Une équipe de chercheurs NUS a mis au point le pH Watch, un « add-on » à un gadget portable de surveillance de la santé qui peut informer les utilisateurs de leur état de santé à partir de leur pH de la sueur. (De gauche à droite) Dr Wang Bo, Mme Chen Yuan, M. Ananta Narayanan Balaji et le professeur adjoint Shao Huilin. Crédit :Université nationale de Singapour
Transpiration, qui contient une large gamme de marqueurs biochimiques, peut nous en dire long sur notre santé. Les variations du pH de la sueur (c'est-à-dire l'acidité ou l'alcalinité), par exemple, peut nous dire si notre corps est déshydraté et peut aider au diagnostic d'affections cutanées telles que la dermatite, l'acné et d'autres infections cutanées. Chez les patients diabétiques, le pH de la sueur peut servir de bon indicateur d'autres conditions potentiellement mortelles, par exemple, un pH de la sueur élevé pendant la transpiration excessive et la transpiration nocturne peut avoir été causé par une période prolongée d'hypoglycémie qui justifie une intervention médicale.
Une équipe de chercheurs de la NUS a mis au point un « add-on » à un gadget portable de surveillance de la santé qui peut informer les utilisateurs de leur état de santé à partir de leur sueur. Le nouveau moniteur de pH de la sueur, qui s'intègre facilement dans les trackers de fitness ou montres connectées existants à un coût très faible, est capable de mesurer et de surveiller en continu le niveau d'acidité ou d'alcalinité de la sueur d'un utilisateur ainsi que la fréquence cardiaque et la concentration en oxygène. De cette façon, les utilisateurs peuvent profiter 24 heures sur 24, personnalisé, et évaluation non invasive de leur bien-être.
L'équipe de recherche comprend M. Ananta Narayanan Balaji, un doctorant de NUS Génie Electrique et Informatique, doctorante Mme Chen Yuan et professeur adjoint Shao Huilin de NUS iHealthtech et NUS Biomedical Engineering, ainsi que le Dr Wang Bo et le professeur Peh Li-Shiuan de NUS Computer Science.
"La plupart des trackers de fitness et montres connectées actuels peuvent mesurer des indicateurs de santé tels que la fréquence cardiaque, taux de saturation en oxygène dans le sang, nombre de pas et même cycle de sommeil, mais ils ne sont pas en mesure de suivre les indicateurs de santé au niveau moléculaire. D'où, nous avons créé le pH Watch parce que la sueur est un fluide corporel facilement accessible composé d'un large éventail de marqueurs biochimiques qui peuvent être utilisés pour surveiller le bien-être des individus de manière non invasive, " a déclaré M. Ananta.
En intégrant le capteur de pH sur mesure de l'équipe NUS (au milieu) et l'algorithme de détection de pH dans les trackers de fitness ou les montres intelligentes existants qui ont déjà un oxymètre de pouls intégré, la montre pH peut surveiller simultanément la valeur du pH de la sueur d'un utilisateur, ainsi que les valeurs de fréquence cardiaque et de saturation en oxygène du sang en temps réel, avec une précision d'environ 90 pour cent. Crédit :Université nationale de Singapour
Pourquoi le pH de la sueur est important
Le terme 'pH' signifie 'potentiel d'hydrogène' et l'échelle de pH, qui mesure de zéro à 14, fournit une indication de l'acidité ou de la base (également appelée alcaline) d'une substance. Un pH de sept est neutre sur l'échelle, tandis qu'un pH inférieur à sept est acide. Une lecture supérieure à sept est alcaline. Une peau saine a généralement un pH de 5,5.
"Quand le corps est déshydraté, il y aura une augmentation de la concentration de sodium dans la sueur qui est indiquée par une valeur de pH plus élevée. Un pH équilibré est également essentiel pour la santé de la peau - si notre peau est trop acide ou alcaline, des affections cutanées telles que la dermatite et l'acné peuvent survenir. Pour les patients diabétiques, un pH de la sueur élevé lors d'une transpiration excessive et d'une transpiration nocturne peut suggérer que le patient souffre d'un faible taux de glucose dans le sang, " a expliqué M. Ananta.
Comment fonctionne la montre pH
La pH Watch inventée par les chercheurs de NUS exploite les puces d'oxymètre de pouls existantes dans les trackers de fitness et les montres intelligentes qui mesurent la fréquence cardiaque et les niveaux de saturation en oxygène des utilisateurs.
Crédit :Université nationale de Singapour
Les oxymètres de pouls sont constitués de capteurs de lumière rouge et infrarouge placés entre la peau et l'appareil. Un oxymètre de pouls émet une lumière infrarouge visible rouge et invisible sur la peau des utilisateurs et calcule la différence entre les longueurs d'onde des deux lumières pour déterminer la teneur en oxygène dans le sang. Dans les hôpitaux, ils sont souvent clipsés sur le dessus de l'index d'un patient pour mesurer et surveiller le niveau de saturation en oxygène du sang du patient.
L'équipe NUS a fabriqué un capteur de transpiration pH flexible et très réactif qui fonctionne bien avec l'oxymètre de pouls. Spécifiquement, le capteur de sueur est fabriqué à partir d'un matériau qui change de couleur lorsqu'il entre en contact avec différents pH de la sueur ; ces changements de couleur sont conçus pour correspondre aux capacités d'enregistrement de l'oxymètre de pouls. En intégrant ce capteur de pH sur mesure et l'algorithme de détection de pH de l'équipe dans des trackers de fitness ou des montres intelligentes existants qui ont déjà un oxymètre de pouls intégré, la montre pH peut surveiller simultanément la valeur du pH de la sueur d'un utilisateur, ainsi que les valeurs de fréquence cardiaque et de saturation en oxygène du sang en temps réel, avec une précision d'environ 90 pour cent.
« Nous avons conçu et fabriqué le capteur de pH à partir de zéro en utilisant un polymère de polyaniline, ce qui est bon marché, matériau durable mais très flexible. Il s'adapte bien à la peau et peut être ajouté à n'importe quelle montre connectée avec oxymètre de pouls pour permettre une mesure continue du pH de la sueur. Le capteur peut être réutilisé pendant plus d'un an même avec une utilisation quotidienne, " a déclaré Mme Chen qui a développé le capteur de pH.
"Notre pH Watch fonctionne très efficacement. Il ne nécessite que 20 Ko de mémoire vive (RAM) pour le traitement des données. Il est également très économe en énergie - le capteur de pH est passif et ne nécessite pas de source d'alimentation, tandis que l'algorithme de détection du pH utilise moins de 0,01 % de la consommation électrique totale d'une montre connectée, " dit M. Ananta, qui a développé l'algorithme de détection du pH et le prototype du système.
Il ajouta, « Le capteur de pH peut être facilement monté sur n'importe quel appareil portable avec un oxymètre de pouls. Il peut prendre n'importe quelle forme :un brassard, sangle de poitrine ou serre-tête, mais nous avons développé un prototype portable ressemblant à une montre en raison de la popularité des appareils portables portés au poignet parmi les utilisateurs. L'utilisation potentielle de notre pH Watch n'est pas seulement limitée aux athlètes; il peut être utilisé par n'importe quel utilisateur car nous transpirons pendant les activités quotidiennes comme la marche ou la course. Aussi, en raison de son caractère non invasif, il pourrait être utilisé comme dispositif personnel de surveillance de la santé des personnes âgées et des enfants. »
« À notre meilleure connaissance, la montre pH est la première démonstration d'un capteur de sueur réutilisable qui peut être facilement intégré dans les montres intelligentes d'aujourd'hui avec des oxymètres de pouls, ouvrant la voie à la détection ubiquitaire des biomarqueurs, " a déclaré le professeur adjoint Shao qui a supervisé le projet avec le professeur Peh Li-Shiuan de NUS Computer Science.
L'équipe étudie actuellement d'autres biomarqueurs dans la sueur et explore l'utilisation d'autres capteurs existants pour détecter davantage de biomarqueurs de la sueur.
