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 tạo một các loại cảm biến mồ hôi chưa dây có thể phát hiện chính xác mức độ cortisol, một hợp chất thiên nhiên thường được coi chính là hormone căng thẳng của cơ thể. Trong một bài báo cáo trên tạp chí Matter xuất bản ngày 26/2, Gao , và các nhà điều tra đã trình diễn cách họ thiết kế, chế tạo, cách thức hoạt động của thiết bị và triệu chứng minh rằng nó có tốt nhất trong việc phát hiện mức độ cortisol theo thời gian thực.




Cảm biến phát hiện mức độ căng thẳng của cơ thể

 

 





Video: Caltech.




Thiết bị này có giá rẻ, chính xác cao để đo cortisol cho phép theo dõi lo lắng dễ dàng hơn. Ngoài ra, nó còn có thể theo dõi các tình trạng khác bao gồm lo lắng, rối loạn căng thẳng sau chấn thương và trầm cảm, tất cả đều liên quan với sự thay đổi nồng độ cortisol.


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


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




Cảm biến mồ hôi theo dõi nồng độ cortisol tác động đến lo lắng, rối loạn căng thẳng sau chấn thương , trầm cảm. Ảnh: Caltech

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


Trong thử 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 lo lắng cấp tính. Điều này đã được thực hiện thông qua hai thí nghiệm. Đầu tiên, các đối tượng thử nghiệm đã được yêu cầu thực hiện các bài tập aerobic vì tập thể dục cường độ cao tạo ra sự gia tăng mạnh cortisol. Trong thí nghiệm thứ hai, các đối tượng thử nghiệm đã được yêu cầu ngâm tay vào nước đá, một chất gây căng thẳng đủ để giải phóng cortisol. Trong cả hai thí nghiệm, các cảm biến phát hiện mức cortisol tăng ngay lập tức.


“Thông thường, xét nghiệm máu mất ít nhất một đến hai giờ , việc rút máu gây gia tăng mức độ căng thẳng. Để theo dõi căng thẳng, thời gian chính là rất nhiều quan trọng. Cảm biến của chúng tôi cho kết quả chỉ trong vài phút”, Gao chia sẻ.


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


An Phạm (Theo Techxplore)

Share this

Related Posts

Previous
Next Post »