Инновационный датчик, который предупреждает о необходимости пить жидкость, чтобы предотвратить обезвоживание

В последние недели волна тепла в Европе вызвала тревогу из-за нескольких случаев обезвоживания и даже смерти. Только в Испании с 16 мая по 13 июля из-за волн тепла погибло 1180 человек.

В рамках этой программы группа исследователей из Техасского университета в Остине (США) работает над новым неинвазивным портативным датчиком, предназначенным для непрерывного измерения уровня гидратации пациента в режиме реального времени.

Это устройство может помочь футболисту избежать обезвоживания в жаркий сентябрьский день , предотвратить пересыхание организма пожарного, тушащего пожар, или просто предупредить офисного работника, когда пора наполнить бутылку водой. Результаты исследования опубликованы в Трудах Национальной академии наук.

«Обезвоживание — это скрытая угроза, с которой ежедневно сталкиваются миллионы людей», — сказал Наньшу Лу, профессор кафедры аэрокосмической и машиностроительной инженерии Инженерной школы Кокрелла. «Наш носимый датчик — это простой и эффективный способ контролировать уровень гидратации в режиме реального времени, позволяя людям принимать превентивные меры для поддержания здоровья и достижения наилучших результатов».

Он использует биоимпеданс — метод измерения прохождения электрических сигналов по телу — для контроля уровня гидратации. Используя стратегически расположенные электроды, датчик подаёт небольшой безопасный электрический ток через руку.

Прохождение электрического тока через тело зависит от количества воды в тканях. Вода хорошо проводит электричество, поэтому увлажненные ткани легче пропускают ток , в то время как обезвоженные ткани препятствуют его прохождению. Данные, собранные датчиком, передаются по беспроводной связи на смартфон, что позволяет пользователям контролировать уровень гидратации.

Исследователи провели несколько экспериментов для проверки устройства, включая исследование обезвоживания, вызванного мочегонными средствами, и 24-часовой тест на свободную жизнь.

В исследовании обезвоживания участники принимали мочегонное средство для стимуляции потери жидкости , а уровень их гидратации контролировался с помощью носимых датчиков и затем сравнивался с образцом мочи. Результаты показали сильную корреляцию между изменениями биоимпеданса руки и потерей массы тела из-за потери воды.

«Наши эксперименты показали, что биоимпеданс руки не только чувствителен к изменениям гидратации, но и тесно связан с показателями общей гидратации организма », — добавляет Матия Янкович, соавтор исследования и научный сотрудник лаборатории Лу. «Это означает, что датчик может стать надёжной заменой для отслеживания уровня гидратации, даже во время повседневной деятельности, такой как ходьба, работа или занятия спортом».

Традиционные методы оценки гидратации, такие как анализы мочи или крови, часто инвазивны, требуют много времени и не подходят для непрерывного мониторинга. Коммерческие устройства для оценки гидратации часто требуют громоздкого оборудования и стационарных настроек, что ограничивает их применение в повседневной жизни.

Гидратация жизненно важна для здоровья человека. Она играет основополагающую роль в поддержании функционирования организма , регулировании температуры тела и обеспечении жизненно важных физиологических процессов.

Однако обезвоживание, вызванное недостатком воды в организме, остаётся распространённой и часто игнорируемой проблемой. Даже лёгкое обезвоживание может повлиять на когнитивные функции, физическую работоспособность и терморегуляцию , а тяжёлое обезвоживание может привести к опасным для жизни состояниям, таким как образование камней в почках, сердечно-сосудистые заболевания и тепловой удар.

Помимо защиты работников в экстремальных условиях, устройство может найти потенциальное применение в здравоохранении. Непрерывный мониторинг гидратации может помочь в диагностике и лечении таких заболеваний , как заболевания почек, сердечно-сосудистые заболевания и хроническое обезвоживание.

Текущая версия датчика регистрирует относительные изменения уровня гидратации, однако будущие исследования направлены на установление референтных данных для абсолютных уровней гидратации. Это предполагает сбор данных биоимпеданса у широкой популяции для создания базового уровня для сравнения.

Исследователи также планируют изучить новые разработки, такие как дышащие электронные татуировки или носимые устройства с отводом пота, для повышения комфорта и эффективности при длительном использовании. Они надеются расширить испытания на более широкие группы и изучить возможности применения на других участках тела, например, на предплечье или бедре.

*По информации Europa Press