Ringkas: Smart ring CHARM dari UC San Diego menunjukkan arah baru wearable, dengan kemampuan menganalisis biomarker dari keringat, termasuk glukosa, keton, vitamin C, asam urat, laktat, dan alkohol.
Kita sudah memasuki era biohacking. Bukan soal ekstrem seperti Bryan Johnson yang menghabiskan jutaan dolar untuk target kesehatan dan anti-penuaan, melainkan karena pengguna wearable rata-rata kini meminta lebih banyak data. Mereka memasukkan data sensor dari smartwatch, band, dan ring ke agen AI untuk mendapatkan wawasan yang lebih dalam tentang tubuh mereka. Saya bahkan membuat dashboard seperti itu sendiri menggunakan Claude dalam waktu kurang dari 10 menit untuk memahami data dari smart ring saya.
Namun, kemampuan wearable berbasis sensor cahaya ada batasnya. Sensor ini memang berkembang dari sekadar mengukur detak jantung, lalu dalam satu dekade mampu membaca ECG, perubahan tekanan darah, fluktuasi suhu, hingga saturasi oksigen darah. Meski begitu, sensor seperti itu tetap tidak bisa masuk ke sisi biokimia yang biasanya memerlukan kunjungan ke rumah sakit atau alat medis yang lebih canggih.
Smart ring dan keringat sebagai sumber biomarker
Dalam urusan kesehatan dan kebugaran, analisis darah berbasis cahaya bukanlah jawaban utama. Ada banyak cairan tubuh lain yang menyimpan data kesehatan, seperti air liur, urine, air mata, dan cairan serebrospinal. Tetapi di dunia wearable, keringat sudah lama dianggap sebagai jalur berikutnya untuk biosensing, terutama untuk perangkat mass-market. Tantangannya, ini adalah persoalan rekayasa yang sama sekali berbeda.
Kenapa keringat? Karena untuk menganalisis cairan secara kimia, dibutuhkan sesuatu seperti laboratorium mini. Bidang mikrofluida berupaya mewujudkan laboratorium kecil itu. Peneliti Caltech baru-baru ini membuat patch kulit yang bisa mengukur kadar kolesterol lewat sampel keringat, dan tim dari Pennsylvania State University juga mengembangkan patch serupa pada 2023. Tetapi memasukkan seluruh perangkat sensing itu ke dalam benda sekecil ring, sekaligus memungkinkan pemantauan kontinu untuk beberapa bahan kimia sekaligus, sejauh ini masih terasa seperti mimpi.
Tim dari University of California San Diego, yang dipimpin Tamoghana Saha, kini mencoba mewujudkan hal itu lewat smart ring yang dapat memantau glukosa, keton, vitamin C, asam urat, laktat, hingga kadar alkohol dengan membaca sampel keringat. Perangkat ini diberi nama Continuous Health Analyzing Ring Module, atau CHARM. Ring ini bisa melakukan analisis keringat kontinu selama 12 jam per sekali isi daya, dan mempertahankan kalibrasinya hingga dua bulan.
Itu pencapaian besar yang masih butuh waktu dan penyempurnaan. Ring ini masih tebal, belum tahan air, belum divalidasi dalam pengaturan klinis pada subjek manusia, dan belum bisa melakukan pemantauan beberapa hari. Tetapi ini tetap sebuah ring, dengan kemampuan untuk ditingkatkan dan diperbaiki sebagai prinsip desain utama. Yang terpenting, perangkat ini membuktikan bahwa analisis kimia keringat kini bisa dilakukan langsung di jari telunjuk. Dan pendekatan ini berpotensi jauh lebih serbaguna dibanding smart ring biasa yang hanya membaca darah secara tidak langsung lewat sensor cahaya di pembuluh bawah kulit.
Smart ring CHARM dan biomarker yang diukur
Digital Trends berbincang dengan Saha untuk membahas ring CHARM, tantangannya, dan apa artinya bagi masa depan smart ring. Pada dasarnya, smart ring CHARM mampu mengukur glukosa, keton, vitamin C, asam urat, laktat, dan alkohol dari keringat. Daftar biomarker ini cukup banyak, dan makna kesehatannya juga beragam.
Berikut gambaran singkat tentang apa yang bisa diungkap oleh analisis zat-zat tersebut terhadap kesehatan tubuh dan pemulihan setelah obat, perubahan pola makan, maupun latihan:
- Glukosa: diabetes tipe 1 dan tipe 2, sindrom metabolik, resistensi insulin
- Keton: ketoasidosis diabetik, ketosis nutrisi, pembakaran lemak
- Vitamin C: status nutrisi, hipotaminosis C, risiko skorbut
- Asam urat: gout, hiperurisemia, risiko penyakit ginjal kronis dan hipertensi
- Laktat: performa atletik, ambang anaerob, hipoksia klinis
- Alkohol: intoksikasi, kadar alkohol darah estimasi, kesehatan hati dan perilaku
Yang paling menjanjikan, semua itu masih baru di permukaan. Jika digabungkan dengan data dari wearable lain, seperti smartwatch atau fitness band, potensinya hampir tanpa batas. Menariknya, itu juga menjadi target jangka panjang bagi tim UC San Diego.
Pasif, bisa diisi ulang, dan tetap akurat
Kenapa tidak hanya fokus pada sensor berbasis cahaya yang sudah ada di perangkat seperti Apple Watch Series 11 atau Oura Ring? Mengapa meneliti keringat, bukan mengamati pembuluh darah secara optik?
“Kami ingin menargetkan nutrisi dan diabetes secara umum, karena jika Anda melihat biomarker satu per satu, mekanisme sensornya sudah cukup mapan,” kata Saha kepada Digital Trends. “Proyek ini terutama tentang menunjukkan bahwa jika semuanya diperkecil, Anda bisa mengintegrasikan sensor yang dibutuhkan dan memasukkannya ke dalam bentuk sekecil ring.”
Bagi tim, kemenangan pentingnya bukan hanya soal kelayakan teknis. Mereka juga menunjukkan bahwa sebagian kecil area jari sudah cukup untuk analisis keringat, dan sensor tidak harus ditempel di area yang lebih luas seperti bisep, paha, atau punggung.
“Saya pikir, melalui makalah ini, kami menyampaikan bahwa area lokasi ring Anda, yang disebut proximal phalanx, adalah lokasi yang layak untuk melakukan sensing keringat, sesuatu yang sebelumnya belum dilakukan. Saya pikir ini adalah pesan besar yang ingin kami sampaikan kepada semua orang yang bekerja di bidang ini.”
Keunggulan lainnya adalah kenyamanan sistem yang non-invasif dan berupaya rendah untuk menganalisis keringat tanpa Anda sadari. “Berbeda dengan wearable berbasis keringat lain yang sebagian besar bekerja saat olahraga, atau menggunakan stimulasi kimia (mereka menyuntikkan obat yang membuat Anda berkeringat), kami bekerja dengan keringat pasif.”
Artinya, Anda tidak perlu berolahraga untuk mengeluarkan keringat, atau khawatir ada bahan kimia yang memicu keringat di tubuh Anda. Tim mengandalkan slot melingkar kecil di ring yang berisi hidrogel, yang menggunakan perbedaan tekanan osmotik untuk menarik keringat dari kulit.
“Jadi itulah bagian uniknya, dan semuanya benar-benar pasif. Hidrogel bertindak seperti pompa. Tidak ada konsumsi daya dalam ekstraksi keringat,” kata Saha. Soal daya, tim juga membuat baterai isi ulang sendiri yang bisa bertahan hingga 12 jam per sekali isi.
Keandalan, validasi, dan masa depan smart ring
Kemenangan terbesar dari CHARM adalah fleksibilitasnya. Ring ini bisa mengukur empat biomarker sekaligus. Selain itu, sistem sensing berbasis rakitan sensor–mikrofluida ini dapat mempertahankan stabilitas selama dua bulan, sehingga pengguna tidak perlu sering melakukan kalibrasi berdasarkan hasil tes darah tradisional.
Bagaimana dengan akurasinya? Saha mengatakan tim mengukur akurasi ring ini dibandingkan meter darah komersial dan CGM, alias continuous glucose monitor, dan akurasinya dianalisis lewat beberapa metrik. Pembacaan dilakukan dalam berbagai skenario, seperti setelah minum minuman beralkohol, makan permen, dan setelah makan malam, untuk melihat naik-turunnya biomarker seperti glukosa, laktat, dan alkohol.
Dibandingkan perangkat yang dipakai di lingkungan klinis, ring CHARM menunjukkan tingkat galat yang rendah dan reliabilitas tinggi dalam mengukur lonjakan dan penurunan biomarker. Selain itu, seluruh titik data yang dikumpulkan ring ini berada di Zona A dan B menurut metrik Clinical Error Grid yang digunakan FDA AS, yang berarti hasilnya akurat atau masih berada dalam rentang aman jika sedikit meleset.
Tim juga memilih mikrofluida berbasis kertas ketimbang arsitektur saluran mikrofluida tradisional. Menurut Saha, mikrofluida konvensional rentan terhadap fouling, dengan salah satu masalah utamanya adalah penumpukan garam. Penggunaan kertas juga terbukti lebih hemat biaya, sementara hidrogel berfungsi seperti pompa pasif untuk menarik keringat tanpa energi tambahan.
Meski begitu, semua ini masih dalam proses. Di luar tantangan rekayasa, ada validasi klinis yang bisa memakan waktu bertahun-tahun sebelum teknologi ini masuk pasar. Mengapa tidak langsung merilisnya dengan penafian? Google, Apple, dan Samsung memang menegaskan bahwa jam tangan dan ring mereka bisa mengukur detak jantung serta mendeteksi tekanan darah, tetapi bukan pengganti perangkat medis untuk mengukur biomarker, meski wearable mass-market itu punya tingkat akurasi yang tinggi.
Untuk saat ini, tim Saha belum punya rencana seperti itu, tetapi ada beberapa prospek yang cerah. Saat ditanya apakah perangkat ini lebih cocok digunakan di rumah atau di rumah sakit, ia mengatakan bisa untuk keduanya.
“Saya akan mengatakan bahwa faktor bentuk seperti ini, sejujurnya, dapat diterapkan di mana saja, bahkan di rumah sakit. Misalnya, jika seseorang mengalami sepsis. Sekarang, laktat adalah biomarker kunci untuk pasien sepsis, dan sepsis adalah proses lambat di mana kadar laktat darah Anda sangat tinggi, lalu menjadi sangat tinggi dalam periode waktu tertentu,” jelasnya. “Jadi, saya pikir jika pasien datang ke klinik, alih-alih dipasangi kabel atau perangkat besar, smart ring seperti CHARM bisa memberi informasi tentang kondisi mereka dengan terus merekam kadar laktat darah dan memperingatkan adanya lonjakan yang mengkhawatirkan.”
Perbaikan desain dan rencana pengembangan
Saya juga menanyakan soal kemampuan diperbaiki dan ditingkatkan, karena ini justru menjadi titik lemah terbesar smart ring modern, bahkan pada smartwatch dengan rakitan sensor yang menyatu. Perangkat seperti itu bisa tahan percikan air, tetapi jika ada masalah, satu-satunya pilihan adalah mengganti dengan unit baru yang mahal. Perbaikan praktis tidak masuk akal. Bagi tim CHARM, itu adalah “pertimbangan kunci,” kata Saha.
Tim saat ini berfokus memperbaiki beberapa masalah dasar. Membuat ring tahan air adalah salah satu area utama yang sedang ditingkatkan. Ring saat ini memakai desain open hinge-lock, tetapi tim berharap bisa mencapai arsitektur tertutup penuh, seperti smart ring masa kini. Komponen modular yang bisa diganti menjadi target utama, bersama format baterai isi ulang dan biosensing multi-hari yang berkelanjutan.
Tim juga ingin melakukan uji klinis pada kelompok pasien yang lebih luas dengan berbagai tingkat penyakit diabetes, serta berharap menambahkan lebih banyak biomarker ke dalam daftar dukungan. Bagaimana jika sensor berbasis cahaya digabungkan dengan modul sensing berbasis mikrofluida dalam ring yang sama?
“Itu memungkinkan,” kata Saha, sambil menambahkan bahwa model serba ada seperti itu mungkin bisa muncul dalam satu atau dua tahun. Tim CHARM menyebut visi itu sebagai multimodal chemo-physical hybrid ring. Tujuan akhirnya adalah mengembangkan “platform pemantauan wearable multi-biomarker yang praktis dan ramah pengguna” berbentuk ring.
Idenya sangat ambisius, tetapi Saha juga sangat berhati-hati untuk tidak memberi peta jalan yang pasti. Biosensing dibangun dari kerja selama puluhan tahun, dan pengukuran biomarker bukan perjalanan sederhana dari lab ke tubuh. Analisis klinis yang diawasi dengan ketat dan validasi eksternal adalah uji lakmus yang sesungguhnya. Butuh waktu bertahun-tahun, bahkan puluhan tahun, sebelum seseorang bisa dengan yakin meluncurkan jenis perangkat wearable multi-biomarker yang benar-benar baru.
Pada akhirnya, setidaknya kita tidak ingin mengulang apa yang sedang dialami Oura saat ini.
Untungnya, CHARM berada di tangan institusi akademik, bukan entitas korporat yang bernafsu memaksimalkan profit lewat klaim yang berlebihan. Saha menegaskan bahwa ring CHARM adalah proof-of-concept dengan hasil yang menjanjikan. Namun, masih perlu waktu sebelum kita melihat ring dengan teknologi ini dijual di toko ritel. Meski begitu, masa depan sensing wearable tetap penuh kemungkinan.
Poin penting
- Smart ring CHARM
- Analisis keringat pasif
- Glukosa, keton, vitamin C
- 12 jam per isi daya
- Stabil dua bulan
- Zona A dan B FDA
Sumber: https://www.digitaltrends.com/wearables/charm-smart-ring-sweat-biomarker-wearable-future/
