Un capteur de sueur portable peut surveiller la déshydratation et la fatigue

Les trackers de santé et de fitness portables ont pris le monde d'assaut ces dernières années. Mais les bracelets qui surveillent votre fréquence cardiaque et le nombre de calories que vous avez brûlées pourraient bientôt devenir une vieille nouvelle. Les chercheurs ont maintenant mis au point un dispositif qui mesure les produits chimiques de la sueur, ce qui pourrait alerter les utilisateurs de la déshydratation, de la fatigue et d’autres facteurs.
Le moniteur de sueur portable mesure le glucose, le lactate, le sodium et le potassium dans la sueur.
Crédit d'image: Wei Gao et al.

Ali Javey, professeur de génie électrique et informatique à l'Université de Californie à Berkeley, et ses collègues publient les détails de leur création dans la revue. La nature.

Selon l’équipe, leur dispositif non invasif - qui peut être intégré dans les bracelets et les bandeaux - est le premier système électronique entièrement intégré capable de surveiller en continu et simultanément plusieurs substances chimiques de la transpiration.

"La sueur humaine contient des informations physiologiquement riches, ce qui en fait un fluide corporel attractif pour les capteurs portables non invasifs", explique le professeur Javey. "Cependant, la transpiration est complexe et il est nécessaire de mesurer plusieurs cibles pour extraire des informations significatives sur votre état de santé."

"A cet égard, ajoute-t-il, nous avons développé un système entièrement intégré qui mesure simultanément et de manière sélective plusieurs analyses de la sueur et transmet sans fil les données traitées à un smartphone. Notre travail présente une plateforme technologique pour les moniteurs de santé basés sur la transpiration."

Le dispositif pourrait offrir une alternative non invasive aux tests sanguins

Le dispositif prototype consiste en une carte de circuit flexible contenant 10 puces de circuit, connectées à cinq capteurs qui surveillent la température du glucose, du lactate, du sodium, du potassium et du corps.

Chacune des quatre substances biochimiques mesurées peut donner un aperçu de la santé et du bien-être de l'utilisateur. Le lactate, par exemple, fournit des informations sur la fatigue musculaire, tandis que le potassium peut fournir des informations sur la déshydratation.

Au contact de la sueur, les capteurs génèrent des signaux électriques. Ces signaux sont lus par les puces du circuit et ajustés pour tenir compte des changements de température de la peau, ce qui, selon les chercheurs, est un processus clé.

"Le système intégré nous permet d'utiliser la température cutanée mesurée pour calibrer et ajuster les lectures d'autres capteurs en temps réel", explique le co-auteur principal Wei Gao, un stagiaire postdoctoral du laboratoire du professeur Javey. "Ceci est important car la réponse des capteurs de glucose et de lactate peut être grandement influencée par la température."

Les signaux sont ensuite transmis sans fil à une application smartphone développée par l'équipe, qui synchronise les données.

Le professeur Javey explique plus en détail comment l’appareil fonctionne dans la vidéo ci-dessous:

L’équipe a testé le dispositif sur 26 volontaires en bonne santé alors qu’ils participaient à des activités physiques à l’intérieur et à l’extérieur à différentes intensités, telles que le cyclisme et la course à pied. Le dispositif a été incorporé dans les bandeaux et les bracelets qu’ils portaient en faisant de l’exercice.

En comparant les lectures de capteur de l'appareil avec les échantillons de sueur collectés des participants, les chercheurs ont pu confirmer leur précision et leur faisabilité en tant qu'appareil portable à base de sueur qui surveille la santé.

"L’idée est d’avoir ce pouce levé ou ce pouce levé qui donnera des informations en temps réel: il pourrait vous donner l’alarme dont vous avez besoin pour prendre des médicaments, ou vous déshydrater et avoir besoin de boire de l’eau, "dit le professeur Javey.

Alors que les analyses de sang sont actuellement la référence en matière de mesure des métabolites et des électrolytes dans le corps, le co-auteur de l'étude, George Brooks, professeur de biologie intégrative à UC-Berkeley, a le potentiel pour être une alternative efficace et non invasive. :

"Avoir un capteur de sueur portable est vraiment incroyable parce que les métabolites et les électrolytes mesurés par le dispositif Javey sont d'une importance vitale pour la santé et le bien-être d'un individu.

En étudiant les effets de l'exercice sur la physiologie humaine, nous prenons généralement des échantillons de sang. Avec cette technologie non invasive, il sera peut-être possible un jour de savoir ce qui se passe physiologiquement sans piqûre d’aiguille ni fixation de petits gobelets jetables sur vous. "

Les chercheurs notent que le dispositif pourrait être adapté pour mesurer d'autres fluides corporels, offrant ainsi un aperçu encore plus profond de la santé et du bien-être d'une personne.

"Nous voulons développer des applications médicales", explique le professeur Javey. "En examinant ces autres produits chimiques, nous pourrons peut-être obtenir des informations sur la santé mentale d'un individu."

En 2014, Nouvelles médicales aujourd'hui ont rapporté sur la création d'un appareil portable, semblable à la peau, que les chercheurs disent pouvoir surveiller la santé cardiovasculaire et la peau 24 heures par jour.

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