladú. Keďže voda je vynikajúcim vodičom elektriny, dobre hydratované tkanivá umožňujú prúdu prechádzať ľahšie, zatiaľ čo dehydrované tkanivá kladú väčší odpor.

Princíp bioimpedancie je síce známy, no skutočná inovácia spočíva v strategickom umiestnení elektród v tetrapolárnej konfigurácii naprieč hornou časťou ramena. Predchádzajúce pokusy o lokálne monitorovanie bioimpedancie často zlyhávali, pretože boli ovplyvnené povrchovými zmenami na koži. Tím z Texaskej univerzity však tento problém prekonal. Ich konfigurácia meria hlboko cez svalové tkanivo ramena, ktoré je primárnym rezervoárom vody v tele, čím sa obchádza „šum“ z povrchových vrstiev kože.

Presnosť senzora bola potvrdená v prísnej štúdii schválenej etickou komisiou, kde účastníci užívali diuretiká na vyvolanie straty tekutín. Zmeny namerané senzorom boli porovnávané s úbytkom telesnej hmotnosti v dôsledku straty vody. Výsledky odhalili mimoriadne silnú lineárnu koreláciu medzi nárastom impedancie ramena a poklesom telesnej hmotnosti s Pearsonovým korelačným koeficientom r=0.956±0.033.

Táto hodnota predstavuje takmer dokonalú štatistickú zhodu a je silným dôkazom spoľahlivosti senzora. Následný 24-hodinový experiment v bežných životných podmienkach potvrdil, že senzor dokáže spoľahlivo sledovať cykly dehydratácie a rehydratácie aj pri bežných denných aktivitách, čo dokazuje jeho praktickú využiteľnosť. Hoci súčasný senzor vyniká v sledovaní relatívnych zmien hydratácie, ďalším cieľom výskumníkov je vytvoriť referenčné dáta na určovanie absolútnych úrovní hydratácie.

To by si vyžadovalo zber údajov od veľkej populácie na vytvorenie porovnávacej základne, čím by sa zariadenie zmenilo z osobného sledovača zmien na univerzálny diagnostický nástroj. Budúcnosť môže priniesť aj nové formy, ako sú priedušné elektronické tetovania alebo integrácia do odevov odvádzajúcich pot, čo by ešte viac zvýšilo komfort a umožnilo, aby sa tento životne dôležitý zdravotný parameter monitoroval rovnako bezproblémovo ako náš srdcový tep.  

Zdroj: newatlas.com.

^{Zdroj Foto: University of Texas}