Фитнес-трекер отслеживает уровень глюкозы, лактата и электролитов

Фитнес-трекеры за последние годы заметно преобразились.

Теперь запястные браслеты не только определяют сердцебиение и количество сожженных калорий, но и могут отслеживать такие важные биохимические параметры, как уровень глюкозы, молочной кислоты и электролитов.

Профессор электроинжиниринга Али Джави (Ali Javey) из Университета Калифорнии в Беркли на страницах журнала Nature рассказал о своем новом изобретении, которое способно изменить подход к тренировкам.

Миниатюрный неинвазивный сенсор может быть вмонтирован в запястные браслеты или банданы, чтобы во время физических занятий непрерывно отслеживать водно-электролитное равновесие и состояние углеводного обмена в организме спортсмена. Все это можно определить по составу пота.

«Человеческий пот непрерывно дает физиологически важную информацию, что делает его очень полезным материалом для неинвазивных носимых сенсоров. Но при этом пот имеет сложный химический состав и для получения клинически значимых данных необходимо провести много измерений и расчетов», - поясняют калифорнийские инженеры.



Новинка представляет собой полностью интегрированную систему, которая непрерывно проводит несколько замеров и отправляет данные для обработки на смартфон пользователя. Специальное программное обеспечение выдает результаты в удобном для пользователя виде, в том числе в виде графиков.

Анализы крови больше не нужны?

Читатели могли задаться вопросом: если по составу пота можно определить глюкозу, лактат и электролиты, то зачем же теперь сдавать кровь на анализы, втыкать в пациента шприцы и носиться с пробирками, требующими хранения в холодильнике и аккуратной транспортировки?



И действительно. Прототип нового изделия содержит 10 микросхем, которые соединены с 5 сенсорами, отвечающими за точное измерение глюкозы, лактата, натрия, калия и температуры тела.

Каждый из этих параметров важен с клинической точки зрения. Лактат, например, может говорить о степени усталости мышц, калий должен регулярно измеряться у пациентов, которые получают петлевые диуретики (фурасемид, торасемид). Глюкозу нужно контролировать при сахарном диабете.

Изобретатели говорят, что изначально они создавали свои сенсоры для спортсменов, но в будущем их можно будет адаптировать и для клинического использования, заменив некоторые рутинные анализы крови.

«Точность для этого вполне достаточная. Интегрированная система позволяет на ходу калибровать сенсоры в зависимости от температуры тела, а это очень важно для достижения высокой точности измерения глюкозы и лактата», - поясняет соавтор новинки, студент профессора Джави Вей Гао (Wei Gao).

Для испытаний новинки ученые набрали 26 здоровых взрослых добровольцев, которых заставляли выполнять физические упражнения разной интенсивности в спортзале и на улице, при разной температуре и влажности. Устройство устанавливали как в браслеты, так и в банданы. Во всех случаях была продемонстрирована высокая точность и надежность работы.
«Хотя анализы крови в ХХ веке считались «золотым стандартом» при измерении уровня метаболитов и электролитов в организме, в скором времени они уступят место неинвазивным технологиям. Беспроводной сенсор, который непрерывно дает информацию о состоянии пациента – это потрясающе», - отзывается о новинке доктор Джордж Брукс (George Brooks), профессор интегративной биологии UC-Berkeley.