Lasere og lidar endrer måten wearables sporer helse på

"Det er denne kampen som pågår mellom forbrukerklær som måler helsen din og ønsker å bli mer sofistikert, og selskapene innen medisinsk utstyr som prøver å miniatyrisere og kjempe seg ut av sykehus.»

Dette er hvordan Dr. Andrew Rickman, administrerende direktør i Rockley Photonics, beskrev den nåværende tilstanden til wearable-industrien i et intervju med Digital Trends. Selskapet er unikt plassert for ikke bare å forstå hvordan forbruker- og medisinsk teknologi i wearables har startet for å konvergere, men også for å bidra til å gjøre det til en realitet med en unik, og utrolig nøyaktig ny helsesensor teknologi.

Rockley, Bioptx og Apple

Det er mulig du aldri har hørt om Rockley Photonics, men du har sikkert hørt om Apple - en av Rockleys beste kunder. Rockley lager optiske sensorer og relaterte komponenter for forbrukerprodukter og helsesektoren, og de fleste vil bli brukt i wearables. Det er derfor sannsynlig at eksisterende Rockley-teknologi finnes i

Apple Watch helseovervåking sensor array.

I februar i år kunngjorde Rockley Bioptx, en plattform designet for å gi måling av flere biomarkører - inkludert blodtrykk, kjernekropp temperatur, laktat, glukose og mye mer – i en enkelt sensor for ikke-invasiv, kontinuerlig og personlig helsesporing. Spesielt, Apple har også blitt koblet til forskning til å bringe ikke-invasiv glukoseovervåking og blodtrykksovervåking til forbrukerklær i noen tid.

Men hva gjør plattformen Rockley har utviklet så spesiell, og hvorfor er den et slikt gjennombrudd? Rickman forklarte:

"Overvåkingsteknologien i enhetene som eksisterer i dag er veldig enkel, og det er liten differensiering på tvers av forbrukerenheter. Pulsen din måles med en grønn LED, blodet ditt måles med et par andre LED-er, og et EKG er en elektrode på baksiden av enheten. Ingen av denne teknologien er på noen måte avansert teknologi, og de er tilgjengelige for alle."

"Det vi kommer med er et kraftig optisk instrument som krymper et instrument på 100 000 dollar ned på en brikke ved hjelp av en unik halvlederprosess som ikke er tilgjengelig for noen andre," fortsatte han og beskrev selskapets nye teknologi. "Dette instrumentet samler inn utrolig rike data som vi trekker ut for å måle blant annet hydrering, laktat og blodtrykk. Det er gjennombruddet. I stedet for et par lysdioder og elektroder, er det vi har lagt til et instrument som måler flere biomarkører med et enestående nivå av kapasitet og nøyaktighet."

Lasere, ikke lysdioder

Rockleys instrument bruker silisiumfotonikkbaserte lasere for å spore biomarkører, ikke lysdioder, og det er en teknologi som ikke har blitt brukt på en forbrukerbærbar før. Når du hører ordet "lasere", er det fristende å tro at dette betyr et rødt lys som stråler inn i huden din. Men det er selvfølgelig ikke det. For å forklare, tegnet Rickman sammenligninger med lidar-teknologi brukt på autonome biler, Apple iPad og iPhone, og for supersikre ansiktsopplåsingssystemer.

«Det er en egen brikke til LED-ene som du vil se i en vanlig wearable, og i stedet for elektriske signaler bruker den optiske signaler," sa Rickman. "Bricken vår fungerer ved hjelp av infrarødt lys og laserlys ved ufarlige strømnivåer. Fotavtrykket på baksiden av en bærbar er mindre enn plassen som tas opp av LED-arrayen. Den er laget ved hjelp av en silisiumfotonikprosess, og vi trengte å utvikle en helt ny produksjonsprosess for halvledere, som uten tvil er den mest sofistikerte i verden, og unik for oss. Det har tatt oss ni år å utvikle oss.»

Hvorfor kan ikke et vanlig grønt eller rødt LED-system brukes? Tross alt er de en stift i eksisterende helseovervåkingsutstyr.

"Disse [LED]-bølgelengdene fanger opp hemoglobin vakkert," forklarte Rickman, "men når du tenker på blodsukker, laktater og andre metabolitter, har ikke disse LED-ene ytelsen. De ser ikke i den høyre delen av det optiske spekteret.»

Bærbar helsesporing som aldri før

Rockley Photonics beskriver sin plattform som en klinikk på håndleddet, som samler måling av flere forskjellige biomarkører, hvorav mange tidligere kan ha krevd blodprøver for å vurdere, til en enkelt, liten, ikke-invasiv sensor. Rickman forklarte hvorfor dette er fordelaktig.

"Når du måler en biomarkør får du et endimensjonalt bilde av en person, men når du måler 10 biomarkører sammen, hva er inneholdt i at relativt små mengder informasjon kan representere mange forskjellige tilstander individet kan lide fra."

Det er når du hører om hvordan den silisiumfotonikkbaserte sensoren måler disse biomarkørene at kompleksiteten blir tydelig.

"Hydrering forstås ved å analysere forskjellen i hvordan huden din absorberer vann og lipidene i huden din, og det er dette forholdet vi måler. Lysspekteret domineres av vann, og det nivået går opp og ned med hydreringen din. Til nå var den eneste andre måten å få dette detaljnivået på ved å ta en blodprøve. Kjernetemperaturen er enda mer gal. Vi kan måle det ved hjelp av en annen spektroskopisk teknikk, ettersom vannet i kroppen din heldigvis endrer egenskaper litt med temperatur, og vi måler disse endringene ved å bruke en gradient for å gi oss kjernekroppstemperatur opplesninger."

For blodtrykk undersøker laseren "støt i signalet" etter at den ser topppulsfrekvenser, som - avhengig av om de er store eller små - definerer om blodtrykket er høyt eller lavt. Det høres enkelt ut som dette, men Rickman sa at det er veldig vanskelig for en laser å måle dette nøyaktig. Eksisterende teknologier kan ikke matche dette rike nivået av kardiovaskulær undersøkelse, og har derfor så langt ikke klart å få FDA-godkjenning. Rockley er for tiden i ferd med å få FDA-godkjenning for sin plattform.

Hva dette betyr for deg og meg

Rockleys sensorteknologi og plattform er ikke science fiction. Det hele kommer veldig snart, og selv om det i utgangspunktet vil være tilgjengelig gjennom et dedikert medisinsk teknologiselskap, kan det endre seg i en ikke så fjern fremtid.

"Vi lanserer den første enheten i fjerde kvartal i år," bekreftet Rickman. "Det er en wearable designet for det profesjonelle helsevesenet, og det har vi annonserte vår første kunde, Medtronic, som er verdens største produsent av medisinsk utstyr.»

Det er imidlertid det som kommer etter at vi er mest interessert i.

"Vi jobber med seks av de 10 beste bærbare forbrukerteknologiselskapene i verden," Rickman fortsatte, "og vi jobber med design for å finne en måte å passe [sensoren] inn i deres bærbare enheter. Vi har ikke annonsert en volumkontrakt med noen av dem ennå. Vi vil forhåpentligvis komme med en kunngjøring om det på slutten av dette året.»

I en 2021 SEC-fil, Rickman nevnte flere forbrukerelektronikkmerker kjent for smarttelefoner som interessert i sensorteknologien. Dokumentet nevner også en "langvarig utviklings- og leveringsavtale" med et selskap som allerede hadde investert 70 millioner dollar med Rockley. En rekkerapporter har hevdet at Apple har investert totalt 70 millioner dollar i Rockley for forskning og utvikling siden 2017.

Hvorvidt Rockley Photonics-plattformen til slutt kommer til en Apple Watch, i det minste i en eller annen form, er ukjent, men konvergensen mellom forbrukerhelsesporing og medisinsk helsesporing er tydelig. Rockleys plattform kan legge til funksjonalitet som tidligere kun var tilgjengelig gjennom leger, klinikker og ved bruk av blodprøver, til en vanlig forbruker. I Rickmans sinn er det ikke så langt unna, og sånn Movanos Stacy Salvi sa i et nylig Digital Trends-intervju, kan dets ankomst endre hvordan det tradisjonelle forbrukertøyet ser ut i prosessen.

"Den type wearable vi produserer for Medtronic har ikke en skjerm, den forteller deg ikke hva e-postene dine er. Det er utelukkende dedikert til denne rike funksjonaliteten, konkluderte Rickman. "Den sitter i bakgrunnen og gjør jobben sin, men den har fortsatt en stropp som kan skiftes og den er lett å rengjøre. Kanskje det utvikler seg til en forbrukerenhet. Det vil være litt som en treningsmåler, men en million ganger kraftigere, i et format som bare vil sitte i bakgrunnen og overvåke helsen. Det er en annen måte å tenke på hvordan det kan komme i forbrukernes hender.»

Redaktørenes anbefalinger

• Apple Watch Ultra er den perfekte smartklokken for kvinner – seriøst
• Jeg fikk endelig en Apple Watch Ultra. Her er 3 måter det overrasket meg på
• Apple Watch Ultras handlingsknapp burde være bedre enn dette
• Jeg trodde jeg ville hate Apple Watch Ultra, men jeg elsker den
• Apple Watch Series 9: nyheter, rykter og hva vi vil se