Dehydration als stille Gefahr: Neuer Sensor erinnert ans Trinken
Forschende der University of Texas in Austin haben einen tragbaren Sensors entwickelt, der den Wasserhaushalt kontinuierlich und in Echtzeit messen kann.
Wetterstudien zeigen aktuell wieder: Die Zahl der Hitzetage in Österreich steigt – und mit ihr auch damit verbundene Gesundheitsrisiken, etwa Dehydration. Durch starkes Schwitzen verliert der Körper Wasser und Mineralstoffe. Die unmittelbaren Folgen: Kopfschmerzen, Konzentrations- und Kreislaufprobleme sowie Schwindel. Extremer Flüssigkeitsmangel kann lebensbedrohlich sein.
Damit es nicht so weit kommt, haben US-Forschende einen tragbaren Sensor für den Oberarm entwickelt, der kontinuierlich den Flüssigkeitshaushalt messen und an regelmäßiges Trinken erinnern soll.
"Dehydration ist eine stille Gefahr"
"Dehydration ist eine stille Gefahr, die täglich Millionen von Menschen betrifft", wird Nanshu Lu, Materialtechnologin an der Universität Texas, in einer Aussendung zur Studie im Fachblatt Proceedings of the National Academy of Sciences zitiert. "Unser tragbarer Sensor bietet eine einfache und effektive Möglichkeit, den Flüssigkeitshaushalt in Echtzeit zu überwachen – und ermöglicht es den Menschen, frühzeitig Maßnahmen zu ergreifen, um gesund zu bleiben und ihre Leistungsfähigkeit zu erhalten."
Um den Flüssigkeitshaushalt zu erfassen, nutzt der Sensor das Prinzip der Bioimpedanz, eine Methode, die nachweist, wie elektrische Signale durch den Körper fließen. Mithilfe von auf der Haut platzierten Elektroden sendet der Sensor Mini-Stromimpulse durch den Arm.
Wie diese durch den Körper geleitet werden, hängt davon ab, wie viel Wasser im Gewebe vorhanden ist: Wasser leitet Strom gut, daher lässt gut mit Wasser versorgtes Gewebe den Strom leicht passieren. Dehydriertes, sprich ausgetrocknetes, Gewebe hingegen leistet dem Strom mehr Widerstand.
Experimente zeigten präzise Messungen
Die vom Sensor gesammelten Daten werden an ein Smartphone übertragen, sodass die Nutzer ihren Flüssigkeitshaushalt überwachen können.
Die Forschenden um Lu führten mehrere Test-Experimente durch, darunter eine Studie, bei der Diuretika gezielt zur Entwässerung eingesetzt wurden. Darin nahmen die Teilnehmenden Entwässerungspräparate ein, um den Flüssigkeitsverlust zu fördern. Ihre Hydratationswerte wurden mithilfe des Sensors überwacht und anschließend mit einer Urinprobe verglichen. Die Ergebnisse zeigten einen starken Zusammenhang zwischen den Veränderungen der Bioimpedanz am Arm und dem Gewichtsverlust des Körpers aufgrund von Wasserverlust.
"Unsere Experimente zeigen, dass die Bioimpedanz am Arm nicht nur empfindlich auf Veränderungen des Flüssigkeitshaushalts reagiert, sondern auch eng mit den Messungen des gesamten Körperwassergehalts übereinstimmt", kommentiert Matija Jankovic, Mitautor der Studie, die Erkenntnisse. Dies bedeute, dass der Sensor "ein verlässlicher Ersatz zur Überwachung des Flüssigkeitshaushalts sein kann – sogar bei alltäglichen Aktivitäten wie Gehen, Arbeiten oder Sport".
Sensoren am Oberschenkel und E-Tattoos
Klassische Methoden zur Beurteilung des Flüssigkeitshaushalts, wie Urintests oder Blutanalysen, sind oft zeitaufwendig und ungeeignet für eine Überwachung im Alltag. An Alternativen dazu wird weltweit geforscht.
In den kommenden Jahren will Lu mit ihrem Team den Sensor weiterentwickeln. Man wolle die Tests auf größere Gruppen ausweiten und Anwendungen für weitere Körperbereiche wie den Unterarm oder Oberschenkel erforschen, heißt es. Auch neue Designs sind in Planung: Etwa schweißableitende Wearables oder ein E-Tattoo (elektronisches Tattoo), das direkt auf die Haut aufgebracht wird.
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