London och National Physical Laboratory (NPL) har framgångsrikt använt mikrovågor för att mäta blodbaserade molekyler som är kända för att påverkas av uttorkning.

Forskarna försöker nu utveckla tekniken till en bärbar enhet som kan användas av idrottare, eller inom vården, för att övervaka hydrering i realtid.

För studien, forskargruppen använde ett mikrovågsbaserat mätsystem, utvecklad av NPL, att undersöka förändringar av salter och proteiner som hematokrit och albumin, som finns i blodet och påverkas av uttorkning.

De fann att de kunde mäta nivåerna av dessa biomarkörer med hjälp av dielektrisk sensorteknologi som registrerade mikrovågsabsorptionen genom olika blodlösningar.

Dr Tina Chowdhury, Universitetslektor i regenerativ medicin på Queen Mary, sade:"Nästa steg är att göra mikrovågssensorn till en icke-invasiv, bärbar enhet som kommer att spåra dehydreringsbiomarkörer som är associerade i realtid. Vi hoppas att enheterna kommer att vara ett bärbart och pålitligt sätt för idrottare att upptäcka uttorkning, och i framtiden, vi kommer att behöva undersöka lämpligheten för vår nuvarande prototypenhet för att säkerställa att den fungerar för idrottare under måttlig till ansträngande träning.

"Men tillämpningen av denna teknik är inte bara begränsad till idrottsgemenskapen. Möjligheten att spåra viktiga molekyler och proteiner i mänskligt blod, som är välkända tecken på uttorkning, är också av betydelse för vården. "

Använda mikrovågor för att övervaka uttorkning

Dehydrering är ett fortsatt problem inom vården och kan leda till flera organsvikt, och till och med död hos patienter. NHS uppskattar kostnader på cirka 13 miljarder pund i Storbritannien på grund av undernäring, som orsakar uttorkning.

Nuvarande metoder som används för att bedöma hydrering kan vara tidskrävande, ofta involverande av beredning och analys av urin eller blodprov som inte kan återanvändas för ytterligare testning.

Andra icke-invasiva anordningar som aktivt mäter hydrering har föreslagits; dock, mest beror på användningen av kemiska sensorer för att detektera molekyler i kroppsvätskor som svett eller plasma. Denna typ av tillvägagångssätt kan bara ge en uppskattning av hydratiseringsnivåer och kan påverkas av individens fysiska egenskaper och dagliga beteenden.

En av fördelarna med att använda mikrovågsdielektrik är förmågan att mäta flera faktorer samtidigt från ett enda prov.

Dr Rob Donnan, Läsare i Terahertz Engineering på Queen Mary, sade:"Att anpassa konventionell mikrovågsinstrument till biologisk studie kräver noggrann eftertanke för att meningsfulla data kan erhållas. Detta arbete har börjat göra detta och vi ser fram emot utvecklingen som kan leda till en livskraftig patch -sensor för att mäta hur hydrerad en person är."

Utveckla en enkel, bärbar enhet

Forskningen bygger på tidigare arbete från Dr. Richard Dudley och Dr. Mira Naftaly på NPL, som utvecklade en bärbar enhet som heter Hydration Sensor, som använder mikrovågor för att övervaka hydratisering genom att mäta vattennivåer i kroppen.

Teamet kommer att använda tekniken Hydration Sensor, som fäster via öronloben, att förvandla mikrovågssensorsystemet till ett enkelt, bärbar enhet som kan spåra utvalda biomarkörer för uttorkning över tid.

Dr Richard Dudley, Science Area Leader på NPL, sade:"Utvecklingen av vår övervakningsenhet för hydratisering på kroppen har hållits tillbaka av två utmaningar; ett kvantifierbart förhållande mellan blod- och mikrovågsmätning, och en mätanordning som har god kontakt med ett motiv och förblir stabil i minst en timme.

"Arbetet med Queen Mary har hjälpt oss att ta itu med det första och vi arbetar nu med säkerhet för att utveckla en lösning för det andra. Vår ambition är att se våra" hydratiseringsapparater "säljas tillsammans med pulsmätare och blodtryckssystem."