Pemantau Kesehatan All-in-One yang Dapat Dipakai
Insinyur mengembangkan patch kulit yang lembut dan elastis yang dapat dikenakan di leher untuk terus melacak tekanan darah dan detak jantung sambil mengukur kadar glukosa serta laktat, alkohol, atau kafein pemakainya. Ini adalah perangkat wearable pertama yang memantau sinyal kardiovaskular dan berbagai tingkat biokimia dalam tubuh manusia secara bersamaan.
Jenis perangkat yang dapat dikenakan ini dapat digunakan oleh orang-orang dengan kondisi medis yang mendasarinya untuk memantau kesehatan mereka sendiri secara teratur. Ini juga dapat digunakan untuk pemantauan pasien jarak jauh, terutama selama pandemi COVID-19 ketika orang-orang meminimalkan kunjungan langsung ke penyedia layanan kesehatan.
Sensor yang sama sekali berbeda digabungkan menjadi satu pada satu platform kecil sekecil prangko. Setiap sensor memberikan gambaran terpisah tentang perubahan fisik atau kimia. Mengintegrasikan semuanya dalam satu tambalan yang dapat dikenakan memungkinkan gambar-gambar yang berbeda itu digunakan bersama untuk mendapatkan gambaran yang lebih komprehensif tentang apa yang terjadi di dalam tubuh.
Patch adalah lembaran tipis polimer elastis yang dapat menyesuaikan dengan kulit. Alat ini dilengkapi dengan sensor tekanan darah dan dua sensor kimia — satu yang mengukur kadar laktat (biomarker aktivitas fisik), kafein, dan alkohol dalam keringat, dan satu lagi yang mengukur kadar glukosa dalam cairan interstisial. Patch ini mampu mengukur tiga parameter sekaligus, satu dari setiap sensor:tekanan darah, glukosa, dan laktat, alkohol, atau kafein.
Sensor tekanan darah berada di dekat bagian tengah patch. Ini terdiri dari satu set transduser ultrasound kecil yang dilas ke patch dengan tinta konduktif. Tegangan yang diterapkan pada transduser menyebabkan mereka mengirim gelombang ultrasound ke dalam tubuh. Saat gelombang ultrasound memantul dari arteri, sensor mendeteksi gema dan menerjemahkan sinyal ke dalam pembacaan tekanan darah.
Sensor kimia adalah dua elektroda yang dicetak pada tambalan dari tinta konduktif. Elektroda yang mendeteksi laktat, kafein, dan alkohol tercetak di sisi kanan tambalan; ia bekerja dengan melepaskan obat yang disebut pilocarpine ke dalam kulit untuk menginduksi keringat dan mendeteksi zat kimia dalam keringat. Elektroda lain, yang mendeteksi glukosa, dicetak di sisi kiri; bekerja dengan melewatkan arus listrik ringan melalui kulit untuk melepaskan cairan interstisial dan mengukur glukosa dalam cairan itu.
Dalam tes, subjek mengenakan tambalan di leher saat melakukan berbagai kombinasi tugas berikut:berolahraga dengan sepeda stasioner, makan makanan tinggi gula, minum minuman beralkohol, dan minum minuman berkafein. Pengukuran dari patch sangat cocok dengan yang dikumpulkan oleh perangkat pemantauan komersial seperti manset tekanan darah, pengukur laktat darah, glukometer, dan Breathalyzer.
Salah satu tantangan terbesar dalam membuat patch adalah menghilangkan interferensi antara sinyal sensor. Untuk melakukan ini, para peneliti harus mencari tahu jarak optimal antara sensor tekanan darah dan sensor kimia. Mereka menemukan bahwa jarak satu sentimeter berhasil sekaligus menjaga perangkat sekecil mungkin.
Mereka juga harus mencari cara untuk secara fisik melindungi sensor kimia dari sensor tekanan darah. Yang terakhir biasanya dilengkapi dengan gel ultrasound cair untuk menghasilkan pembacaan yang jelas. Tetapi sensor kimia juga dilengkapi dengan hidrogelnya sendiri dan jika ada gel cair dari sensor tekanan darah mengalir keluar dan bersentuhan dengan gel lain, itu akan menyebabkan gangguan di antara sensor. Sebagai gantinya, para peneliti menggunakan gel ultrasound padat yang berfungsi sebaik versi cair tetapi tanpa kebocoran.
Pekerjaan yang sedang berlangsung termasuk mengecilkan elektronik untuk sensor tekanan darah. Saat ini, sensor perlu dihubungkan ke sumber listrik dan mesin benchtop untuk menampilkan pembacaannya. Tujuan utamanya adalah menempatkan semua ini di patch dan menjadikan semuanya nirkabel.
