Svettas, som innehåller ett brett utbud av biokemiska markörer, kan berätta mycket om vår hälsa. Variationer i svettens pH (dvs. surhet eller alkalinitet), till exempel, kan berätta om vår kropp är uttorkad och kan hjälpa diagnosen hudsjukdomar som dermatit, akne och andra hudinfektioner. Hos diabetespatienter, svett pH kan fungera som en bra indikator på andra livshotande tillstånd, till exempel, ett högt svett -pH under överdriven svettning och nattlig svettning kan ha orsakats av en långvarig period av lågt blodsocker som motiverar medicinsk intervention.

Ett team av NUS-forskare har tagit fram ett "tillägg" till en bärbar hälsoövervakningsapparat som kan berätta för användarna om deras hälsotillstånd från sin svett. Den nya svett -pH -monitorn, som enkelt kan integreras i befintliga fitness trackers eller smartwatches till en mycket låg kostnad, kan kontinuerligt mäta och övervaka surhets- eller alkalinitetsnivån i användarens svett tillsammans med hjärtfrekvens och syrekoncentration. På det här sättet, användare kan njuta dygnet runt, personligt, och icke-invasiv bedömning av deras välbefinnande.

Forskargruppen består av Ananta Narayanan Balaji, doktorand från NUS Electrical and Computer Engineering, doktorand Chen Yuan och biträdande professor Shao Huilin från NUS iHealthtech och NUS Biomedical Engineering, liksom Dr. Wang Bo och professor Peh Li-Shiuan från NUS datavetenskap.

"De flesta dagens fitness trackers och smartwatches kan mäta hälsoindikatorer som hjärtfrekvens, blodets syremättnad, stegräkning och till och med sömncykel, men de kan inte spåra hälsoindikatorer på molekylär nivå. Därav, vi skapade pH Watch eftersom svett är en lättillgänglig kroppsvätska som består av ett brett utbud av biokemiska markörer som kan användas för att övervaka individers välbefinnande på ett icke-invasivt sätt, sa Ananta.

Varför svettens pH spelar roll

Termen 'pH' betyder 'vätgas potential' och pH -skalan, som mäter från noll till 14, ger en indikation på hur surt eller basiskt (även kallat alkaliskt) ett ämne är. Ett pH på sju är neutralt på skalan, medan ett pH mindre än sju är surt. En avläsning som är större än sju är alkalisk. Frisk hud har normalt ett pH -värde på 5,5.

"När kroppen är uttorkad, det kommer att bli en ökning av natriumkoncentrationen i svett vilket indikeras av ett högre pH -värde. Ett balanserat pH är också viktigt för hudhälsan - om vår hud är för sur eller alkalisk, hudsjukdomar som dermatit och akne kan uppstå. För diabetespatienter, ett högt svett -pH under överdriven svettning och nattlig svettning kan tyda på att patienten upplever låg blodsockernivå, "Ananta förklarade.

Hur pH Watch fungerar

PH -klockan som uppfanns av NUS -forskarna utnyttjar de befintliga pulsoximeterchipsen i fitness -trackers och smartwatches som mäter användarnas hjärtfrekvens och syremättnad.

Pulsoximetrar består av röda och infraröda ljussensorer som sitter mellan huden och enheten. En pulsoximeter avger synligt rött och osynligt infrarött ljus på användarens hud och beräknar skillnaden mellan våglängderna för de två lamporna för att bestämma syrehalten i blodet. På sjukhus, de klipps ofta på toppen av en patients pekfinger för att mäta och övervaka patientens syremättnad i blodet.

NUS -teamet tillverkade en flexibel och mycket lyhörd pH -svetssensor som fungerar bra med pulsoximetern. Specifikt, svettgivaren är gjord med ett material som ändrar färg när det kommer i kontakt med olika svett -pH; dessa färgändringar är utformade för att matcha inspelningsmöjligheterna för pulsoximetern. Genom att integrera denna skräddarsydda pH-sensor och teamets pH-avkänningsalgoritm i befintliga fitness trackers eller smartwatches som redan har en inbyggd pulsoximeter, pH Watch kan samtidigt övervaka pH -värdet för en användares svett, tillsammans med hjärtfrekvens och blodsyremättnad i realtid, med ungefär 90 procents noggrannhet.

"Vi designade och tillverkade pH -sensorn från grunden med hjälp av polyanilinpolymer, vilket är billigt, hållbart men ändå mycket flexibelt material. Den anpassar sig väl till huden och kan läggas till alla smartur med pulsoximeter för att möjliggöra kontinuerlig mätning av svettens pH. Sensorn kan återanvändas i mer än ett år även vid daglig användning, "sa Chen som utvecklade pH -sensorn.

"Vår pH-klocka fungerar mycket effektivt. Den kräver bara 20KB Random Access Memory (RAM) för databehandling. Den är också mycket energieffektiv-pH-sensorn är passiv och kräver ingen strömkälla, medan pH -avkänningsalgoritmen använder mindre än 0,01 procent av den totala strömförbrukningen för en smartwatch, "sade Ananta, som utvecklade pH -avkänningsalgoritmen och systemprototypen.

Han lade till, "PH -sensorn kan enkelt monteras ovanpå vilken bärbar som helst med en pulsoximeter. Den kan ha vilken form som helst - ett armband, bröstband eller huvudband-men vi har utvecklat en klockliknande bärbar prototyp på grund av populariteten hos handledsbärade bärbara apparater bland användare. Den möjliga användningen av vår pH Watch är inte bara begränsad till idrottare; den kan användas av alla användare eftersom vi skulle svettas under dagliga aktiviteter som promenader eller löpning. Också, på grund av dess icke-invasiva natur, det kan användas som personlig hälsoövervakningsenhet för seniorer och barn. "

"Så vitt vi vet, pH Watch är den första demonstrationen av en återanvändbar svettsensor som enkelt kan integreras i dagens smartwatches med pulsoximetrar, banar väg för allestädes närvarande avkänning av biomarkörer, "säger biträdande professor Shao som övervakade projektet tillsammans med professor Peh Li-Shiuan från NUS datavetenskap.

Teamet undersöker för närvarande andra biomarkörer inom svett och undersöker användningen av andra befintliga sensorer för att upptäcka fler svettbiomarkörer.