Peneliti rancang jam tangan untuk pantau kesehatan secara ‘real-time’ lewat keringat

Jam tangan pintar mengumpulkan keringat dari kulit dan menganalisisnya secara waktu nyata (real-time) menggunakan sebuah cip sensor dengan membran yang sensitif terhadap ion.

 

Hefei, China (Xinhua) – Perangkat pintar yang dapat dikenakan (smart wearable) telah berevolusi dengan fitur-fitur canggih untuk pengalaman kesehatan dan kebugaran holistik, memantau detak jantung, melacak jumlah langkah, menghitung asupan kalori, dan kini memberi tahu pengguna saat mereka membutuhkan minuman elektrolit saat berolahraga hanya dengan menggerakkan pergelangan tangan.

Tim ilmuwan dari Institut Ilmu Fisika Hefei (Hefei Institutes of Physical Science/HIPS) di bawah naungan Akademi Ilmu Pengetahuan China (Chinese Academy of Sciences/CAS) telah merancang sebuah jam tangan yang dapat mengukur kadar kimia esensial dalam keringat tubuh. Temuan mereka dipublikasikan dalam jurnal ACS Nano.

Keringat mengandung elektrolit, terutama kalium, natrium, dan kalsium. Keseimbangan mineral-mineral esensial ini sangat penting untuk mendukung fungsi otot, kesehatan saraf, dan detak jantung yang teratur, ujar Yang Meng, lektor kepala di HIPS yang juga merupakan salah satu penulis penelitian tersebut.

Berkeringat dapat menyebabkan hilangnya kadar air dan elektrolit. “Kehilangan kadar kalium yang berlebihan, misalnya, dapat berdampak pada fungsi jantung dan aktivitas neuromuskular. Demikian pula, berkurangnya kadar ion natrium dapat menyebabkan gejala seperti kelelahan, pusing, dan kram otot,” kata Yang, seraya menjelaskan pentingnya menjaga keseimbangan kadar elektrolit.

Jam tangan pintar yang dirancang oleh tim Yang mengumpulkan keringat dari kulit dan menganalisisnya secara waktu nyata (real-time) menggunakan sebuah cip sensor dengan membran yang sensitif terhadap ion.

Keringat yang masuk ke dalam perangkat itu akan bersentuhan dengan membran yang berisi tiga tubulus yang masing-masing mampu mengukur kadar natrium, kalium, dan kalsium.

Meski mereka bukan orang pertama yang menemukan sensor keringat, tim peneliti China menekankan antarmuka jam tangan yang solid untuk keandalan jangka panjang.

“Perangkat ini melampaui stabilitas banyak sensor lainnya dengan secara konsisten memantau tiga ion dalam keringat manusia selama lebih dari enam bulan,” sebut kepala peneliti Huang Xingjiu dari Institut Fisika Fase Padat (Institute of Solid State Physics) di bawah HIPS.

Mengingat atlet ketahanan (endurance) menggunakan minuman elektrolit untuk mengatasi hilangnya energi dan mengisinya kembali, para peneliti dalam penelitian tersebut mengukur komposisi unsur-unsur kimia ini dalam keringat atlet yang berlari jarak jauh di atas mesin lari (treadmill).

Akurasinya mencapai kurang lebih 95 persen jika dibandingkan dengan metode pendeteksian standar.

“Bila ada gangguan elektrolit, perangkat itu akan mengingatkan pengguna untuk segera menambahkan kadarnya,” ungkap salah satu penulis pertama penelitian tersebut, Cai Xin. “Tujuan pengembangan perangkat ini adalah untuk memberikan peringatan akan hilangnya elektrolit dan mengurangi risiko cedera terkait olahraga.”

Bagi masyarakat umum, tes elektrolit konvensional memerlukan sampel cairan tubuh yang diambil di rumah sakit. Jam tangan baru itu berpotensi menjadi alternatif pengganti jarum untuk mengukur kadar elektrolit.

Selain menawarkan tes noninvasif, perangkat ini memungkinkan pemantauan elektrolit secara waktu nyata, “yang tidak diragukan lagi merupakan kemajuan signifikan dalam hal pemantauan kesehatan manusia,” tutur Xu Han, seorang dokter di Rumah Sakit Pusat Bengbu, yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut.

Tujuan tim peneliti selanjutnya adalah merancang berbagai bahan membran sensitif untuk memantau lebih banyak informasi fisiologis, seperti ion glukosa dan klorida.

Para peneliti menyebutkan bahwa dibandingkan dengan jam tangan kebugaran populer di pasaran, perangkat yang mereka rancang lebih besar dan lebih berat, sehingga kurang nyaman untuk dipakai. Namun, mereka berharap dapat mengembangkan sensor keringat wearable yang sesuai untuk penerapan di pasar dalam lima tahun ke depan.

Yang mengatakan tim peneliti juga bertujuan mengadaptasi perangkat itu untuk pemantauan lingkungan guna mengukur logam berat ke depannya.

Laporan: Redaksi