Masačusetso universiteto Amherst atliktas kruopštus tyrimas pagrįstas prakaito ir hidratacijos stebėjimo prietaisas yra pirmą kartą parduodamas ir yra pasirengęs padėti apsaugoti „pramoninius sportininkus“ nuo dehidratacijos ir jo vaidmens nelaimingų atsitikimų darbe metu.
UMass Amherst tyrėjai bendradarbiauja su skaitmeninės sveikatos įmone Epicore Biosystems, įsikūrusia Kembridže, Masačusetso valstijoje, kad patvirtintų Connected Hydration – naują nešiojamą prakaito ir hidratacijos monitorių, kurį gamina Epice.
„Connected Hydration“ sukurta „pramonės sportininkams“ arba žmonėms, dirbantiems daug intensyvaus fizinio aktyvumo, dažnai karštomis, drėgnomis sąlygomis, dėvint asmenines apsaugos priemones. Dėl šios aplinkos darbuotojams gresia dehidratacija ir nelaimingi atsitikimai darbe.
AJ Aranyosi, vyriausiasis skaitmeninis pareigūnas ir „Epice Biosystems“ įkūrėjas, paaiškina, kad 2 % skysčių netekimas pagal kūno svorį lemia pažinimo pablogėjimą.
„Kai pradedi žvelgti į literatūrą, pagrindinė kai kurių nelaimingų atsitikimų pramonėje priežastis yra šilumos išsekimas ir šilumos smūgis“, – sako jis. „Šiuo metu daugelyje nacionalinių darbuotojų saugos gairių pateikiamos bendros rekomendacijos, pagrįstos oro sąlygomis ir vidutiniu žmogumi, (tačiau) nėra tokio dalyko kaip paprastas žmogus. Prakaito kiekis, kurį gamins žmonės, sudėtis prakaitas – jis skiriasi nuo žmogaus iki žmogaus“.
Čia atsiranda „Connected Hydration“. „Connected Hydration“ įgalina darbuotojus aktyviai kovoti su žalingu dehidratacijos ir karščio poveikiu, pasitelkiant elgesio įžvalgas ir geriau suprantant asmeninius prakaito ir elektrolitų nuostolius. Prietaisas leidžia vartotojams stebėti savo hidratacijos lygį pagal prakaito kiekį ir sudėtį. Jis dėvimas ant bicepso ir turi mikrokanalus bei jutimo modulį, kuris vibruoja, kai kanalai prisipildo prakaito, kad įspėtų naudotoją rehidratuoti.
„Troškulys yra labai subjektyvus dalykas“, – sako Aranyosi. „Iš dešimtmečius trukusių sportininkų tyrimų žinome, kad kai pajuntate troškulį, jau esate šiek tiek dehidratuotas. Kitas dalykas, kurį žinome, yra tai, kad net tada, kai žmonės reaguoja į troškulį, jie linkę negerti pakankamai, kad pilnai pasipildytų. vien atsakas į troškulį neužtikrina saugaus hidrato.
Belaidžiu būdu prijungta prie mobiliojo telefono, platforma suteikia daugiau informacijos apie prakaito elektrolitų koncentraciją laikui bėgant ir leidžia vartotojams registruoti suvartojamo vandens kiekį. Jis taip pat prisijungia prie debesies, kad darbdaviai galėtų matyti apibendrintus darbuotojų duomenis, kad nustatytų, ar jų darbo jėga yra saugiai aprūpinta hidratacija, ar reikia įsikišimo.
Kad „Connected Hydration“ būtų paruoštas komerciniam paleidimui, „Epicore“ kreipėsi į pagrindinius UMass Amherst taikomųjų gyvosios gamtos mokslų instituto (IALS) įrenginius, kad gautų duomenis, reikalingus produktui patobulinti ir patvirtinti.
„Auksinis standartas vertinant viso kūno vandens netekimą yra žmogaus sauso svorio skirtumo matavimas prieš ir po veiklos“, – sako Mike'as Busa, Žmogaus sveikatos veiklos centro, esančio IALS, direktorius. Jis paaiškina, kokio griežtumo jie naudojo rinkdami duomenis, kad sukurtų tikrai uždarą sistemą. Tai apėmė šlapimo analizę, siekiant nustatyti hidratacijos būklę prieš pradedant tyrimą, iš anksto pasvertus drabužius, sausai svėrusius žmones su žinomo svorio drabužiais prieš ir po treniruotės bei vandens suvartojimo ir vandens netekimo šlapinantis stebėjimą atliekant patį tyrimą.
„Galime atidžiai kontroliuoti temperatūrą savo erdvėje ir stebėti dalyvius skirtingais prietaisais“, – sako Corinna Serviente, Žmogaus sveikatos veiklos centro operacijų vadovė ir vyresnioji fiziologė. „44 dalyvius įdėjome į asmenines apsaugos priemones, kaip ir lauke matysite šiuos pramonės darbuotojus. Padidinome kambario kalorimetro temperatūrą iki 86o F, o tada dalyviai mankštinosi dėvėdami kelis prietaisus, matuojančius pagrindinę kūno temperatūrą, širdies susitraukimų dažnį, vandens netekimą ir aktyvumo lygį, kad galėtume pateikti duomenis, reikalingus Epicore, kad galėtų sukurti ir išbandyti vandens praradimo algoritmus tokiu būdu, kuris negalėjo būti atlikti lauko bandymuose“.
„Kažkas gali pakankamai prakaituoti, kad numestų pusę svaro ar ketvirtadalį svaro prakaito“, – priduria Aranyosi. „Kai bandote pasverti žmogų, sveriantį 200 svarų, ir ieškote ketvirtadalio svaro skirtumo, tikrai turite atsižvelgti į visus galimus svorio pokyčių šaltinius.
Be to, kad prakaito netekimui matuoti buvo naudojamas sausas svoris, tyrėjai taip pat fiksavo dalyvių prakaitą naudodami neelektrinę Epicore įrenginio versiją, vadinamą Discovery Patch. Grupė taip pat išanalizavo prakaito elektrolitų sudėtį naudodama masės spektrometriją.
Tada „Epicore Biosystems“ pateikti duomenys buvo naudojami mašininio mokymosi algoritmams sukurti, kad būtų patobulinta „Connected Hydration“ technologija.
„Norime sužinoti: kiek prakaito yra prietaiso viduje ir kaip tai rodo, kiek prakaito žmogus neteko visame kūne? sako Aranyosi. „Šį tyrimą pradėjome turėdami pirminius geriausius spėjimus, kaip tą vertimą atlikti. Atlikę šį tyrimą, galėjome grįžti atgal ir gauti naujų formulių, kad galėtume atvaizduoti įtampą (iš prietaiso) iki prakaito praradimo. , druskos koncentraciją ir galų gale pateikti tikslesnius matavimus ir grįžtamąjį ryšį.”
Kalbant apie UMass, šis bendradarbiavimas suteikė vertingą galimybę studentams. „Šiame projekte buvo įdėta tikrai daug studentų pastangų, o „Epicore“ puikiai padėjo tiems studentams padėti, leido jiems ištirti kai kuriuos duomenis ir perimti jų nuosavybę“, – sako Serviente.
Remi Hirsh yra vienas iš tų studentų. Neseniai baigusi gamtos mokslų koledžo Biologijos katedrą, ji parašė savo pagyrimo disertaciją naudodama kai kuriuos šio projekto duomenis ir pristatė jį Amerikos sporto medicinos koledžo 2024 metiniame susirinkime Bostone.
Jos tyrimas parodė, kad jauniems sveikiems suaugusiems žmonėms, dėvintiems asmenines apsaugos priemones, santykinė aplinkos drėgmė neturėjo įtakos organizmo medžiagų apykaitai, temperatūrai, širdies susitraukimų dažniui ar vandens netekimui per pertraukiamą vidutinio intensyvumo pratimą. Tačiau ji parodė odos temperatūros ir prakaito sudėties skirtumus tarp skirtingų drėgmės sąlygų, nurodydama būsimų tyrimų sritis.
„Šis rezultatas yra svarbus, nes jis leido mums sujungti skirtingų bandymų seansų duomenis, kad galėtume naudoti algoritmų kūrimui ir bandymams”, – sako Busa. „Taip pat galima daryti prielaidą, kad naudojant asmenines apsaugos priemones organizmo reakcija į pratimus esant skirtingam santykiniam oro drėgnumui gali skirtis, nes ši įranga yra nekvėpuojanti ir tarsi sukuria savo mikroaplinką. Ateityje tai reikės išbandyti. “