Lasery i lidar zmieniają sposób, w jaki urządzenia ubieralne monitorują stan zdrowia

„Pomiędzy nami toczy się walka konsumenckie urządzenia do noszenia mierzące Twoje zdrowie i chcących stać się bardziej wyrafinowanymi, a producenci wyrobów medycznych próbują miniaturyzować i wywalczyć sobie drogę do szpitali”.

W ten sposób dr Andrew Rickman, dyrektor generalny firmy Rockley Fotonika, opisał obecny stan branży urządzeń ubieralnych w wywiadzie dla Digital Trends. Firma ma wyjątkową pozycję, aby nie tylko zrozumieć początki technologii konsumenckiej i medycznej w urządzeniach do noszenia do zbieżności, ale także pomóc w urzeczywistnieniu tego celu dzięki unikalnemu i niezwykle dokładnemu nowemu czujnikowi zdrowia technologia.

Rockley, Bioptx i Apple

Możliwe, że nigdy nie słyszałeś o Rockley Photonics, ale na pewno słyszałeś o Apple — jednym z najlepszych klientów Rockley. Rockley produkuje czujniki optyczne i powiązane komponenty dla produktów konsumenckich i branży opieki zdrowotnej, a większość z nich będzie stosowana w urządzeniach do noszenia. Jest zatem prawdopodobne, że istniejąca technologia Rockleya zostanie odnaleziona w

Apple Watch tablica czujników monitorujących stan zdrowia.

W lutym tego roku Rockley ogłosił Bioptx, platformę zaprojektowaną do pomiaru wielu biomarkerów — w tym ciśnienia krwi, tułowia temperatura, mleczan, glukoza i wiele więcej — w jednym czujniku w sposób nieinwazyjny, ciągły i osobisty śledzenie stanu zdrowia. Szczególnie, Z badaniami powiązano także Apple od pewnego czasu wprowadza nieinwazyjne monitorowanie poziomu glukozy i ciśnienia krwi do konsumenckich urządzeń do noszenia.

Ale co sprawia, że ​​platforma opracowana przez Rockleya jest tak wyjątkowa i dlaczego jest tak przełomowa? Rickman wyjaśnił:

„Technologia monitorowania stosowana obecnie w urządzeniach jest bardzo prosta i różnice między urządzeniami konsumenckimi są niewielkie. Tętno mierzone jest za pomocą zielonej diody LED, krew mierzona jest za pomocą kilku innych diod LED, a EKG to elektroda z tyłu urządzenia. Żadna z tych technologii nie jest w żaden sposób zaawansowaną technologią i są one dostępne dla każdego.

„To, co oferujemy, to potężny instrument optyczny, który pozwala na zmniejszenie instrumentu o wartości 100 000 dolarów do chipa za pomocą unikalny proces półprzewodnikowy, niedostępny dla nikogo innego” – kontynuował, opisując nowość firmy technologia. „Ten instrument gromadzi niezwykle bogate dane, które wyodrębniamy w celu pomiaru między innymi nawodnienia, mleczanu i ciśnienia krwi. To jest przełom. Zamiast kilku diod LED i elektrod dodaliśmy instrument mierzący wiele biomarkerów z niespotykaną dotychczas wydajnością i dokładnością”.

Lasery, nie diody

Instrument Rockleya wykorzystuje lasery oparte na fotonice krzemowej do śledzenia biomarkerów, a nie diod LED, i jest to technologia, która nie była wcześniej stosowana w urządzeniach noszonych przez konsumentów. Kiedy słyszysz słowo „lasery”, kuszące jest pomyśleć, że oznacza to snop czerwonego światła wpadający w twoją skórę. Ale to oczywiście nie to. Aby to wyjaśnić, Rickman dokonał porównań z technologią lidarową stosowaną w samochodach autonomicznych, Apple iPad i iPhone oraz w superbezpiecznych systemach odblokowywania twarzy.

„To osobny chip w stosunku do diod LED można zobaczyć w zwykłym urządzeniu do noszeniai zamiast sygnałów elektrycznych wykorzystuje sygnały optyczne” – powiedział Rickman. „Nasz chip wykorzystuje podczerwień i światło lasera przy nieszkodliwym poziomie mocy. Powierzchnia z tyłu urządzenia do noszenia jest mniejsza niż przestrzeń zajmowana przez matrycę LED. Jest on wytwarzany w procesie fotoniki krzemowej, a my musieliśmy opracować zupełnie nowy proces produkcji półprzewodników, który jest prawdopodobnie najbardziej wyrafinowanym na świecie i unikalnym dla nas. Rozwój zajął nam dziewięć lat.”

Dlaczego nie można zastosować zwykłego zielonego lub czerwonego systemu LED? W końcu są one podstawą istniejących urządzeń do noszenia monitorujących stan zdrowia.

„Te długości fal [LED] pięknie wychwytują hemoglobinę” – wyjaśnił Rickman, „ale gdy pomyślimy o poziomie cukru we krwi, mleczanach i innych metabolitach, te diody LED nie mają takiej wydajności. Nie patrzą we właściwą część widma optycznego.

Poręczne śledzenie stanu zdrowia jak nigdy dotąd

Rockley Photonics opisuje swoją platformę jako klinikę na nadgarstku, łączącą wielokrotne pomiary różne biomarkery, których ocena mogła wcześniej wymagać badań krwi, w jeden, niewielki, nieinwazyjny czujnik. Rickman wyjaśnił, dlaczego jest to korzystne.

„Kiedy mierzysz jeden biomarker, otrzymujesz jednowymiarowy obraz osoby, ale kiedy mierzysz 10 biomarkerów razem, co się dzieje? zawarta w tej stosunkowo niewielkiej ilości informacji może reprezentować wiele różnych schorzeń, na jakie może cierpieć dana osoba z."

Dopiero gdy usłyszysz o tym, jak czujnik oparty na fotonice krzemowej mierzy te biomarkery, złożoność staje się jasna.

„Nawilżanie rozumie się poprzez analizę różnicy w sposobie, w jaki skóra wchłania wodę i lipidy w skórze, i to właśnie ten stosunek mierzymy. W spektrum światła dominuje woda, a jej poziom rośnie i spada wraz z nawodnieniem. Do tej pory jedynym innym sposobem uzyskania takiego poziomu szczegółowości było pobranie próbki krwi. Temperatura rdzenia jest jeszcze bardziej zwariowana. Jesteśmy w stanie go zmierzyć inną techniką spektroskopową, gdyż woda w Twoim organizmie na szczęście zmienia swoje właściwości nieznacznie wraz z temperaturą i mierzymy te zmiany za pomocą gradientu, aby uzyskać temperaturę głęboką ciała odczyty.”

W przypadku ciśnienia krwi laser bada „skoki w sygnale” po wykryciu szczytowego tętna, które – w zależności od tego, czy są duże, czy małe – określa, czy ciśnienie krwi jest wysokie, czy niskie. Ujmując to w prosty sposób, brzmi to prosto, ale Rickman stwierdził, że laserowi bardzo trudno jest to dokładnie zmierzyć. Istniejące technologie nie są w stanie dorównać tak bogatemu poziomowi badań sercowo-naczyniowych i dlatego jak dotąd nie uzyskały zgody FDA. Rockley jest obecnie w trakcie uzyskiwania zgody FDA dla swojej platformy.

Co to oznacza dla Ciebie i dla mnie

Technologia czujników i platforma Rockleya to nie science fiction. Wszystko to nadejdzie już wkrótce i chociaż początkowo będzie dostępne za pośrednictwem dedykowanej firmy zajmującej się technologią medyczną, może się to zmienić w niezbyt odległej przyszłości.

„Pierwsze urządzenie wprowadzimy na rynek w czwartym kwartale tego roku” – potwierdził Rickman. „To urządzenie do noszenia przeznaczone dla rynku profesjonalnej opieki zdrowotnej i my je mamy ogłosiliśmy naszego pierwszego klienta, Medtronic, który jest największym na świecie producentem wyrobów medycznych.”

Jednak najbardziej interesuje nas to, co nastąpi później.

„Współpracujemy z sześcioma z 10 największych na świecie firm z branży technologii konsumenckich do noszenia” – Rickman kontynuował: „Pracujemy nad projektami, aby znaleźć sposób na dopasowanie [czujnika] do urządzenia do noszenia urządzenia. Z żadnym z nich nie ogłosiliśmy jeszcze umowy zbiorowej. Mamy nadzieję, że ogłosimy to pod koniec tego roku.

W zgłoszeniu SEC z 2021 rRickman wspomniał o kilku markach elektroniki użytkowej znanych ze smartfonów zainteresowanych technologią czujników. W dokumencie wspomniano także o „długoletniej umowie na rozwój i dostawy” z firmą, która zainwestowała już 70 milionów dolarów w firmę Rockley. Licznyraporty twierdzą, że od 2017 roku Apple zainwestował w Rockley łącznie 70 milionów dolarów w badania i rozwój.

Nie wiadomo, czy platforma Rockley Photonics ostatecznie trafi na Apple Watch, przynajmniej w jakiejś formie, ale zbieżność śledzenia zdrowia konsumentów i monitorowania zdrowia medycznego jest wyraźna. Platforma Rockley może dodać funkcje, które wcześniej były dostępne wyłącznie dla lekarzy, klinik i badań krwi, do zwykłych urządzeń noszonych przez konsumentów. Zdaniem Rickmana nie jest to aż tak daleko powiedziała Stacy Salvi z Movano w niedawnym wywiadzie dla Digital Trends, jego pojawienie się może zmienić wygląd tradycyjnego konsumenckiego urządzenia do noszenia.

„Urządzenia do noszenia, które produkujemy dla firmy Medtronic, nie mają ekranu ani nie informują o tym, jakie są Twoje e-maile. Jest przeznaczony wyłącznie do tej bogatej funkcjonalności” – podsumował Rickman. „Stoi w tle i wykonuje swoją pracę, ale nadal ma pasek, który można wymienić i łatwo go wyczyścić. Być może stanie się to urządzeniem konsumenckim. Będzie to trochę jak tracker fitness, ale milion razy potężniejszy i w formacie, który będzie po prostu monitorował stan zdrowia w tle. To inny sposób myślenia o tym, jak może trafić w ręce konsumentów”.

Zalecenia redaktorów

• Apple Watch Ultra to idealny damski smartwatch – poważnie
• W końcu kupiłem Apple Watch Ultra. Oto 3 sposoby, w jakie mnie to zaskoczyło
• Przycisk akcji Apple Watch Ultra powinien być lepszy
• Myślałem, że znienawidzę Apple Watch Ultra, a jednak go uwielbiam
• Apple Watch Series 9: nowości, plotki i to, co chcemy zobaczyć