Cảm biến phát hiện mức độ căng thẳng của cơ thể

Wei Gao, trợ lý giáo sư kỹ thuật y tế tại Viện Công nghệ California Caltech (Mỹ) đã chế tác một loại cảm biến mồ hôi không dây có thể phát hiện chuẩn xác mức độ cortisol, một hợp chất tự nhiên thường được coi là hormone găng tay của thân. Trong một bài báo cáo trên tùng san Matter xuất bản ngày 26/2, Gao và các nhà nghiên cứu đã biểu diễn cách họ thiết kế, chế tạo, cách thức hoạt động của thiết bị và chứng minh rằng nó có hiệu quả trong việc phát hiện mức độ cortisol theo thời gian thực.

Cảm biến phát hiện chừng độ căng thẳng của thân

Video: Caltech.

Thiết bị này có giá rẻ, chính xác cao để đo cortisol cho phép theo dõi bao tay dễ dàng hơn. ngoại giả, nó còn có thể theo dõi các tình trạng khác bao gồm lo lắng, rối loạn găng sau chấn thương và trầm cảm, tuốt đều liên hệ với sự thay đổi nồng độ cortisol.

Cảm biến mà Gao phát triển dùng một phương pháp hao hao một cảm biến mồ hôi khác mà anh mới tạo ra có thể đo mức axit uric trong máu, rất hữu dụng để theo dõi các tình trạng như bệnh tim mạch, tiểu đường hoặc bệnh thận. Cả hai loại cảm biến mà Gao và nhóm của ông tạo ra đều làm bằng graphene dạng tấm carbon. Một tấm nhựa được khắc bằng tia laser để tạo ra cấu trúc graphene ba chiều với các lỗ nhỏ có thể phân tách mồ hôi. Những lỗ chân lông chiếm phần đông diện tích bề mặt trong cảm biến, khiến nó đủ nhạy để phát hiện các hợp chất chỉ tồn tại với một lượng rất nhỏ trong mồ hôi. Những lỗ chân lông nhỏ phối hợp với một kháng thể phân tử hệ thống miễn nhiễm, đặc biệt mẫn cảm với cortisol giúp cảm biến phát hiện ra các hợp chất.

Trong một thí nghiệm, mồ hôi của một tình nguyện viên đã được thu thập trong vòng sáu ngày để phân tích dữ liệu nồng độ cortisol. Ở một người khỏe mạnh, nồng độ cortisol tăng và giảm theo chu kỳ hàng ngày. Cảm biến ghi nhận các mức độ găng sẽ cao nhất sau khi thức dậy mỗi sáng và giảm trong cả ngày. "Theo dõi chu kỳ cortisol hàng ngày của bệnh nhân có thể phản chiếu tình trạng sức khỏe tâm thần. Bệnh nhân trầm cảm có kiểu cortisol sinh vật học khác với những người khỏe mạnh", Gao nói.

Cảm biến mồ hôi theo dõi nồng độ cortisol. Ảnh: Caltech.

Trong thể nghiệm khác, những thay đổi về mức độ cortisol đã được ghi lại khi chúng xảy ra để đáp ứng với một tác nhân gây bao tay cấp tính. Điều này đã được thực hiện duyệt y hai thử nghiệm. trước tiên, các đối tượng thí điểm được đề nghị thực hành các bài tập aerobic vì tập thể dục cường độ cao gây ra sự gia tăng mạnh cortisol. Trong thí nghiệm thứ hai, các đối tượng thể nghiệm được yêu cầu ngâm tay vào nước đá, một chất gây bít tất tay đủ để giải phóng cortisol. Trong cả hai thử nghiệm, các cảm biến phát hiện mức cortisol tăng lập tức.

"bình thường, xét nghiệm máu mất ít ra một đến hai giờ và việc rút máu gây gia tăng mức độ bao tay. Để theo dõi bít tất tay, thời gian là rất quan yếu. Cảm biến của chúng tôi cho kết quả chỉ trong vài phút", Gao san sớt.

Vào tháng 10, NASA đã thông tin rằng Gao là một trong sáu nhà nghiên cứu được chọn dự nghiên cứu về sức khỏe của con người trong các nhiệm vụ ngoài vũ trụ. Gao sẽ nhận được tài trợ để phát triển công nghệ cảm biến thành một hệ thống theo dõi sự căng thẳng và lo âu của các phi hành gia như là một phần của chương trình, được quản lý bởi Viện nghiên cứu phân tích sức khỏe không gian (TRISH).

An Phạm (Theo Techxplore )