Neuer Hautsensor wacht über die Gesundheit
Innovation von Forschern der Ohio State University analysiert Gase, die leicht entweichen
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Ohr im Blick: Sinnesorgan wird Sitz von neuen Gesundheitssensoren (Foto: Michael Gaida, pixabay.com) |
Columbus (pte001/03.05.2022/06:00)
Eine neue Generation von tragbaren Sensoren, die kontinuierlich die Gesundheit überwachen, ist in Sicht. Forscher der Ohio State University http://osu.edu entwickeln ein Gerät, das die Gase analysiert, die die Haut verströmt. Es wird an einer Stelle des Körpers befestigt, an der sich kein Schweiß bildet, etwa hinter dem Ohr oder auf einem Fingernagel.
Bisher meist Schweiß analysiert
Außer den mechanischen Signalen, die etwa der Herzschlag auslöst, analysieren Gesundheitssensoren bisher meist Schweißabsonderungen, um Aussagen über den Gesundheitszustand des Trägers zu machen. Doch diese benötigen bestimmte Mengen an Körperflüssigkeit, um korrekte Aussagen zu tätigen. Glukose-Sensoren, wie sie Diabetiker nutzen, besitzen eine Elektrode, die ins Unterhautfettgewebe eingesetzt wird. "Unser Sensor ist dagegen vollkommen nicht-invasiv", sagt Doktorand Forscher Anthony Annerino. "Unser Sensor durchbricht eine Schallmauer", sagt Pelagia-Iren Gouma, Professorin für Materialwissenschaft und -technik, die Annerino wissenschaftlich betreut.
Die Analyse von Gasen ist technischer Standard, jedenfalls in bestimmten Bereichen wie der Messung des Blutalkoholgehalts und der Erfassung von Virusinfektionen anhand der Atemluft. Doch diese Nutzung erfordert ein aktives Eingreifen von anderen und zeichnet auch nur eine Momentaufnahme auf. Außerdem sei die Menge an Atemluft, die solche Geräte benötigen, um exakte Aussagen machen zu können, enorm groß. Die neuen Sensoren begnügen sich dagegen mit geringsten Konzentrationen. Zudem sind sie so klein, dass sie problemlos am Körper getragen werden können.
Aceton-Analyse aufschlussreich
Der Sensor erfasst beipielsweise die Konzentration von Aceton. Diese sagt viel über den Blutzuckerspiegel und die Fettverbrennungsraten. Oder Ethanol, das auf Leberschäden hindeutet. Annerino und Gouma haben einen Film aus Derivaten von Pflanzenzellulose und elektroaktiven Polymeren entwickelt. Diese haben sie über Lösungen gehalten, die Ethanol (Alkohol), Aceton und Wasser enthalten, um Empfindlichkeit, Selektivität und Wiederholbarkeit zu messen. "Wir haben entdeckt, dass sich der Film charakteristisch verbiegt, wenn er bestimmten Gasen ausgesetzt ist. Das passiert in Millisekunden", so Annerino. Um die jeweilige Verbiegung einem bestimmten Gas zuzuordnen, kommt maschinelles Lernen zum Einsatz.
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