Annonceinfo

Armbånd med svedsensor kan overvåge dit helbred

Din sved kan afsløre, om du er ved at blive udmattet eller dehydreret, fortæller amerikanske forskere. De har opfundet en sensor, der kan sidde på huden og analysere kemiske komponenter i sved.

Se, hvordan svedsensoren virker (Video: Berkeley).

Læger har længe kunnet få et indblik i din krops helbredstilstand ved at tage en blodprøve.

Men i nogle tilfælde kan du måske snart slippe for nålen.

Et amerikansk forskerhold har nemlig udviklet en elektrokemisk sensor, der kan måle på indholdet i din sved. Sensoren er bøjelig, så den kan sidde på huden, og den indeholder en minicomputer, der kan analysere prøverne løbende og sende resultaterne til din smartphone.

»Menneskers sved indeholder en masse fysiologiske oplysninger, hvilket gør det til en attraktiv kropsvæske for ikke-invasive bærbare sensorer,« siger forskerholdets leder, Ali Javey, i en pressemeddelelse.

»Men sved er kompleks, og det er nødvendigt at måle på flere parametre for at få meningsfulde oplysninger om din helbredstilstand ud af det. Derfor har vi udviklet et fuldt integreret system, der samtidigt og selektivt måler flere kemiske komponenter i sved og trådløst overfører de behandlede data til en smartphone,« forklarer Ali Javey, der er professor i elektronik og datalogi ved University of California, Berkeley.

Han har udviklet sensoren sammen med ingeniører og fysiologer fra University of California, Berkeley, og Stanford University. Deres opfindelse er beskrevet i en videnskabelig artikel, der er udgivet i det anerkendte tidsskrift Nature.

Tæt på at være et færdigt produkt

På denne side af Atlanten er danske forskere, der ikke har været involveret i det nye studie, imponerede over, hvor langt amerikanerne er nået med udviklingen af sensoren.

»Det er spændende, at de lykkedes med at skabe noget, hvor de i realtid kan samle data op. Så det er ikke et spørgsmål om at opsamle sved og analysere det bagefter. Du kan gøre det løbende,« siger Jan Madsen, der er professor og vicedirektør ved Institut for Matematik og Computer Science på Danmarks Tekniske Universitet.

Apparatet indeholder fem sensorer, der kan måle niveauer af glukose, laktat, natrium- og kaliumioner samt hudtemperatur (Illustration: Der-Hsien Lien and Hiroki Ota).

»Selvom det er en forskningsprototype, og det ser lidt klodset ud med et løst batteri, virker det umiddelbart ikke, som om der er så langt til, at det kan blive til et færdigt produkt i form af et armbånd eller integreret i et smartwatch. Men det vil naturligvis kræve langt flere test af, hvordan det fungerer i dagligdagssituationer,« siger Jakob Eg Larsen, der er lektor ved det samme institut på DTU.

Det nye system kommer i en tid, hvor det bliver mere og mere populært at bruge teknologi til at måle på sig selv, en bevægelse der kaldes 'quantified self'. Nu kommer sensorerne endnu tættere på os.

»Der er allerede mange kommercielt tilgængelige sensorer, som typisk måler fysisk aktivitet og puls. Det her viser vejen til, hvordan vi kan måle på nogle fysiologiske parametre med en ikke-invasiv sensor, som man kan have siddende om håndleddet eller i et pandebånd,« siger Jakob Eg Larsen.

Sensoren måler på fire kemiske komponenter

Apparatet indeholder i alt fem sensorer, der bruger elektriske signaler til at måle på fire forskellige metabolitter og elektrolytter samt hudens temperatur.

»Det ser ud til at fungere ret præcist. De viser, at det er vigtigt at måle temperaturen, så man kan kalibrere målingerne ud fra, hvilken hudtemperatur man har. Det er jo ekstremt vigtigt i forbindelse med fysisk aktivitet, som er det, den mest lægger op til at kunne anvendes til,« siger Kurt Højlund, der er klinisk professor i diabetes og overlæge på Odense Universitetshospital samt adjungeret professor ved Københavns Universitet.

De fire kemiske komponenter, som sensoren kan måle, er velkendte, og det er nogle, som kan afsløre en del om helbredstilstanden, forklarer Kurt Højlund:

  • Glukose måler diabetespatienter i blodet for at sikre sig, at de ikke har for højt eller lavt blodsukker. Diabetespatienter kan miste evnen til at mærke, når deres blodsukker er lavt. Lavt blodsukker kan føre til, at man mister bevidstheden eller får kramper, hvilket kan være livsfarligt, hvis man kører bil.
     
  • Laktat kan sladre om trætte muskler. Når man er fysisk aktiv, ophobes laktat og mælkesyre i kroppen, og et højt niveau af laktat hænger sammen med muskeltræthed.
     
  • Kalium- og natriumioner fortæller om væskebalancen. Et lavt niveau af natrium kan vise, at man indtager alt for meget vand, mens et højt niveau indikerer, at man mangler væske. Nogle sygdomme behandles med medicin, der påvirker kaliumniveauet, og et for højt niveau af kalium kan føre til hjertestop.

Det er dog endnu ikke klart, hvordan alle de målte niveauer i sved skal tolkes.

»Jeg er sikker på, at det også afspejler, hvad der foregår inde i kroppen, men præcis, hvordan det afspejler det, ved vi ikke endnu,« siger Kurt Højlund.

Forskellige teknologier forenes
Det fleksible apparat består af to dele. Den ene del er sensorerne (de sorte prikker på hvidt materiale). Den anden del er en printplade med blandt andet computerchip, der analyserer de opsamlede data, samt en BlueTooth-sender, der kan overføre resultaterne til en smartphone. (Foto: UC Berkeley).

De fem sensorer er koblet til systemets ’hjerne’, der består af en bøjelig printplade med indbyggede computerchip, batteri og Bluetooth-sender.

»Det er et udmærket studie i at prøve at integrere forskellige teknologier i et fleksibelt materiale. Du har elektronikken, der tager sig af signalbehandling og trådløs kommunikation med en smartphone, og selve sensorerne, der sidder tæt nok til at opsamle sved, når man motionerer. Det mest spændende er, at de viser, at de kan gøre det i praksis og lave noget, som meget let kan blive til et brugbart produkt,« siger Jan Madsen.

Det er usædvanligt, at et forskningsprojekt munder ud i et produkt, der er så gennemført som den nye svedsensor.

»Der er et ret stort skridt fra i teorien at kunne modellere, hvordan det kan bygges, og til rent faktisk at kunne gøre det og få det til at fungere pålideligt. Og hvis de har kunnet uidføre de studier, som de har vist her, er det jo noget, der fungerer kontinuerligt over længere tidsrum,« siger Jan Madsen.

Systemet er dog blevet afprøvet under mere eller mindre kontrollerede forhold, indvender Jakob Eg Larsen.

»Spørgsmålet er, hvor robust systemet virker, hvis man tager det ud i almindelige omgivelser og situationer, hvor sensoren bliver påvirket af bevægelser og andre temperaturer,« siger han.

Mål dit blodsukker på cykelturen

Analyser af sved bruges allerede til at diagnosticere sygdomme, teste for narkotikamisbrug og optimere atleters præstationer. Men svedprøverne er førhen blevet taget separat og senere analyseret, og instrumenterne har typisk været store og klodsede.

Det nye system kan bygges så småt, at det kan sidde på undersiden af et ur og måle i realtid, og det åbner for, at det kan bruges af alt fra astronauter til motionister.

Resultaterne af målingerne kan sendes trådløst til en smartphone. Man kan endda dele oplysningerne, så man kan sende en graf over overviklingen i glukoseniveauet i en e-mail til sin læge, eller man kan blære sig over for vennerne på Facebook med svedens lave indhold af laktat efter en lang løbetur. (Screenshot: UC Berkeley)

»Kommercielt set vil det kunne udvikles til at være noget, man bare skulle have sammen med pulsur og andet udstyr, når man for eksempel cykler rigtig langt eller løber maraton og skal have styr på væskeindtagelsen, og hvor mange kulhydrater man skal indtage,« siger Kurt Højlund.

Bedre behandling af sygdomme

Der er også muligheder for, at det kan bruges til at behandle en række sygdomme.

»Hvis det ret præcist afspejler, hvad man kan måle i blodet, kan man jo bruge det til at give en alarm for højt eller lavt blodsukker. Man kan også bruge det til at vurdere, hvor meget insulin man skal have i forbindelse med et måltid. Men det skal først vises, at disse svedmålinger kan konkurrere med de andre apparater, man har til at måle blodsukker med,« siger Kurt Højlund.

Sensoren er allerede blevet brugt til at måle natrium og kalium under hård fysisk aktivitet uden indtagelse af vand, og ifølge de amerikanske forskere kan den indikere, om en person er ved at være dehydreret.

»Sådan en funktion kunne man anvende hos ældre mennesker, der ikke indtager væske nok eller har nogle sygdomme, som gør, at de enten indtager for meget eller for lidt væske. Vi har for eksempel på vores afdeling nogle patienter, som er opereret i hypofysen, hvor balancen mellem indtagelse af væske er helt forrykket. De drikker måske seks-otte liter vand om dagen, så deres saltbalance bliver skæv. Vi har jo ikke mulighed for at tage blodprøver på dem hele tiden, så dér kan en sensor som den her faktisk være en rigtig god ting,« fortæller Kurt Højlund.

Sensoren åbner for svedig forskning

Men selvom sensoren kan måle på væskebalancen, mangler den stadig at kunne videreformidle tallene på en brugbar måde.

»Jeg forestiller mig, at ældre mennesker, som har tendens til dehydrering, kunne forebygge det ved at have en bærbar sensor, der kunne komme med et advarselssignal. Men det er ikke noget, de viser i artiklen. De tegner et billede af, at det kan lade sig gøre. Næste skridt ville i så fald være at lave en robust algoritme, der kan fortælle én, om man er dehydreret,« siger Jakob Eg Larsen.

For at fremstille den slags funktioner kræver det en større viden om, hvad indholdet i sveden siger om helbredet. Den viden kan apparatet faktisk hjælpe til med at skabe.

»Nu har man for første gang et apparat, der kan måle flere forskellige metabolitter i sved. Så det vil helt sikkert åbne for en masse ny forskning og måske åbne for nogle helt nye områder i forhold til, hvordan man påviser og monitorerer forskellige sygdomme,« siger Kurt Højlund.

Seneste fra Teknologi

Grønlandske stemmer

Aviaja

»Det er vigtigt, at lokalbefolkningen uddanner sig, for bedre at være en del af udviklingen og bedre kunne tjene penge på viden i stedet for at tjene penge på tønder af olie«

Aviaja Lyberth Hauptmann, ph.d.-studerende på DTU.

Tema om fremtiden for grønlandsk forskning

Det læser andre lige nu

Spørg Videnskaben

Abonner på vores nyhedsbrev

Når du tilmelder dig, deltager du i konkurrencen om lækre præmier.

Seneste blogindlæg