Der innovative Sensor warnt Sie vor dem Trinken, um einer Dehydration vorzubeugen

In den letzten Wochen hat die Hitzewelle in Europa aufgrund mehrerer Fälle von Dehydration und sogar Todesfällen Alarm ausgelöst. Allein in Spanien wurden zwischen dem 16. Mai und dem 13. Juli 1.180 Todesfälle auf Hitzewellen zurückgeführt.

In diesem Rahmen arbeitet eine Gruppe von Forschern der University of Texas in Austin (USA) an einem neuen nichtinvasiven tragbaren Sensor, der den Flüssigkeitshaushalt von Patienten kontinuierlich und in Echtzeit messen soll.

Dieses Gerät könnte einem Footballspieler helfen, an einem heißen Septembernachmittag ausreichend Flüssigkeit zu sich zu nehmen , einem Feuerwehrmann bei der Brandbekämpfung helfen, zu verhindern, dass er zu viel Wasser bekommt, oder einfach einen Büroangestellten darauf aufmerksam machen, wann es Zeit ist, seine Wasserflasche aufzufüllen. Die Ergebnisse wurden in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

„Dehydration ist eine stille Bedrohung, die täglich Millionen von Menschen betrifft“, sagte Nanshu Lu, Professor am Institut für Luft- und Raumfahrttechnik und Maschinenbau der Cockrell School of Engineering. „Unser tragbarer Sensor bietet eine einfache und effektive Möglichkeit, den Flüssigkeitshaushalt in Echtzeit zu überwachen. So können Menschen proaktiv Maßnahmen ergreifen, um gesund zu bleiben und ihre Leistungsfähigkeit zu steigern.“

Der Sensor nutzt Bioimpedanz, eine Methode, die die Ausbreitung elektrischer Signale im Körper misst, um den Flüssigkeitshaushalt zu überwachen. Mithilfe strategisch platzierter Elektroden sendet der Sensor einen schwachen, sicheren elektrischen Strom durch den Arm.

Der elektrische Stromfluss im Körper hängt vom Wassergehalt im Gewebe ab. Wasser leitet Elektrizität gut, sodass hydratisiertes Gewebe den Strom leichter durchlässt , während dehydriertes Gewebe dem Fluss widersteht. Die vom Sensor erfassten Daten werden drahtlos an ein Smartphone übertragen, sodass Nutzer ihren Flüssigkeitshaushalt überwachen können.

Die Forscher führten mehrere Experimente durch, um das Gerät zu testen, darunter eine Studie zur durch Diuretika verursachten Dehydration und einen 24-stündigen Freilebenstest.

In der Dehydrationsstudie nahmen die Teilnehmer ein Diuretikum ein, um den Flüssigkeitsverlust zu fördern . Ihr Flüssigkeitshaushalt wurde mithilfe des tragbaren Sensors überwacht und anschließend mit einer Urinprobe verglichen. Die Ergebnisse zeigten eine starke Korrelation zwischen Veränderungen der Armbioimpedanz und dem durch Wasserverlust bedingten Gewichtsverlust.

„Unsere Experimente haben gezeigt, dass die Arm-Bioimpedanz nicht nur empfindlich auf Veränderungen des Flüssigkeitshaushalts reagiert, sondern auch eng mit den Messungen des Gesamtkörperhydratationshaushalts übereinstimmt “, ergänzt Matija Jankovic, Co-Autorin der Studie und Postdoktorandin in Lus Labor. „Das bedeutet, dass der Sensor ein zuverlässiger Ersatz für die Überwachung des Flüssigkeitshaushalts sein kann, selbst bei alltäglichen Aktivitäten wie Gehen, Arbeiten oder Sport.“

Herkömmliche Methoden zur Bestimmung der Flüssigkeitszufuhr, wie Urin- oder Bluttests, sind oft invasiv, zeitaufwändig und für eine kontinuierliche Überwachung unpraktisch. Kommerzielle Geräte zur Bestimmung der Flüssigkeitszufuhr erfordern oft sperrige Geräte und feste Aufbauten, was ihre Anwendung im Alltag einschränkt.

Eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr ist für die menschliche Gesundheit unerlässlich. Sie spielt eine grundlegende Rolle bei der Aufrechterhaltung organischer Funktionen , der Regulierung der Körpertemperatur und der Unterstützung lebenswichtiger physiologischer Prozesse.

Dehydration, ein Zustand, der durch Wassermangel im Körper verursacht wird, ist jedoch nach wie vor ein weit verbreitetes und oft übersehenes Problem. Schon eine leichte Dehydration kann die kognitiven Funktionen, die körperliche Leistungsfähigkeit und die Wärmeregulierung beeinträchtigen , während eine schwere Dehydration zu lebensbedrohlichen Erkrankungen wie Nierensteinen, Herz-Kreislauf-Problemen und Hitzschlag führen kann.

Neben dem Schutz von Arbeitern in extremen Umgebungen bietet das Gerät auch potenzielle Einsatzmöglichkeiten im Gesundheitswesen. Eine kontinuierliche Überwachung des Flüssigkeitshaushalts könnte bei der Diagnose und Behandlung von Erkrankungen wie Nierenerkrankungen, Herz-Kreislauf-Problemen und chronischer Dehydration helfen .

Während die aktuelle Version des Sensors relative Veränderungen der Hydratation erfasst, zielt die zukünftige Forschung darauf ab, Referenzdaten für den absoluten Hydratationsgrad zu ermitteln. Dazu müssten Bioimpedanzmessungen einer breiten Bevölkerungsgruppe durchgeführt werden, um eine Vergleichsbasis zu schaffen.

Die Forscher planen außerdem, neue Designs zu erforschen, beispielsweise atmungsaktive elektronische Tattoos oder schweißableitende Wearables, um Komfort und Leistung bei längerem Tragen zu verbessern. Sie hoffen, die Tests auf größere Gruppen ausweiten und Anwendungen für andere Körpersegmente wie Unterarm oder Oberschenkel untersuchen zu können.

*Mit Informationen von Europa Press