Cuando los ingenieros de la Universidad de California, Berkeley, dicen que te van a hacer sudar, todo es en nombre de la ciencia.
Específicamente, es para un sistema de sensor flexible que puede medir metabolitos y electrolitos en el sudor, calibrar los datos según la temperatura de la piel y sincronizar los resultados en tiempo real con un teléfono inteligente.
Si bien los monitores de salud se han disparado en la escena de la electrónica de consumo durante la última década, los investigadores dicen que este dispositivo aparece en la edición del 28 de enero de la revista Naturaleza , es el primer sistema electrónico completamente integrado que puede proporcionar un monitoreo continuo y no invasivo de múltiples bioquímicos en el sudor.
El avance abre las puertas a dispositivos portátiles que alertan a los usuarios sobre problemas de salud como fatiga, deshidratación y temperaturas corporales peligrosamente altas.
"El sudor humano contiene información fisiológicamente rica, lo que lo convierte en un fluido corporal atractivo para los sensores portátiles no invasivos", dijo el investigador principal del estudio Ali Javey, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación de UC Berkeley. "Sin embargo, el sudor es complejo yes necesario medir múltiples objetivos para extraer información significativa sobre su estado de salud. En este sentido, hemos desarrollado un sistema totalmente integrado que mide de manera simultánea y selectiva múltiples analitos del sudor, y transmite de forma inalámbrica los datos procesados a un teléfono inteligente. Nuestro trabajo presentauna plataforma tecnológica para monitores de salud basados en el sudor ".
Javey trabajó con los coautores principales del estudio, Wei Gao y Sam Emaminejad, quienes son becarios postdoctorales en su laboratorio. Emaminejad también tiene una cita conjunta en la Facultad de Medicina de Stanford, y los tres están afiliados con Berkeley Sensor and Actuator.Center y la División de Ciencias de los Materiales del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.
pistas químicas sobre la condición física de una persona
Para ayudar a diseñar el sistema del sensor de sudor, Javey y su equipo consultaron al fisiólogo del ejercicio George Brooks, profesor de biología integrativa de UC Berkeley. Brooks dijo que estaba impresionado cuando Javey y su equipo se acercaron a él por primera vez sobre el sensor.
"Tener un sensor de sudor portátil es realmente increíble porque los metabolitos y electrolitos medidos por el dispositivo Javey son de vital importancia para la salud y el bienestar de una persona", dijo Brooks, coautor del estudio. "Al estudiarlos efectos del ejercicio en la fisiología humana, normalmente tomamos muestras de sangre. Con esta tecnología no invasiva, algún día será posible saber qué está pasando fisiológicamente sin pinchazos de agujas o colocando vasos pequeños desechables sobre usted ".
El prototipo desarrollado por Javey y su equipo de investigación incluye cinco sensores en una placa de circuito flexible. Los sensores miden los metabolitos glucosa y lactato, los electrolitos sodio y potasio y la temperatura de la piel.
"El sistema integrado nos permite usar la temperatura cutánea medida para calibrar y ajustar las lecturas de otros sensores en tiempo real", dijo Gao. "Esto es importante porque la respuesta de los sensores de glucosa y lactato puede verse muy influenciada por la temperatura."
Desarrollo de pulseras y diademas inteligentes
Junto a la matriz de sensores se encuentra la placa de circuito impreso inalámbrica con componentes de silicio disponibles en el mercado. Los investigadores utilizaron más de 10 chips de circuitos integrados responsables de tomar las medidas de los sensores, amplificar las señales, ajustar los cambios de temperatura y de forma inalámbricatransmitiendo los datos. Los investigadores desarrollaron una aplicación para sincronizar los datos de los sensores con los teléfonos móviles y colocaron el dispositivo en pulseras y diademas "inteligentes".
Pusieron el dispositivo, y docenas de voluntarios, a través de varios ejercicios en interiores y exteriores. Los sujetos de estudio andaron en bicicleta estática o corrieron al aire libre en pistas y senderos desde unos minutos hasta más de una hora.
"Podemos reducir fácilmente este dispositivo integrando todas las funcionalidades del circuito en un solo chip", dijo Emaminejad. "La cantidad de bioquímicos a los que nos dirigimos también se puede aumentar para que podamos medir muchas cosas a la vez.-Es posible realizar estudios clínicos a escala, que nos ayudarán a comprender mejor el rendimiento deportivo y las respuestas fisiológicas al ejercicio ".
Javey señaló que un objetivo a largo plazo sería utilizar este dispositivo para estudios a nivel de población para aplicaciones médicas.
Brooks también notó la posibilidad de que el dispositivo se use para medir más que la transpiración.
"Si bien la tecnología portátil y no invasiva del profesor Javey funciona bien en los atletas que sudan, es probable que haya muchas otras aplicaciones de la tecnología para medir los niveles de metabolitos y electrolitos vitales de personas sanas en la vida diaria", dijo Brooks.también se adaptará para monitorear otros fluidos corporales para aquellos que padecen enfermedades y lesiones. "
El Centro de Sensores y Actuadores de Berkeley y los Institutos Nacionales de Salud ayudaron a respaldar este trabajo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Sarah Yang. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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