Το smart ring που δημιουργήθηκε από την ομάδα του University of California San Diego παίρνει εντελώς νέα διάσταση με το CHARM, ένα δαχτυλίδι που δεν μετρά απλώς τους παλμούς αλλά αναλύει χημικά τον ιδρώτα σε πραγματικό χρόνο. Πρόκειται ουσιαστικά για ένα μικροσκοπικό εργαστήριο στο δάχτυλο, ικανό να παρακολουθεί γλυκόζη, κετόνες, βιταμίνη C, ουρικό οξύ, γαλακτικό οξύ και ακόμη και τα επίπεδα αλκοόλ.
Η ανάγκη για κάτι τέτοιο προκύπτει από τα όρια της υπάρχουσας τεχνολογίας. Οι αισθητήρες που βασίζονται στο φως ξεκίνησαν μετρώντας καρδιακούς παλμούς και μέσα σε μια δεκαετία έφτασαν να καταγράφουν ηλεκτροκαρδιογράφημα, μεταβολές αρτηριακής πίεσης, διακυμάνσεις θερμοκρασίας και κορεσμό οξυγόνου. Δεν μπορούν όμως να προσεγγίσουν τη βιοχημική πλευρά, εκείνη που απαιτεί επίσκεψη σε νοσοκομείο ή εξειδικευμένο ιατρικό εξοπλισμό.
Γιατί επιλέχθηκε ο ιδρώτας
Η οπτική ανάλυση του αίματος απέχει πολύ από το να αποτελεί το απόλυτο εργαλείο. Υπάρχουν άλλα σωματικά υγρά που κρύβουν θησαυρό δεδομένων υγείας – σάλιο, ούρα, δάκρυα, εγκεφαλονωτιαίο υγρό, όμως στον χώρο των wearables ο ιδρώτας θεωρείται εδώ και καιρό η επόμενη μεγάλη ευκαιρία.
Το εμπόδιο ήταν μηχανολογικό. Η χημική ανάλυση υγρών απαιτεί ουσιαστικά ένα μίνι εργαστήριο, και το πεδίο της μικρορευστομηχανικής προσπαθεί χρόνια να δημιουργήσει τέτοιες διατάξεις. Ερευνητές έχουν ήδη παρουσιάσει επιθέματα δέρματος που μετρούν χοληστερόλη από δείγμα ιδρώτα, ωστόσο η συμπίεση όλου αυτού του εξοπλισμού σε κάτι τόσο μικρό όσο ένα δαχτυλίδι και μάλιστα για ταυτόχρονη μέτρηση πολλαπλών ουσιών, παρέμενε όνειρο.
Τι αποκαλύπτει κάθε δείκτης
Οι βιοδείκτες που μετρά η συσκευή προσφέρουν εξαιρετικά διαφορετικές πληροφορίες:
Γλυκόζη: συνδέεται με τον διαβήτη τύπου 1 και 2 μέσα από τις γλυκαιμικές διακυμάνσεις, ενώ αποτελεί ένδειξη μεταβολικού συνδρόμου και αντίστασης στην ινσουλίνη.
Κετόνες: σχετίζονται με τη διαβητική κετοξέωση, αλλά και με την παρακολούθηση της καύσης λίπους σε κετογονικές δίαιτες, νηστεία ή άσκηση αντοχής.
Βιταμίνη C: αποκαλύπτει διατροφικές ανεπάρκειες και αξιολογεί την αντιοξειδωτική κατάσταση, τη σύνθεση κολλαγόνου και την επούλωση τραυμάτων.
Ουρικό οξύ: παρακολουθεί τη δυσλειτουργία του μεταβολισμού των πουρινών και τον κίνδυνο κρίσεων ουρικής αρθρίτιδας, ενώ λειτουργεί ως δείκτης για τη νεφρική και καρδιαγγειακή υγεία.
Γαλακτικό οξύ: εντοπίζει το αναερόβιο κατώφλι, τις ζώνες έντασης άσκησης και τη μυϊκή κόπωση, με σημαντική κλινική αξία στην ανίχνευση σηψαιμίας.
Αλκοόλ: καταγράφει τη διαδερμική απέκκριση αιθανόλης και την εκτιμώμενη συγκέντρωση στο αίμα.
Πώς λειτουργεί χωρίς άσκηση
Η πιο έξυπνη πλευρά του σχεδιασμού αφορά τον τρόπο συλλογής. Σε αντίθεση με άλλα wearables ιδρώτα, τα οποία απαιτούν είτε άσκηση είτε χημική διέγερση μέσω φαρμάκου που προκαλεί εφίδρωση, εδώ αξιοποιείται ο παθητικός ιδρώτας. Μια συμπαγής κυκλική υποδοχή στο δαχτυλίδι περιέχει υδρογέλη, η οποία μέσω διαφοράς ωσμωτικής πίεσης αντλεί τον ιδρώτα από το δέρμα, λειτουργώντας ουσιαστικά ως αντλία χωρίς καμία κατανάλωση ενέργειας.
Σημαντικό εύρημα αποτελεί επίσης η απόδειξη ότι η περιοχή του δακτύλου όπου φοριέται το δαχτυλίδι επαρκεί για ανάλυση ιδρώτα, κάτι που μέχρι σήμερα δεν είχε επιχειρηθεί, καθώς οι σχετικές έρευνες εστίαζαν σε ευρύτερες επιφάνειες όπως ο βραχίονας ή η πλάτη.
Ακρίβεια και σταθερότητα
Η συσκευή μετρά τέσσερις βιοδείκτες ταυτόχρονα και διατηρεί τη σταθερότητά της για δύο μήνες, χωρίς ανάγκη συχνής βαθμονόμησης. Η αυτονομία φτάνει τις 12 ώρες ανά φόρτιση.
Στις δοκιμές, οι μετρήσεις συγκρίθηκαν με εμπορικά διαθέσιμα μετρητή αίματος και συστήματα συνεχούς παρακολούθησης γλυκόζης, σε διαφορετικά σενάρια όπως μετά την κατανάλωση αλκοόλ, γλυκού ή δείπνου. Το εύρος σφάλματος αποδείχθηκε χαμηλό, ενώ όλα τα σημεία δεδομένων εντάχθηκαν στις ζώνες A και B του κλινικού πλέγματος σφάλματος, δηλαδή είτε ήταν ακριβή είτε βρίσκονταν σε εύρος που δεν προκαλεί κίνδυνο ακόμη κι αν αποκλίνουν ελαφρώς.
Τι λείπει ακόμη
Η συσκευή παραμένει ογκώδης, δεν είναι αδιάβροχη, δεν έχει επικυρωθεί κλινικά σε ανθρώπους και δεν υποστηρίζει παρακολούθηση πολλών ημερών. Η ερευνητική ομάδα εργάζεται σε πλήρως κλειστή αρχιτεκτονική, σε αντικαταστάσιμα modules και σε πολυήμερη λειτουργία, ενώ έχει θέσει την επισκευασιμότητα και την αναβαθμισιμότητα ως βασικές σχεδιαστικές αρχές, ακριβώς εκεί όπου αποτυγχάνουν τα σημερινά smart rings.
Ο απώτερος στόχος είναι ο συνδυασμός οπτικού αισθητήρα και μικρορευστομηχανικής μονάδας στην ίδια συσκευή, κάτι που σύμφωνα με την ομάδα ενδέχεται να δούμε μέσα σε ένα ή δύο χρόνια. Μέχρι τότε, πρόκειται για proof of concept με ιδιαίτερα ενθαρρυντικά αποτελέσματα και για ένδειξη ότι το μέλλον της φορητής βιοπαρακολούθησης δεν βρίσκεται στο φως, αλλά στη χημεία.
