Laser e lidar stanno cambiando il modo in cui i dispositivi indossabili monitorano la salute

“C’è questa battaglia in corso tra dispositivi indossabili di consumo che misurano la tua salute e il desiderio di diventare più sofisticati, e le aziende produttrici di dispositivi medici che cercano di miniaturizzare e lottare per uscire dagli ospedali”.

È così che il dottor Andrew Rickman, CEO di Fotonica Rockley, ha descritto lo stato attuale del settore dei dispositivi indossabili in un'intervista a Digital Trends. L’azienda si trova in una posizione unica non solo per comprendere come è nata la tecnologia medica e di consumo nei dispositivi indossabili convergere, ma anche contribuire a trasformarlo in realtà con un nuovo sensore sanitario unico e incredibilmente accurato tecnologia.

Rockley, Bioptx e Apple

È possibile che tu non abbia mai sentito parlare di Rockley Photonics, ma sicuramente hai sentito parlare di Apple, uno dei principali clienti di Rockley. Rockley produce sensori ottici e relativi componenti per prodotti di consumo e per il settore sanitario, e la maggior parte verrà utilizzata nei dispositivi indossabili. È quindi probabile che la tecnologia Rockley esistente si trovi nel

Apple Watch array di sensori per il monitoraggio della salute.

Nel febbraio di quest'anno, Rockley ha annunciato Bioptx, una piattaforma progettata per consentire la misurazione di più biomarcatori, tra cui la pressione sanguigna e il core body temperatura, lattato, glucosio e molto altro ancora - in un unico sensore per controlli non invasivi, continui e personali monitoraggio della salute. In particolare, Anche Apple è stata collegata alla ricerca nell’introdurre per qualche tempo il monitoraggio non invasivo del glucosio e il monitoraggio della pressione arteriosa nei dispositivi indossabili dei consumatori.

Ma cosa rende la piattaforma sviluppata da Rockley così speciale, e perché è una svolta così rivoluzionaria? Rickman ha spiegato:

“La tecnologia di monitoraggio nei dispositivi esistenti oggi è molto semplice e c’è poca differenziazione tra i dispositivi consumer. La frequenza cardiaca viene misurata con un LED verde, il sangue viene misurato con un paio di altri LED e un ECG è un elettrodo sul retro del dispositivo. Nessuna di queste tecnologie è in alcun modo avanzata e sono disponibili a tutti”.

“Ciò che stiamo portando avanti è un potente strumento ottico, riducendo uno strumento da 100.000 dollari in un chip, utilizzando un processo di semiconduttore unico che non è disponibile a nessun altro", ha continuato, descrivendo le novità dell'azienda tecnologia. “Quello strumento raccoglie dati incredibilmente ricchi che estraiamo per misurare, tra le altre cose, l’idratazione, il lattato e la pressione sanguigna. Questa è la svolta. Invece di un paio di LED ed elettrodi, quello che abbiamo aggiunto è uno strumento che misura più biomarcatori con un livello di capacità e precisione senza precedenti”.

Laser, non LED

Lo strumento di Rockley utilizza laser basati sulla fotonica del silicio per tracciare i biomarcatori, non i LED, ed è una tecnologia che non è mai stata utilizzata prima su un dispositivo indossabile di consumo. Quando senti la parola "laser", sei tentato di pensare che significhi un raggio di luce rossa che irradia nella tua pelle. Ma ovviamente non è questo. Per spiegarlo, Rickman ha fatto paragoni con la tecnologia Lidar utilizzata sulle auto autonome, sull’iPad e iPhone di Apple e sui sistemi di sblocco facciale super sicuri.

“Si tratta di un chip separato dai LED vedresti in un normale indossabile, e invece di segnali elettrici utilizza segnali ottici", ha detto Rickman. “Il nostro chip funziona utilizzando la luce infrarossa e laser a livelli di potenza innocui. L'ingombro sul retro di un dispositivo indossabile è inferiore allo spazio occupato dalla serie di LED. È realizzato utilizzando un processo fotonico del silicio e avevamo bisogno di sviluppare un processo di produzione di semiconduttori completamente nuovo, che è probabilmente il più sofisticato al mondo e unico per noi. Ci sono voluti nove anni per svilupparci”.

Perché non è possibile utilizzare un normale sistema LED verde o rosso? Dopotutto, sono un punto fermo degli attuali dispositivi indossabili per il monitoraggio della salute.

“Quelle lunghezze d’onda [LED] captano magnificamente l’emoglobina”, ha spiegato Rickman, “ma quando si pensa allo zucchero nel sangue, ai lattati e ad altri metaboliti, quei LED non hanno le prestazioni necessarie. Non guardano nella parte giusta dello spettro ottico”.

Monitoraggio della salute indossabile come mai prima d'ora

Rockley Photonics descrive la sua piattaforma come una clinica al polso, che riunisce misurazioni multiple diversi biomarcatori, molti dei quali potrebbero aver richiesto in precedenza esami del sangue per essere valutati, in un unico, minuscolo, non invasivo sensore. Rickman ha spiegato perché questo è vantaggioso.

"Quando si misura un biomarcatore si ottiene un'immagine unidimensionale di una persona, ma quando si misurano 10 biomarcatori insieme, cosa succede?" contenuto in quella quantità relativamente piccola di informazioni può rappresentare molte condizioni diverse di cui l'individuo potrebbe soffrire da."

È quando si sente parlare di come il sensore basato sulla fotonica del silicio misura questi biomarcatori che la complessità diventa chiara.

“L’idratazione viene compresa analizzando la differenza nel modo in cui la pelle assorbe l’acqua e i lipidi nella pelle, ed è quel rapporto che stiamo misurando. Lo spettro della luce è dominato dall’acqua e quel livello sale e scende con l’idratazione. Fino ad ora l’unico altro modo per ottenere questo livello di dettaglio era prelevare un campione di sangue. La temperatura interna è ancora più folle. Siamo in grado di misurarlo utilizzando un'altra tecnica spettroscopica, poiché l'acqua nel tuo corpo, fortunatamente, cambia la sua acqua proprietà leggermente con la temperatura e misuriamo tali cambiamenti utilizzando un gradiente per fornirci la temperatura corporea interna letture."

Per la pressione sanguigna, il laser esamina le “protuberanze nel segnale” dopo aver rilevato le frequenze cardiache di picco, che, a seconda che siano grandi o piccole, definiscono se la pressione sanguigna è alta o bassa. Detto così sembra semplice, ma Rickman ha detto che è molto difficile per un laser misurarlo con precisione. Le tecnologie esistenti non possono eguagliare questo ricco livello di esame cardiovascolare e quindi finora non sono riuscite a ottenere l’approvazione della FDA. Rockley è attualmente in procinto di ottenere l'approvazione della FDA per la sua piattaforma.

Cosa significa questo per te e me

La tecnologia dei sensori e la piattaforma di Rockley non sono fantascienza. Arriverà tutto molto presto e, sebbene inizialmente sarà disponibile tramite un'azienda dedicata alla tecnologia medica, ciò potrebbe cambiare in un futuro non troppo lontano.

"Lanceremo il primo dispositivo nel quarto trimestre di quest'anno", ha confermato Rickman. “È un dispositivo indossabile progettato per il mercato dell’assistenza sanitaria professionale, e lo abbiamo fatto ha annunciato il nostro primo cliente, Medtronic, che è il più grande produttore mondiale di dispositivi medici”.

Tuttavia, è ciò che verrà dopo che ci interessa di più.

"Stiamo lavorando con sei delle dieci principali aziende di tecnologia di consumo indossabili al mondo", Rickman ha continuato, “e stiamo lavorando su progetti per trovare un modo per adattare [il sensore] ai loro dispositivi indossabili dispositivi. Non abbiamo ancora annunciato un contratto di volume con nessuno di loro. Speriamo di fare qualche annuncio a riguardo alla fine di quest’anno”.

In un deposito SEC del 2021, Rickman ha menzionato diversi marchi di elettronica di consumo noti per gli smartphone interessati alla tecnologia dei sensori. Il documento menziona anche un “accordo di sviluppo e fornitura di lunga data” con un’azienda che aveva già investito 70 milioni di dollari con Rockley. Numeroserapporti hanno affermato che Apple ha investito un totale di 70 milioni di dollari in Rockley per ricerca e sviluppo dal 2017.

Non è noto se la piattaforma Rockley Photonics alla fine arriverà su un Apple Watch, almeno in qualche forma, ma la convergenza tra il monitoraggio della salute dei consumatori e il monitoraggio della salute medica è chiara. La piattaforma di Rockley potrebbe aggiungere funzionalità precedentemente disponibili solo tramite medici, cliniche e tramite esami del sangue a un normale dispositivo indossabile di consumo. Nella mente di Rickman, non è così lontano, e così Ha detto Stacy Salvi di Movano in una recente intervista a Digital Trends, il suo arrivo potrebbe cambiare l'aspetto dei tradizionali dispositivi indossabili di consumo nel processo.

“Il tipo di dispositivo indossabile che produciamo per Medtronic non ha uno schermo, non ti dice quali sono le tue email. È puramente dedicato a questa ricca funzionalità”, ha concluso Rickman. “Si siede sullo sfondo e fa semplicemente il suo lavoro, ma ha ancora un cinturino che può essere cambiato ed è facile da pulire. Forse questo si evolve in un dispositivo di consumo. Sarà un po’ come un fitness tracker, ma un milione di volte più potente, in un formato che resterà in background per monitorare la salute. È un altro modo di pensare a come potrebbe arrivare nelle mani dei consumatori”.

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