De innovatieve sensor die je waarschuwt wanneer je vocht moet drinken om uitdroging te voorkomen

De hittegolf in Europa heeft de afgelopen weken voor onrust gezorgd door verschillende gevallen van uitdroging en zelfs sterfgevallen. Alleen al in Spanje zijn tussen 16 mei en 13 juli 1180 sterfgevallen toegeschreven aan hittegolven.

In dit kader werkt een groep onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin (Verenigde Staten) aan een nieuwe, niet-invasieve, draagbare sensor die de hydratatieniveaus van patiënten continu en in realtime kan meten.

Dit apparaat zou een voetballer kunnen helpen gehydrateerd te blijven op een warme septembermiddag , voorkomen dat een brandweerman die een brand bestrijdt te droog wordt, of simpelweg een kantoormedewerker waarschuwen wanneer het tijd is om zijn waterfles bij te vullen. De resultaten zijn gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Uitdroging is een stille bedreiging die miljoenen mensen dagelijks treft", aldus Nanshu Lu, hoogleraar aan de afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek en Werktuigbouwkunde van de Cockrell School of Engineering. "Onze draagbare sensor biedt een eenvoudige en effectieve manier om de hydratatie in realtime te monitoren, zodat mensen proactief maatregelen kunnen nemen om gezond te blijven en optimaal te presteren."

Het maakt gebruik van bio-impedantie, een techniek die meet hoe elektrische signalen door het lichaam reizen, om de hydratatie te monitoren. Met behulp van strategisch geplaatste elektroden stuurt de sensor een kleine, veilige elektrische stroom door de arm.

De manier waarop elektrische stroom door het lichaam stroomt, hangt af van de hoeveelheid water in de weefsels. Water is een goede geleider van elektriciteit, waardoor gehydrateerde weefsels de stroom gemakkelijker laten passeren , terwijl gedehydrateerde weefsels de stroom tegenhouden. De door de sensor verzamelde gegevens worden draadloos verzonden naar een smartphone, zodat gebruikers hun hydratatieniveau kunnen controleren.

De onderzoekers voerden verschillende experimenten uit om het apparaat te testen, waaronder een diureticum-geïnduceerde dehydratiestudie en een 24-uurs vrije-levenstest.

In de dehydratiestudie namen de deelnemers een diureticum om vochtverlies te bevorderen . Hun hydratatieniveau werd gemeten met de draagbare sensor en vervolgens vergeleken met een urinemonster. De resultaten toonden een sterke correlatie tussen veranderingen in de bio-impedantie van de arm en gewichtsverlies door vochtverlies.

"Onze experimenten hebben aangetoond dat de bio-impedantie van de arm niet alleen gevoelig is voor veranderingen in hydratatie, maar ook nauw aansluit bij metingen van de totale lichaamshydratatie ", voegt Matija Jankovic toe, co-auteur van de studie en postdoctoraal onderzoeker in Lu's lab. "Dit betekent dat de sensor een betrouwbare vervanging kan zijn voor het meten van hydratatieniveaus, zelfs tijdens dagelijkse activiteiten zoals wandelen, werken of sporten."

Traditionele methoden voor het meten van hydratatie, zoals urine- of bloedonderzoek, zijn vaak invasief, tijdrovend en onpraktisch voor continue monitoring. Commerciële apparaten voor het meten van hydratatie vereisen vaak omvangrijke apparatuur en vaste opstellingen, waardoor hun gebruik in het dagelijks leven beperkt is.

Hydratatie is essentieel voor de menselijke gezondheid. Het speelt een fundamentele rol bij het behoud van de organische functie , het reguleren van de lichaamstemperatuur en het ondersteunen van vitale fysiologische processen.

Uitdroging, een aandoening die wordt veroorzaakt door een gebrek aan water in het lichaam, blijft echter een veelvoorkomend en vaak over het hoofd gezien probleem. Zelfs milde uitdroging kan de cognitieve functie, fysieke prestaties en thermoregulatie beïnvloeden , terwijl ernstige uitdroging kan leiden tot levensbedreigende aandoeningen zoals nierstenen, hart- en vaatziekten en een hitteberoerte.

Naast het beschermen van werknemers in extreme omstandigheden, heeft het apparaat potentiële toepassingen in de gezondheidszorg. Continue hydratatiebewaking kan helpen bij het diagnosticeren en behandelen van aandoeningen zoals nierziekten, hart- en vaatziekten en chronische uitdroging.

Hoewel de huidige versie van de sensor relatieve veranderingen in hydratatie registreert, is toekomstig onderzoek gericht op het vaststellen van referentiegegevens voor absolute hydratatieniveaus. Dit zou het verzamelen van bio-impedantiemetingen van een brede populatie vereisen om een basislijn voor vergelijking te creëren.

De onderzoekers zijn ook van plan nieuwe ontwerpen te onderzoeken, zoals ademende elektronische tatoeages of zweetafvoerende wearables, om het comfort en de prestaties bij langdurig gebruik te verbeteren. Ze hopen de tests uit te breiden naar grotere groepen en toepassingen te verkennen voor andere lichaamsdelen, zoals de onderarm of dij.

*Met informatie van Europa Press