Lasers en lidar veranderen de manier waarop wearables de gezondheid volgen

“Er is een strijd gaande tussen consumentenwearables die uw gezondheid meten en ze willen steeds geavanceerder worden, en de bedrijven in medische apparatuur proberen te miniaturiseren en zich een weg uit ziekenhuizen te vechten.’

Dit is hoe Dr. Andrew Rickman, CEO van Rockley Fotonica, beschreef de huidige stand van zaken in de wearable-industrie in een interview met Digital Trends. Het bedrijf bevindt zich in een unieke positie om niet alleen te begrijpen hoe consumenten- en medische technologie in wearables is begonnen om te convergeren, maar ook om dit werkelijkheid te maken met een unieke en ongelooflijk nauwkeurige nieuwe gezondheidssensor technologie.

Rockley, Bioptx en Apple

Het is mogelijk dat je nog nooit van Rockley Photonics hebt gehoord, maar je hebt zeker wel eens gehoord van Apple, een van de topklanten van Rockley. Rockley maakt optische sensoren en aanverwante componenten voor consumentenproducten en de gezondheidszorg, en de meeste zullen worden gebruikt in wearables. Het is daarom waarschijnlijk dat bestaande Rockley-technologie wordt aangetroffen in de

Apple Watch's sensorarray voor gezondheidsmonitoring.

In februari van dit jaar maakte Rockley bekend Bioptx, een platform dat is ontworpen om meerdere biomarkers te meten, waaronder bloeddruk en kernlichaam temperatuur, lactaat, glucose en nog veel meer – in één enkele sensor voor niet-invasief, continu en persoonlijk gezondheid volgen. Opmerkelijk, Apple is ook in verband gebracht met onderzoek om niet-invasieve glucosemonitoring en bloeddrukmonitoring al geruime tijd beschikbaar te maken voor consumentenwearables.

Maar wat maakt het platform dat Rockley heeft ontwikkeld zo bijzonder, en waarom is het zo’n doorbraak? Rickman legde uit:

“De monitoringtechnologie in de apparaten die vandaag de dag bestaan, is heel eenvoudig en er is weinig differentiatie tussen consumentenapparaten. Je hartslag wordt gemeten met een groene LED, je bloed wordt gemeten met een paar andere LED's en een ECG is een elektrode aan de achterkant van het apparaat. Geen van deze technologieën is op enigerlei wijze geavanceerde technologie, en ze zijn voor iedereen beschikbaar.”

“Wat we brengen is een krachtig optisch instrument, dat een instrument van $100.000 op een chip verkleint, met behulp van een uniek halfgeleiderproces dat voor niemand anders beschikbaar is”, vervolgde hij, terwijl hij de nieuwe technologie van het bedrijf beschreef technologie. “Dat instrument verzamelt ongelooflijk rijke gegevens die we eruit halen om onder meer de hydratatie, het lactaat en de bloeddruk te meten. Dat is de doorbraak. In plaats van een paar LED’s en elektroden hebben we een instrument toegevoegd dat meerdere biomarkers meet met een ongekend niveau van mogelijkheden en nauwkeurigheid.”

Lasers, geen LED's

Het instrument van Rockley maakt gebruik van op siliciumfotonica gebaseerde lasers om biomarkers te volgen, geen LED's, en het is een technologie die nog niet eerder is gebruikt op draagbare consumenten. Als je het woord ‘lasers’ hoort, is het verleidelijk om te denken dat dit betekent dat er een straal rood licht in je huid straalt. Maar dat is het natuurlijk niet. Om dit uit te leggen maakte Rickman vergelijkingen met lidar-technologie die wordt gebruikt in autonome auto's, de Apple iPad en iPhone, en voor superveilige systemen voor gezichtsontgrendeling.

“Het is een aparte chip voor de LED’s die dat doet je zou zien in een gewone wearable, en in plaats van elektrische signalen gebruikt het optische signalen”, zei Rickman. “Onze chip werkt met infrarood- en laserlicht op onschadelijke energieniveaus. De voetafdruk op de achterkant van een wearable is kleiner dan de ruimte die de LED-array inneemt. Het is gemaakt met behulp van een siliciumfotonicaproces en we moesten een compleet nieuw productieproces voor halfgeleiders ontwikkelen, dat misschien wel het meest geavanceerde ter wereld is en uniek voor ons. Het heeft ons negen jaar gekost om ons te ontwikkelen.”

Waarom kan een regulier groen of rood LED-systeem niet worden gebruikt? Ze zijn tenslotte een hoofdbestanddeel van bestaande wearables voor gezondheidsmonitoring.

‘Die [LED]-golflengten nemen hemoglobine prachtig op,’ legde Rickman uit, ‘maar als je aan bloedsuikerspiegel, lactaten en andere metabolieten denkt, presteren die LED’s niet. Ze kijken niet in het juiste deel van het optische spectrum.”

Draagbare gezondheidsmonitoring als nooit tevoren

Rockley Photonics beschrijft zijn platform als een kliniek om je pols, die het meten van meerdere samenbrengt verschillende biomarkers, waarvan er vele eerder bloedonderzoek nodig hadden om te beoordelen, in één klein, niet-invasief sensor. Rickman legde uit waarom dit voordelig is.

“Als je één biomarker meet, krijg je een eendimensionaal beeld van een persoon, maar als je tien biomarkers samen meet, wat is dan het resultaat? die in die relatief kleine hoeveelheid informatie zijn vervat, kunnen veel verschillende aandoeningen vertegenwoordigen waar het individu aan kan lijden van."

Pas als je hoort hoe de op siliciumfotonica gebaseerde sensor deze biomarkers meet, wordt de complexiteit duidelijk.

“Hydratatie wordt begrepen door het verschil te analyseren in de manier waarop je huid water en de lipiden in je huid absorbeert, en het is die verhouding die we meten. Het spectrum van licht wordt gedomineerd door water, en dat niveau gaat op en neer met je hydratatie. Tot nu toe was de enige andere manier om dit detailniveau te verkrijgen het nemen van een bloedmonster. De kerntemperatuur is zelfs nog gekker. We kunnen het meten met een andere spectroscopische techniek, omdat het water in je lichaam gelukkig van water verandert eigenschappen enigszins afhankelijk van de temperatuur, en we meten die veranderingen met behulp van een gradiënt om ons de kerntemperatuur van het lichaam te geven lezingen.”

Voor de bloeddruk onderzoekt de laser “hobbels in het signaal” nadat hij piekpulsfrequenties heeft waargenomen, die – afhankelijk van of ze groot of klein zijn – bepalen of de bloeddruk hoog of laag is. Het klinkt zo simpel gezegd, maar Rickman zei dat het voor een laser erg moeilijk is om dit nauwkeurig te meten. Bestaande technologieën kunnen dit rijke niveau van cardiovasculair onderzoek niet evenaren en hebben daarom tot nu toe geen goedkeuring van de FDA gekregen. Rockley is momenteel bezig met het verkrijgen van goedkeuring door de FDA voor zijn platform.

Wat dit voor jou en mij betekent

De sensortechnologie en het platform van Rockley zijn geen sciencefiction. Het komt allemaal zeer binnenkort, en hoewel het in eerste instantie beschikbaar zal zijn via een toegewijd medisch technologiebedrijf, zou dat in de niet al te verre toekomst kunnen veranderen.

“We lanceren het eerste apparaat in het vierde kwartaal van dit jaar”, bevestigde Rickman. “Het is een wearable die is ontworpen voor de professionele gezondheidszorgmarkt, en dat hebben we ook gedaan onze eerste klant aangekondigd, Medtronic, de grootste fabrikant van medische apparatuur ter wereld.”

Het is echter wat daarna komt waar we het meest in geïnteresseerd zijn.

“We werken samen met zes van de tien beste draagbare consumententechnologiebedrijven ter wereld”, zegt Rickman vervolgde: “en we werken aan ontwerpen om een ​​manier te vinden om [de sensor] in hun wearable te passen apparaten. Met geen van hen hebben we nog een volumecontract aangekondigd. Hopelijk kunnen we daar eind dit jaar iets over bekendmaken.”

In een SEC-aanvraag uit 2021, noemde Rickman verschillende merken voor consumentenelektronica die bekend staan ​​om hun smartphones en die geïnteresseerd zijn in de sensortechnologie. Het document maakt ook melding van een ‘langdurige ontwikkelings- en leveringsovereenkomst’ met een bedrijf dat al $70 miljoen in Rockley had geïnvesteerd. Talrijkrapporten beweren dat Apple sinds 2017 in totaal 70 miljoen dollar in Rockley heeft geïnvesteerd voor onderzoek en ontwikkeling.

Of het Rockley Photonics-platform uiteindelijk de Apple Watch zal bereiken, althans in een of andere vorm, is onbekend, maar de convergentie van het volgen van de gezondheid van consumenten en het volgen van de medische gezondheid is duidelijk. Het platform van Rockley zou functionaliteit die voorheen alleen beschikbaar was via artsen, klinieken en het gebruik van bloedtesten, kunnen toevoegen aan een normale wearable voor consumenten. Volgens Rickman is het niet zo ver weg, enzovoort Movano’s Stacy Salvi zei in een recent Digital Trends-interviewkan de komst ervan het uiterlijk van de traditionele wearable voor consumenten veranderen.

“Het type wearable dat we voor Medtronic produceren, heeft geen scherm en vertelt je niet wat je e-mails zijn. Het is puur gericht op deze rijke functionaliteit”, besluit Rickman. “Hij staat op de achtergrond en doet gewoon zijn werk, maar hij heeft nog steeds een riem die verwisseld kan worden en die gemakkelijk schoon te maken is. Misschien evolueert dat naar een consumentenapparaat. Het zal een beetje lijken op een fitnesstracker, maar dan een miljoen keer krachtiger, in een formaat dat gewoon op de achtergrond de gezondheid in de gaten houdt. Het is een andere manier om na te denken over hoe het in de handen van de consument terecht kan komen.”

Aanbevelingen van de redactie

• De Apple Watch Ultra is de perfecte smartwatch voor dames – serieus
• Eindelijk heb ik een Apple Watch Ultra. Hier zijn drie manieren waarop het mij verraste
• De actieknop van de Apple Watch Ultra zou beter moeten zijn dan dit
• Ik dacht dat ik de Apple Watch Ultra zou haten, maar ik ben er dol op
• Apple Watch Series 9: nieuws, geruchten en wat we willen zien