Χρειάζεστε Γλυκόμετρο; Το Τηλέφωνό Σας Μπορεί Σύντομα Να Είναι η Λύση

Από το Πυξίδα του Τηλεφώνου στο Γλυκόμετρο

Η παρακολούθηση δεικτών υγείας όπως τα επίπεδα γλυκόζης απαιτείται συχνά σε πολλές παθήσεις. Αυτό συνήθως απαιτεί είτε εργαστηριακές εξετάσεις είτε ακριβά εξειδικευμένα ιατρικά συσκευές.

Αυτό μπορεί να αλλάξει χάρη στην επαναχρησιμοποίηση τμημάτων του πλέον πανταχού παρόντος smartphone, σύμφωνα με ένα επιστημονικό άρθρο που δημοσιεύθηκε από ερευνητές του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας στο Μπόλντερ, ΗΠΑ, με τίτλο “Ποσοτική, υψηλής ευαισθησίας μέτρηση υγρών αναλυτών χρησιμοποιώντας την πυξίδα του smartphone.”

Ανακάλυψαν έναν τρόπο να επαναχρησιμοποιήσουν την ενσωματωμένη μαγνητική πυξίδα του smartphone ως ιατρική συσκευή ικανή να μετράει γλυκόζη ή pH.

Αυτή η καινοτόμος προσαρμογή ενός smartphone βασίζεται σε υδρογέλη, ένα πορώδες υλικό που φουσκώνει όταν βυθίζεται στο νερό. Οι ερευνητές Mark Ferris & Gary Zabow δημιούργησαν μια προσαρμοσμένη υδρογέλη με ενσωματωμένα μικροσκοπικά μαγνητικά σωματίδια.

Αυτή η υδρογέλη σχεδιάστηκε ώστε να αντιδρά σε αλλαγές της συγκέντρωσης γλυκόζης ή του pH (οξύτητας) συρρικνώνοντας ή διευρύνοντας. Αυτό επιτεύχθηκε δημιουργώντας 2 στρώματα υδρογέλης, το καθένα αλλάζει μέγεθος με διαφορετικό ρυθμό ως αντίδραση στο pH ή τη γλυκόζη.

Αυτή η αλλαγή μεγέθους μετακινεί τα μαγνητικά σωματίδια πιο κοντά ή πιο μακριά από την πυξίδα του τηλεφώνου, κάτι που μπορεί να μετρηθεί εύκολα από το τηλέφωνο.

Πηγή: NIST

Τanto η γλυκόζη όσο και το pH είναι σημαντικοί δείκτες σε ένα ευρύ φάσμα ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του διαβήτη. Η μέθοδος πέτυχε εντυπωσιακή ευαισθησία, ανιχνεύοντας αλλαγές τόσο μικρές όσο λίγες εκατομμυριοστά του μολ (η επιστημονική μονάδα για έναν συγκεκριμένο αριθμό ατόμων ή μορίων σε μια ουσία), πολύ κάτω από την ακρίβεια που απαιτείται για σωστή διάγνωση.

Η υδρογέλη μπορεί να τοποθετηθεί σε επαφή με το smartphone μέσω ενός απλού πλαστικού κλιπ, και η μεταβολή του μαγνητικού πεδίου μπορεί να μετρηθεί μέσω μιας απλής εφαρμογής. Και το πλαστικό κλιπ θα μπορούσε ακόμη και να εκτυπωθεί σε 3D.

Πηγή: Nature

Κύρια Πλεονεκτήματα των Γλυκόμετρων για Κινητό

Κατά τον εαυτό του, αυτή η μέθοδος μέτρησης δεν παρέχει πιο τεχνικά ακριβή μέτρηση γλυκόζης ή pH. Αλλά προσφέρει μερικά βασικά πλεονεκτήματα:

• Κόστος: Με τα smartphones ήδη διαθέσιμα, η ανάγκη για προσαρμοσμένη εξειδικευμένη ιατρική συσκευή αφαιρείται.
  • Επιπλέον, οι υδρογέλες όπως αυτή που χρησιμοποιείται εδώ είναι φθηνές και εύκολες στην κατασκευή σε μεγάλη κλίμακα. Αυτό θα πρέπει να διατηρήσει το κόστος του «κασετότυπου» μέτρησης γλυκόζης χαμηλό. Ο ερευνητής εκτίμησε το κόστος των υδρογέλης ενεργοποιητών για τη μέτρηση γλυκόζης στα $0.16 και για το pH στα $0.03.
• Επίσης δεν απαιτεί άλλη πηγή ενέργειας, καθιστώντας το ιδανικό εργαλείο μέτρησης σε οποιαδήποτε κατάσταση, από το σπίτι μέχρι το γραφείο κ.λπ.
• Καθώς τα smartphones είναι ήδη εξοπλισμένα με συνδεσιμότητα, μπορούν να μεταδίδουν ιατρικά δεδομένα απευθείας σε γιατρούς ή σε εφαρμογή υγείας, παρέχοντας άμεσα δεδομένα σε ψηφιακά συστήματα υγείας χωρίς επιπλέον κόστος.
• Η εξαιρετική ευαισθησία της μεθόδου μπορεί να επιτρέψει τη χρήση πολύ μικρού δείγματος, καθιστώντας τη μέθοδο μέτρησης λιγότερο επεμβατική.

Συνολικά, αυτό θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά την καθημερινή ζωή εκατομμυρίων ασθενών, ενώ θα βελτιώσει την παρακολούθηση και την ποιότητα των ψηφιακών δεδομένων σχετικά με βασικούς δείκτες υγείας.

Πηγή: Unsplash

Τι Ακολουθεί;

Κανονισμός

Αυτή η καινοτομία πρέπει να μετατραπεί σε μια εύχρηστη μέθοδο μέτρησης γλυκόζης, η οποία θα χρειαστεί να δοκιμαστεί από ιατρικούς επαγγελματίες και να επικυρωθεί από οργανισμούς ασφαλείας υγείας όπως η FDA.

Ενώ αυτό μπορεί να είναι περισσότερο ζήτημα κανονισμού παρά τεχνικό, πιθανότατα θα απαιτήσει χρόνο και χρήματα.

Θα χρειαστεί επίσης να αναπτυχθεί ειδικό λογισμικό και αντίστοιχη εργονομική εφαρμογή που θα μετατρέπει τη μαγνητική μέτρηση σε μέτρηση γλυκόζης, και να επικυρωθεί εξίσου από γιατρούς και ρυθμιστικούς φορείς.

Πηγή: Unsplash

Τέλος, οποιαδήποτε κοινοποίηση των ιατρικών δεδομένων θα πρέπει να γίνεται με τρόπο που να εγγυάται ασφαλή και εμπιστευτική αποθήκευση αυτών των δεδομένων. Οποιαδήποτε ενσωμάτωση με άλλες εφαρμογές παρακολούθησης υγείας ή επικοινωνία με επαγγελματίες υγείας θα αντιμετωπίζει τις ίδιες απαιτήσεις.

Περισσότερες Μετρήσεις Υγείας

Η γλυκόζη και το pH χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη μελέτη ως απόδειξη της έννοιας από τους ερευνητές, αλλά πολλοί άλλοι βιολογικοί δείκτες θα μπορούσαν να μετρηθούν με τον ίδιο τρόπο.

Για παράδειγμα, η εξαιρετικά υψηλή ευαισθησία σημαίνει ότι η γλυκόζη θα μπορούσε επίσης να μετρηθεί στο σάλιο, το οποίο είναι πολύ λιγότερο συγκεντρωμένο από το αίμα. Συνδυασμένα με την ευκολία χρήσης ενός smartphone, αυτό θα έκανε τη μέτρηση πολύ λιγότερο επεμβατική από οποιοδήποτε τρέχον γλυκόμετρο.

Η μέθοδος θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για άλλα μόρια.

Για παράδειγμα, οι ισταμίνες συνήθως μετρώνται με εξειδικευμένη εργαστηριακή ανάλυση και απαιτούν 24ωρη συλλογή ούρων, αλλά θα μπορούσαν να μετρηθούν στο σπίτι μέσω αυτής της νέας μεθόδου.

Αυτό θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί με μια ειδική φόρμουλα υδρογέλης που ενσωματώνει ομάδες δέσμευσης αναλυτών. Αυτό θα μπορούσε να κάνει την υδρογέλη να αντιδρά σε σχετικούς στόχους όπως το νάτριο, το κάλιο, το λακτόνη και τα ένζυμα.

Πηγή: Unsplash

Βελτιωμένος Σχεδιασμός Αισθητήρα Υδρογέλης

Οι διπλοστρωματικές ομοιόμορφες πλάκες υδρογέλης που προτείνονται σε αυτή τη μελέτη είναι μόνο μία από τις επιλογές για το σχεδιασμό ενός εργαλείου μέτρησης με υδρογέλη.

Οι ερευνητές προτείνουν εναλλακτικές όπως «μια κίνηση κάμψης με υδρογέλη στερεωμένη σε δύο άκρα, αντί μόνο σε ένα, μπορεί να ενισχύσει τη σταθερότητα».

Μια περιστροφική κίνηση της υδρογέλης μπορεί να επιτρέψει την αλλαγή της κατεύθυνσης του πεδίου από αρνητική σε θετική, διπλασιάζοντας τη συνολική δυνατή αλλαγή σήματος και αυξάνοντας το δυναμικό εύρος εάν παρακολουθείται ο αριθμός των αλλαγών κατεύθυνσης του πεδίου μεταξύ κάθε 180° στρίψιμου της υδρογέλης ενεργοποιητή.

Η διασφάλιση ότι το σύστημα ανιχνεύει παρεμβολές και μολύνσεις που θα μπορούσαν να διαστρεβλώσουν τη μέτρηση θα είναι επίσης σημαντική.

Η διασφάλιση ότι η υδρογέλη έχει μεγάλη διάρκεια ζωής θα είναι επίσης απαραίτητη για την τελική εμπορική επιτυχία.

Μετατρέποντας τα Τηλέφωνα σε Εργαλεία Χημικής Ανάλυσης

Μια άλλη εφαρμογή αυτής της ανακάλυψης είναι η υπέρβαση της μέτρησης βιολογικών παραμέτρων. Η μέτρηση του pH, για παράδειγμα, είναι χρήσιμη σε δείγμα αίματος, αλλά μπορεί επίσης να είναι χρήσιμη για τη μέτρηση του pH του νερού ή του εδάφους.

Αυτό θα μπορούσε να κάνει το σύστημα μια ισχυρή εναλλακτική λύση στις ταινίες δοκιμής pH που χρησιμοποιούνται για πεδία, προσφέροντας ταυτόχρονα την ακρίβεια μέτρησης ενός χιλιάδων δολαρίων εργαστηριακού μετρητή σε κλάσμα του κόστους.

Η υδρογέλη θα μπορούσε επίσης να σχεδιαστεί ώστε να ανταποκρίνεται σε άλλα χημικά και φυσικά ερεθίσματα όπως το φως, η ιοντική ισχύς και η θερμοκρασία.

Πιθανές εφαρμογές προβλέπονται για την οικιακή ποσοτικοποίηση επιπέδων χημικών ρύπων στο νερό της βρύσης, για δοκιμές τροφίμων άλλων αδιαφανών υγρών όπως χυμός πορτοκαλιού, γάλα, καφές, κρασί ή σούπες, και για περιβαλλοντική ανάλυση, όπως η ανάλυση πιθανώς θολού νερού λίμνης ή ρέματος σε απομακρυσμένες περιοχές.

Ανάγνωση DNA με Βάση το Smartphone;

Στο μέλλον, μπορούμε ακόμη να φανταστούμε υδρογέλη που χρησιμοποιεί προηγμένες τεχνικές στόχευσης, όπως μοριακά αποτυπωμένες πολυμερείς και συμπληρωματικές αλληλουχίες νουκλεϊκών οξέων. Αυτό θα έδινε στην υδρογέλη τη δυνατότητα να αντιδρά σε συγκεκριμένες πρωτεΐνες και αλληλουχίες DNA.

Έτσι τα smartphones θα μπορούσαν να γίνουν ικανά να ανιχνεύουν παθογόνα στον αέρα ή στο νερό, αντικαθιστώντας ακριβά και απορριπτικό τεστ όπως τα τεστ Covid που χρησιμοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια της πανδημίας.

Συνεχής Παρακολούθηση

Αυτή η μελέτη δείχνει πώς τα smartphones και γενικότερα το IoT (Internet of Things) πιθανότατα θα επαναπροσδιορίσουν τον τρόπο με τον οποίο διαχειριζόμαστε τις ιατρικές και χημικές μετρήσεις στο μέλλον.

Κρατάμε συνεχώς στις τσέπες μας μια πολύπλοκη ηλεκτρονική συσκευή με ενσωματωμένα εξαιρετικά ευαίσθητα αναλυτικά εργαλεία, που μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν για νέες εφαρμογές.

Η μέτρηση γλυκόζης πιθανότατα θα είναι μία από τις πρώτες, αλλά μπορούμε εύκολα να φανταστούμε ένα μέλλον όπου θα μπορούσαμε απλώς να βάλουμε μια σταγόνα σάλιο ή να εκπνεύσουμε στο smartphone μας, και αυτό θα μας έδινε βιοχημικά δεδομένα, ανίχνευση παθογόνων, προειδοποίηση ρύπανσης κ.λπ.

Εταιρείες IoT & Αισθητήρων Υγείας

1. Koninklijke Philips N.V.

Η Philips είναι μια γνωστή μάρκα καταναλωτικών μικρών ηλεκτρονικών (ξυριστικές μηχανές, ηλεκτρικές οδοντόβουρτσες), ενεργή εξίσου στον τομέα της υγείας. Ήταν η #1 για καταθέσεις πατεντών MedTech στην Ευρώπη το 2022.

Είναι ενεργή σε συνδεδεμένα ιατρικά προϊόντα, από φορετές συσκευές μέχρι απεικόνιση, αναπνευστήρες ή ιατρικά ρομπότ. Η εταιρεία είναι επίσης ενεργή σε ημιαγωγούς (συμπεριλαμβανομένης της τεχνολογίας maglev) και υψηλής τεχνολογίας/ρομποτική/αυτοματοποίηση.

Τα φορετά της Philips καλύπτουν καρδιακούς, αναπνευστικούς και μετρικούς δείκτες δραστηριότητας. Οι αισθητήρες της μπορούν να ενσωματωθούν σε έξυπνα ρολόγια, παρακολουθητές υγείας, ιατρικές επιθέσεις και ιχνηλάτες δραστηριότητας.

Όσον αφορά τα φορετά, η Philips προτιμά μια λύση συνεργασίας, όπου αναπτύσσει για τρίτους «τα» συνδεδεμένα IoT (Internet of Things) ιατρικά τους συσκευές πλήρως συμβατές με τις υπόλοιπες λύσεις της Philips. Σε αυτό το πλαίσιο, προσφέρει στους πελάτες της πρωτοτυποποίηση, συμβουλές κανονισμών, ολοκληρωμένη ανάπτυξη προϊόντων και παραγωγή βιομηχανικής κλίμακας.

Η εταιρεία επιθυμεί να δημιουργήσει ένα πλήρως ενσωματωμένο ψηφιακό περιβάλλον υγειονομικής περίθαλψης, όπου οι αισθητήρες ταιριάζουν με τις συσκευές, και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσει πολλαπλές λύσεις συνδεσιμότητας για ενσωμάτωση στη λύση Philips HealthSuite Cloud και να επιτρέψει λεπτομερή ανάλυση δεδομένων.

Πηγή: Philips

Επειδή η Philips έχει ιστορικό στην εγκαθίδρυση ευρείας συνεργασίας στη μέτρηση υγείας και στην ενσωμάτωση των δεδομένων σε SaaS υγειονομικής περίθαλψης, θα μπορούσε να βρίσκεται σε ιδανική θέση για την ενσωμάτωση δεδομένων γλυκόζης και pH βασισμένων σε smartphone επίσης.

2. Garmin Ltd.

Η Garmin είναι ηγέτης στα εξωτερικά ηλεκτρονικά, με αρχική προσφορά GPS και εργαλείων πλοήγησης (αυτοκίνητα, ναυτιλία και αεροπλάνα), που τώρα έχει επεκταθεί στην παρακολούθηση φυσικής κατάστασης και υγείας.

Η φυσική κατάσταση αντιπροσωπεύει το 23% των εσόδων της εταιρείας και το 10% του λειτουργικού κέρδους, κυρίως λόγω των έξυπνων ρολογιών. Έχει αποστείλει 15 εκατομμύρια συσκευές το 2022.

Πηγή: Garmin

Η Garmin προσφέρει ένα πλήρες οικοσύστημα δεδομένων υγείας για ερευνητές, βοηθώντας τομείς όπως η έρευνα για τον ύπνο, την κατάθλιψη, τις θεραπείες καρκίνου, την υγεία των γυναικών ή ακόμη και την οδήγηση με υπνηλία.

Η Garmin ίσως να μην είναι τεχνολογικός γίγαντας, αλλά είναι εξαιρετικά εστιασμένη στον εξωτερικό και τον τομέα της φυσικής κατάστασης, δημιουργώντας το ήμισυ των εσόδων της εκτός της πλοήγησης. Αυτός ο τομέας είναι επίσης η κύρια περιοχή ανάπτυξης για την εταιρεία, με το τμήμα να είναι πιθανό να γίνει η κύρια πηγή εσόδων στο μέλλον.

Πιθανότατα οι χρήστες της Garmin που ενδιαφέρονται για την υγεία θα ενδιαφερθούν για την παρακολούθηση περισσότερων παραμέτρων υγείας χάρη στις μετρήσεις με βάση την υδρογέλη.

Αυτό μπορεί να μετατραπεί σε μια ευκαιρία από εταιρείες όπως η Garmin, με 2 διαφορετικούς τρόπους:

• Χρησιμοποιήστε μια προϋπάρχουσα πυξίδα ή ενσωματώστε ένα μαγνητόμετρο στη συσκευή τους για να επιτρέψετε την ενσωμάτωση των μετρήσεων με βάση την υδρογέλη στις συσκευές τους.
• Συνδέστε τις συσκευές τους με το smartphone για να παρέχουν έναν ενσωματωμένο τρόπο προβολής των δεδομένων υγείας τόσο από το smartphone όσο και από τις συσκευές Garmin.

Η φήμη της Garmin για ανθεκτικά, υψηλής ποιότητας και χρήσιμα εξωτερικά προϊόντα μεταφράζεται καλά στον τομέα της φυσικής κατάστασης και της υγείας. Ενδιαφέρον είναι ότι η Garmin ηγείται στο premium τμήμα, με τη μεγαλύτερη μερίδα αγοράς στην τιμή >$500, ξεπερνώντας την Apple εδώ, παρόλο που η Apple συνήθως κυριαρχεί στο υψηλό-τιμολογικό τμήμα των smartphones, υπολογιστών και tablet.