En lav effekt, meget lydhør og genanvendelig sved pH -monitor

Sved, som indeholder en bred vifte af biokemiske markører, kan fortælle os meget om vores helbred. Variationer i sved pH (dvs. surhedsgrad eller alkalinitet), for eksempel, kan fortælle os, om vores krop er dehydreret og kan hjælpe diagnosen hudsygdomme såsom dermatitis, acne og andre hudinfektioner. Hos diabetespatienter, sved pH kan tjene som en god indikator for andre livstruende tilstande, for eksempel, en høj sved -pH under overdreven svedtendens og nattesved kan have været forårsaget af en længere periode med lavt blodsukker, der berettiger til medicinsk indgriben.

Et team af NUS-forskere er kommet med et 'add-on' til en bærbar sundhedsovervågnings-gadget, der kan fortælle brugerne om deres helbredstilstand fra deres sved. Den nye sved pH -monitor, som let kan integreres i eksisterende fitness -trackere eller smartwatches til en meget lav pris, er i stand til løbende at måle og overvåge surhedsgraden eller alkalinitetsniveauet for en brugers sved sammen med puls og iltkoncentration. På denne måde, brugere kan nyde døgnet rundt, personlig, og ikke-invasiv vurdering af deres trivsel.

Forskerteamet består af hr. Ananta Narayanan Balaji, en doktorand fra NUS Electrical and Computer Engineering, doktorand Chen Yuan og adjunkt Shao Huilin fra NUS iHealthtech og NUS Biomedical Engineering, samt Dr. Wang Bo og professor Peh Li-Shiuan fra NUS Computer Science.

"De fleste fitness trackere og smartwatches i dag kan måle sundhedsindikatorer som puls, iltmætning i blodet, skridtantal og endda søvncyklus, men de er ikke i stand til at spore sundhedsindikatorer på molekylært niveau. Derfor, vi skabte pH Watch, fordi sved er en let tilgængelig kropsvæske, der består af en lang række biokemiske markører, der kan bruges til at overvåge individers trivsel på en ikke-invasiv måde, "sagde hr. Ananta.

Hvorfor svedens pH betyder noget

Udtrykket 'pH' betyder 'Hydrogens potentiale' og pH -skalaen, som måler fra nul til 14, giver en indikation af, hvor surt eller basisk (også kaldet alkalisk) et stof er. En pH på syv er neutral på skalaen, mens en pH mindre end syv er sur. En aflæsning større end syv er alkalisk. Sund hud har typisk en pH -værdi på 5,5.

"Når kroppen er dehydreret, der vil være en stigning i koncentrationen af ​​natrium i sved, hvilket er angivet med en højere pH -værdi. En afbalanceret pH er også afgørende for hudens sundhed - hvis vores hud er for sur eller basisk, hudsygdomme som dermatitis og acne kan forekomme. For diabetespatienter, en høj sved -pH under overdreven svedtendens og nattesved kan tyde på, at patienten oplever lavt blodsukkerniveau, "Ananta forklarede.

Sådan fungerer pH -uret

PH -uret opfundet af NUS -forskerne udnytter de eksisterende pulsoximeterchips i fitness -trackere og smartwatches, der måler brugernes puls og iltmætning.

Pulsoximetre består af røde og infrarøde lyssensorer, der sidder mellem huden og enheden. Et pulsoximeter udsender synligt rødt og usynligt infrarødt lys på brugernes hud og beregner forskellen mellem bølgelængderne på de to lys for at bestemme iltindholdet i blodet. På hospitaler, de klippes ofte på toppen af ​​en patients pegefinger for at måle og overvåge patientens iltmætningsniveau i blodet.

NUS -teamet fremstillede en fleksibel og meget lydhør pH -svedssensor, der fungerer godt med pulsoximeteret. Specifikt, svedføleren er fremstillet ved hjælp af et materiale, der ændrer farve, når den kommer i kontakt med forskellige sved pH; disse farveændringer er designet til at matche optagelsesmulighederne for pulsoximeteret. Ved at integrere denne specialfremstillede pH-sensor og teamets pH-sensoralgoritme i eksisterende fitness-trackere eller smartwatches, der allerede har et indbygget pulsoximeter, pH Watch kan samtidigt overvåge pH -værdien af ​​en brugers sved, sammen med puls og iltmætningsværdier i blodet i realtid, med omkring 90 procent nøjagtighed.

"Vi designede og fremstillede pH -sensoren fra bunden ved hjælp af polyanilinpolymer, hvilket er en billig, slidstærkt, men meget fleksibelt materiale. Det passer godt til huden og kan føjes til ethvert smartwatch med pulsoximeter for at muliggøre kontinuerlig måling af svedens pH. Sensoren kan genbruges i mere end et år, selv ved daglig brug, "sagde fru Chen, der udviklede pH -sensoren.

"Vores pH-ur fungerer meget effektivt. Det kræver kun 20KB Random Access Memory (RAM) til databehandling. Det er også meget strømeffektivt-pH-sensoren er passiv og kræver ikke en strømkilde, mens pH -registreringsalgoritmen bruger mindre end 0,01 procent af det samlede strømforbrug på et smartwatch, "sagde hr. Ananta, der udviklede pH -sensingsalgoritmen og systemprototypen.

Han tilføjede, "PH -sensoren kan let monteres oven på enhver bærbar enhed med et pulsoximeter. Den kan tage enhver form - et armbånd, brystbælte eller hovedbånd-men vi har udviklet en urlignende bærbar prototype på grund af populariteten af ​​håndledsbårne wearables blandt brugerne. Den potentielle brug af vores pH Watch er ikke kun begrænset til atleter; det kunne bruges af enhver bruger, da vi ville svede under daglige aktiviteter som at gå eller løbe. Også, på grund af dets ikke-invasive karakter, det kunne bruges som personlig sundhedsovervågningsenhed for ældre og børn. "

"Så vidt vi ved, pH Watch er den første demonstration af en genanvendelig svedssensor, der let kan integreres i nutidens smartwatches med pulsoximetre, baner vejen for allestedsnærværende sansning af biomarkører, "sagde adjunkt Shao, der overvågede projektet sammen med professor Peh Li-Shiuan fra NUS Computer Science.

Teamet undersøger i øjeblikket andre biomarkører inden for sved og undersøger brugen af ​​andre eksisterende sensorer til at detektere flere svedbiomarkører.