به نقل از «ایسکانیوز»

حسگری که با جمع‌آوری عرق میزان استرس را می‌سنجد

تاریخ انتشار: ۱۳ آذر ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۵۳۱۴۴۷

 به گزارش گروه علم و فناوری باشگاه خبرنگاران دانشجویی(ایسکانیوز)؛ استرس بر رفتار، فیزیولوژی و شناخت انسان تاثیر می‌گذارد و منجر به بیماری‌های جسمی و روانی پایدار می‌شود. اما توانایی پزشکان در تشخیص و اندازه‌گیری میزان استرس بسیار کم است. تنها سرنخ این است که افزایش کورتیزول در هنگام استرس باعث ترشح این ماده از غدد عرق می‌شود و این امر فرصتی را برای استفاده از آن به عنوان یک نشانگر زیستی خارجی برای کنترل وضعیت احساسی درونی فراهم می‌کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

به گزارش مجله ادونس ساینس، دانشمندان اقدام‌هایی برای استفاده از حسگرهای پوشیدنی برای کنترل کورتیزول عرق انجام داده‌اند. به طور مثال، ساعت‌های هوشمند پوشیدنی نظارت غیرتهاجمی بر پارامترهای فیزیولوژیکی را ارائه می‌کنند که ممکن است تغییرات در وضعیت استرس را نشان دهد. اما این پارامترها سیگنال‌های استرس مستقیم نیستند. بنابراین، تغییرات به طور مستقیم تغییرات حالت داخلی را منعکس نمی‌کنند. با این حال، به تازگی چندین دانشمند ایرانی به نام‌های شقایق شجری، راضیه صلاح‌اندیش، محسن حسنی، شیرین موسوی و امیر صنعتی‌نژاد در دانشگاه کلگری کانادا توانسته‌اند یک دستگاه میکروسیال مویرگی انعطاف‌پذیر، بدون تبخیر، بدون حباب و مقیاس‌پذیر با نام میکروسوئیت بسازند که به طور قابل اعتمادی می‌تواند عرق انسان را از نقاط مختلف بدن جمع‌آوری و اندازه‌گیری کند.

معمولا سطح کورتیزول مربوط به استرس شدید به طور میانگین از ۲۵ تا 125 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر در نقاط مختلف بدن و از ۱۰۰ تا هزار میلی‌گرم بر میلی‌لیتر در زیر بغل می‌رسد. هر چقدر میزان کورتیزول در بدن بالا باشد، میزان استرس نیز بالا می‌رود.

به گفته این محققان، با توجه به اهمیت نظارت بر کورتیزول، تحقیقات اخیر روی سنسورهای مختلف الکتروشیمیایی کورتیزول نشان می‌دهد که چالش‌ها و موانع فنی قابل توجهی در تحقیق و توسعه دستگاه‌های نظارت بر کورتیزول باقی مانده است. بیشتر حسگرهای پوشیدنی فعلی که حاوی الکترودهایی روی یک بستر انعطاف‌پذیرند، برای اندازه‌گیری پاسخ کورتیزول، مستقیماً با پوست در تماس هستند. اگرچه آنها ساختارهای ساده‌ای هستند که برای ایجاد ویژگی‌های جمع‌آوری عرق روی دستگاه نیازی به فرآیند ساخت پیچیده ندارند، وضوح زمانی کورتیزول اندازه‌گیری شده آنها اغلب ضعیف است. این به دلیل مصنوعات محیطی مانند تبخیرها و مسائل آلودگی و جریان ناپیوسته عرق است که باعث سیگنال‌های حباب خوانی، مخلوط شدن عرق جدید و قدیمی و از دست دادن نظارت دینامیکی عرق برای تغییرات زمانی در ترکیب آن می‌شود.

آنها همچنین می‌گویند: علاوه بر این، از آنجایی که عرق نمونه‌برداری نمی‌شود، اما مستقیماً روی پوست حس می‌شود، توپوگرافی پوست، دمای پوست و  pH آن ممکن است به طور قابل توجهی با نتایج اندازه‌گیری تداخل داشته باشد. بنابراین، یک دستگاه جمع‌آوری عرق قابل اعتماد باید برای کاربرد این دستگاه‌ها تکمیل شود تا به طور دقیق سطوح استرس را اندازه‌گیری کند.

از این رو محققان با استفاده از تکنیک برش لیزری یک دستگاه میکروسیال یک‌بار مصرف، نازک، منعطف و سازگار با سطح پوست با نام میکروسوئیت طراحی کردند. این دستگاه از نظر مکانیکی قوی و با ساختاری قابل خم شدن است که می‌توان آن را به راحتی روی سطح پوست در نقاط مختلف بدن نصب کرد.

این دستگاه به شکل مویرگی طراحی شده که به جریان عرق تنها براساس فشار ترشحص غده کمک کند. این دستگاه مقدار کنترل شده‌ای از عرق را از چندین نقطه مجاور روی پوست را در طول فعالیت بدنی روی تردمیل جمع‌آوری می‌کند.

محققان برای اینکه دستگاه بتواند عرق انسان را به شکلی کاملا دقیق و ایمن جمع‌آوری کند از مواد لایه نازک با ترکیبی هوشمند از خواص آبدوست و آبگریز و همچنین الیافی استفاده کرده‌اند که به سرعت عرق را جذب می‌کند، بدون نشت آن را ذخیره می‌کند و غلظت مولکول‌های زیستی را به خوبی حفظ می‌کند. به طوری که نشانگرهای زیستی عرق به صورت دست نخورده شیمیایی باقی می‌مانند. همچنین به صورت متوالی و در مقاطع مختلف زمانی در طول آزمایش، عرق را جمع‌آوری می‌کند تا بتواند روند ترشح کورتیزول را به خوبی نشان دهد.

محققان سپس نمونه‌های عرق استخراج شده از الیاف دستگاه برای آنالیز کورتیزول مورد استفاده قرار دادند. تجزیه و تحلیل بین غلظت کورتیزول و تست استرس استاندارد برای بررسی محدوده کورتیزول عرق در گروه‌های مختلف سنی و همچنین جنسیتی در قسمت‌ها و طرف‌های مختلف بدن با در نظر گرفتن اثرات طولی و شخصی انجام شد.

به گفته محققان، تجزیه و تحلیل بیشتری برای کشف ارتباط بین غلظت کورتیزول در عرق و سایر سیالات زیستی مورد نیاز است. چنین اطلاعاتی در سال‌های آتی بسیار حیاتی خواهد بود تا پزشکان بتوانند اختلالات روانی را به شیوه‌ای شخصی تشخیص بدهند و نظارت کنند.

آنها معتقدند که از این دستگاه می‌توان در پزشکی برای نظارت بالینی و شخصی سلامت و در علوم ورزشی برای بهبود عملکرد ورزشکاران استفاده کرد.

نسترن صائبی صفت کد خبر: 1162430 برچسب‌ها اخبار روز

منبع: ایسکانیوز

کلیدواژه: اخبار روز

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.iscanews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسکانیوز» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۵۳۱۴۴۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

اولین پوست الکترونیکی قابل کشش در جهان

ایتنا - محققان در ایالات متحده اولین پوست الکترونیکی قابل کشش جهان را ساختند.
بر اساس گزارشی که وب‌سایت Tech Explore منتشر کرده، این نوآوری، نوید عصر جدیدی است، جایی که ربات‌ها می‌توانند همان دقت لمسی پوست انسان را داشته باشند.

این وب‌سایت خاطرنشان کرد که این نوآوری، امکان‌های بی‌سابقه‌ای را ایجاد می‌کند و به ربات‌ها کمک می‌کند تا کارهایی را انجام دهند که به دقت و کنترل دقیق نیاز دارند.

به گزارش ایتنا، این نوآوری که توسط پروفسور نانشو لو از گروه مهندسی هوافضا و مکانیک مهندسی دانشگاه تگزاس در دانشکده مهندسی کاکرل تگزاس رهبری می‌شود، بر یک مانع حیاتی در زمینه فناوری پوست الکترونیکی غلبه می‌کند.

برخلاف مدل‌های قبلی، این پوست الکترونیکی جدید دقت حسی خود را حتی در صورت کشش قابل توجه حفظ می‌کند. که نشان دهنده توانایی پوست انسان برای سازگاری و پاسخ به حرکت است.

این نوآوری همچنین نشان‌دهنده نقطه عطفی در همگرایی رباتیک و مراقبت انسان محور است، زیرا استفاده از پوست الکترونیکی قابل کشش در دست روبات‌ها به آنها حساسیت و مهارتی شبیه انسان می‌دهد.

چنین پیشرفت‌هایی در زمینه‌هایی مانند مراقبت‌های پزشکی، جایی که ربات‌ها می‌توانند به طور مستقل علائم حیاتی را نظارت کنند، ماساژهای ملایم انجام دهند یا به سالمندان کمک کنند، پتانسیل زیادی دارد.

 

لو خاطرنشان کرد: "با افزایش سن جمعیت جهان، تقاضا برای راه‌حل‌های مراقبتی موثر و دقیق، در حال افزایش است. ربات‌های مجهز به پوست الکترونیکی قابل کشش راه حلی متحول کننده برای مقابله با این بحران قریب‌الوقوع ارائه می‌دهند."

فراتر از مسائل پزشکی، کاربرد ربات‌های انسان‌نما به واکنش در برابر اتفاقات خطرناک نیز گسترش می‌یابد، ربات‌هایی که به پوست الکترونیکی قابل کشش مجهز شده‌اند، می‌توانند در محیط‌ های خطرناک حرکت کنند، افراد آسیب دیده را شناسایی کرده و به آنها کمک کنند، و وظایف حساسی مانند انجام CPR را با دقت و مراقبت انجام دهند.

به گزارش ایتنا، فناوری پوست الکترونیکی بر حسگر فشار برای تشخیص میزان مناسب نیروی مورد نیاز برای فعل و انفعالات مختلف، مانند گرفتن اجسام یا لمس سطوح، متکی است.

پوست الکترونیکی سنتی هنگام کشیده شدن دچار لغزش می‌شود. این امر منجر به عدم دقت می‌شود که بر عملکرد سنسور تأثیر می‌گذارد.

این تیم تحقیقاتی، با توسعه یک سنسور فشار، واکنش هیبریدی که عناصر قدرت خازنی و مقاومتی را ترکیب می کند، بر این محدودیت غلبه کرد. این رویکرد نوآورانه، همراه با مواد قابل کشش برای عایق و الکترودها، از عملکرد بی‌نظیر پوست الکترونیکی قابل کشش پشتیبانی می‌کند.

نمایش‌های این فناوری تطبیق‌پذیری و کارایی آن را نشان می‌دهد، سنسورها و دسته‌های بادی با پوست الکترونیکی قابل کشش که به راحتی با اشکال و بافت‌های مختلف سازگار می‌شوند، علائم حیاتی مانند امواج پالس را به دقت دریافت می‌کنند و اشیا را با دقت و بدون ایجاد آسیب لمس می‌کنند.

با نگاهی به آینده، پروفسور نانشو لو و تیمش در حال بررسی برنامه های کاربردی و مشارکت‌های بالقوه برای تحقق این فناوری تحول آفرین هستند.

به گزارش ایتنا، هدف آنها همکاری با متخصصان رباتیک و علوم کامپیوتر، ادغام پوست الکترونیکی قابل کشش در سیستم‌های رباتیک است. این اتفاق، راه را برای نسل جدیدی از ربات‌ها با حساسیت و واکنش شبیه انسان هموار می‌کند.