Ученые создали кольцо, которое «читает» организм

Что умеет новое кольцо

Разработку представили инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего. Это компактное носимое устройство предназначено для непрерывного биохимического мониторинга организма.

Кольцо способно определять в поте шесть различных биомаркеров: глюкозу, кетоны, витамин C, мочевую кислоту, лактат и алкоголь.

Одновременно устройство может отслеживать до четырех показателей.

Полученные сведения обрабатываются встроенной электроникой и беспроводным способом передаются на смартфон.

Таким образом, кольцо отличается от большинства существующих носимых гаджетов, которые обычно измеряют преимущественно физические показатели — например, частоту сердечных сокращений, движение или сон.

Как кольцо получает пот без тренировки

Одна из главных особенностей разработки заключается в том, что пользователю не нужно заниматься спортом или специально вызывать потоотделение.

Для получения жидкости инженеры использовали специальный гидрогель. Он создает осмотическое давление и позволяет пассивно извлекать небольшое количество пота с поверхности пальца.

После этого жидкость поступает по микроканалам к сенсорам, которые анализируют содержащиеся в ней вещества.

Благодаря этому устройство может работать во время обычной повседневной активности — например, когда человек сидит, ходит или занимается своими делами.

Такой принцип позволяет отказаться от необходимости интенсивного потоотделения, которое было одним из ограничений ряда более ранних технологий анализа пота.

До четырех показателей одновременно

В кольцо встроена система сенсоров, позволяющая выбирать комбинацию отслеживаемых биомаркеров.

Всего устройство рассчитано на шесть показателей: глюкозу, кетоны, витамин C, мочевую кислоту, лактат и алкоголь.

Однако одновременно можно контролировать не более четырех из них.

Исследователи объясняют это техническими особенностями устройства и необходимостью избежать чрезмерного падения напряжения между электродами.

За счет такого подхода пользователь потенциально сможет выбирать набор показателей в зависимости от поставленной задачи.

Глюкозу и кетоны сравнили с обычными приборами

Одной из наиболее важных частей исследования стала проверка того, насколько результаты кольца совпадают с данными уже существующих медицинских приборов.

Исследователи сравнивали измерения глюкозы с коммерческими системами непрерывного мониторинга глюкозы и приборами для анализа крови.

Отдельно проверяли и показатели кетонов.

Авторы исследования сообщают о хорошем соответствии полученных результатов.

Испытания проводили как с участием здоровых людей, так и добровольцев с диабетом 1 типа.

При этом разработчики пока не заявляют о полном отказе от существующих медицинских методов контроля. Речь идет о исследовательском прототипе, который должен пройти дальнейшее развитие и проверку.

Одной персональной калибровки хватает примерно на два месяца

Еще одна особенность устройства — персональная калибровка.

Химический состав пота и особенности кожи различаются у разных людей, поэтому сенсоры необходимо настраивать под конкретного пользователя.

По данным исследователей, стабильность такой индивидуальной калибровки сохранялась примерно два месяца.

Само устройство способно непрерывно работать около 12 часов.

В кольцо встроены компактные энергоэффективные электронные компоненты и гибкая батарея, обеспечивающая работу сенсоров, обработку информации и передачу данных.

Что именно кольцо может узнать о человеке

Глюкоза является одним из основных показателей обмена веществ и особенно важна для людей с нарушениями углеводного обмена.

Кетоны образуются, когда организм активнее использует жиры в качестве источника энергии. Их уровень, в частности, имеет значение при диабете и некоторых особенностях питания.

Лактат связан с процессами энергетического обмена и изменяется при физических нагрузках.

Мочевая кислота связана с обменом пуринов, а ее повышенные значения могут встречаться при ряде метаболических нарушений.

Витамин C отражает особенности поступления аскорбиновой кислоты в организм.

Отдельный сенсор способен определять алкоголь в поте.

Авторы разработки считают, что одновременный контроль нескольких биомаркеров может дать более полную картину изменений, происходящих в организме в течение дня.

Пока это не замена медицинским приборам

Несмотря на результаты испытаний, новое кольцо пока остается исследовательской разработкой.

Его нельзя считать готовой заменой глюкометру, лабораторным анализам или медицинским системам непрерывного мониторинга.

Исследователям предстоит дополнительно проверить устройство на большем числе людей, оценить его работу в различных условиях и усовершенствовать автономность.

Однако технология показывает, каким может стать следующий этап развития носимой электроники: устройства смогут отслеживать не только пульс, шаги и сон, но и изменения химических веществ в организме практически в реальном времени.