Thiết bị cảm biến phát hiện sự thay đổi nồng độ cortisol. Đây là chất ảnh hưởng đến rối loạn căng thẳng sau chấn thương hay trầm cảm. Thiết bị phát hiện căng thẳng này được Hoa Kỳ tạo nên.
Chế tạo thiết bị phát hiện mức độ cortisol
Wei Gao là trợ lý giáo sư kỹ thuật y tế tại Viện Công nghệ California Caltech. Anh đã chế tạo 1 loại cảm biến mồ hôi không dây phát hiện được chính xác mức độ cortisol. Đây là một hợp chất tự nhiên, được gọi là hormone căng thẳng.
Trong 1 bài báo trên tạp chí Matter ngày 26/2, Gao và các nhà nghiên cứu đã trình bày cách họ thiết kế, chế tạo và cách thức hoạt động của thiết bị này. Họ cũng chứng minh nó có hiệu quả trong việc phát hiện mức độ cortisol trong thời gian thực.
Ứng dụng của thiết bị cảm biến phát hiện căng thẳng
Giá của thiết bị cảm biến này khá rẻ, độ chính xác cao. Nhằm để đo lượng cortisol, cho phép theo dõi mức độ căng thẳng dễ dàng hơn. Ngoài ra, có thể theo dõi các tình trạng bao gồm lo lắng, rối loạn căng thẳng sau chấn thương, trầm cảm ,… Tất cả đều liên quan đến sự thay đổi nồng độ chất cortisol.
Cảm biến mà Gao phát triển sử dụng phương pháp tương tự cảm biến mồ hôi mà anh mới tạo ra có thể đo mức axit uric trong máu. Rất hữu ích dùng để theo dõi các tình trạng bệnh tim mạch, tiểu đường, bệnh thận…
Cả 2 loại cảm biến mà Gao tạo ra đều làm bằng graphene dạng tấm carbon. Một tấm nhựa được khắc bằng tia laser tạo ra cấu trúc graphene 3 chiều với các lỗ nhỏ để phân tích mồ hôi. Những lỗ chân lông nhỏ cộng với một kháng thể phân tử hệ thống miễn dịch, nhạy cảm với cortisol. Điều này giúp cảm biến phát hiện ra các hợp chất.
Thử nghiệm với máy cảm biến nhằm phân tích dữ liệu nồng độ chất gây căng thẳng
Ghi nhận mức độ căng thẳng theo thời điểm
Trong một thử nghiệm, mồ hôi của một tình nguyện viên đã được thu thập trong 6 ngày để phân tích dữ liệu nồng độ cortisol. Ở một người khỏe mạnh, nồng độ cortisol tăng và giảm theo chu kỳ hàng ngày. Cảm biến ghi nhận mức độ căng thẳng cao nhất sau khi thức dậy mỗi sáng và giảm trong suốt cả ngày.
“Theo dõi chu kỳ cortisol hàng ngày có thể phản ánh tình trạng sức khỏe tâm thần. Bệnh nhân trầm cảm có mức cortisol sinh học khác với người khỏe mạnh”, Gao nói.
Xác định tác nhân gây căng thẳng
Trong thử nghiệm khác, những thay đổi về mức độ cortisol đã được ghi lại khi chúng xảy ra để tìm ra tác nhân gây căng thẳng cấp tính. Điều này đã được thực hiện thông qua 2 thí nghiệm.
- Các đối tượng được yêu cầu thực hiện các bài tập aerobic. Vì tập thể dục cường độ cao gây nên sự gia tăng mạnh cortisol.
- Các đối tượng thử nghiệm được yêu cầu ngâm tay vào nước đá, chất gây căng thẳng đủ để giải phóng cortisol.
Trong 2 thí nghiệm, các cảm biến phát hiện được mức cortisol tăng ngay lập tức.
“Thông thường, xét nghiệm máu mất ít nhất một đến hai giờ và việc rút máu gây gia tăng mức độ căng thẳng. Để theo dõi căng thẳng, thời gian là rất quan trọng. Cảm biến của chúng tôi cho kết quả chỉ trong vài phút”, Gao chia sẻ.
Phát triển công nghệ phục vụ cho NASA
Vào tháng 10/2020, NASA đã thông báo Gao là một trong 6 nhà nghiên cứu được chọn. Họ sẽ tham gia nghiên cứu về sức khỏe của con người khi ra ngoài vũ trụ. Gao sẽ nhận được tài trợ để phát triển công nghệ cảm biến này. Giúp nó trở thành 1 hệ thống theo dõi sự căng thẳng và lo lắng của các phi hành gia như là một phần của chương trình, được quản lý bởi Viện nghiên cứu phân tích sức khỏe không gian
Nguồn: vnexpress
