Membutuhkan Glukometer? Ponsel Anda Mungkin Segera Menjadi Solusinya

Dari Kompas Ponsel Hingga Glukometer

Pemantauan metrik kesehatan seperti kadar glukosa sering kali diperlukan dalam banyak kondisi kesehatan. Hal ini biasanya memerlukan tes laboratorium atau peralatan medis khusus yang mahal.

Hal ini mungkin berubah berkat penggunaan kembali bagian-bagian ponsel pintar yang kini ada di mana-mana, menurut sebuah makalah ilmiah yang diterbitkan oleh para peneliti di National Institute of Standards and Technology di Boulder, AS, berjudul “Pengukuran analit cair kuantitatif dan sensitivitas tinggi menggunakan kompas ponsel pintar."

Mereka menemukan cara untuk menggunakan kembali kompas magnetik yang ada di dalam ponsel pintar menjadi perangkat medis yang mampu mengukur glukosa atau pH.

Adaptasi smartphone inovatif ini mengandalkan hidrogel, bahan berpori yang membengkak saat direndam dalam air. Peneliti Mark Ferris & Gary Zabow menciptakan hidrogel desain khusus dengan partikel magnetik kecil yang tertanam di dalamnya.

Hidrogel ini dirancang agar dapat bereaksi terhadap perubahan konsentrasi glukosa atau pH (keasaman) dengan cara menyusut atau membesar. Hal ini dilakukan dengan membuat 2 lapisan hidrogel, masing-masing berubah ukurannya dengan kecepatan berbeda sebagai respons terhadap pH atau glukosa.

Perubahan ukuran ini membuat partikel magnet semakin dekat atau menjauh dari kompas ponsel, sehingga dapat diukur dengan mudah melalui ponsel.

Sumber: NIST

Glukosa dan pH merupakan metrik penting dalam beragam penyakit, termasuk diabetes. Metode ini mencapai sensitivitas yang mengesankan, dengan deteksi perubahan serendah beberapa sepersejuta mol (satuan ilmiah untuk sejumlah atom atau molekul dalam suatu zat), jauh di bawah presisi yang diperlukan untuk diagnosis yang tepat.

Hidrogel dapat dikontakkan dengan smartphone melalui klip plastik sederhana, dan variasi medan magnet dapat diukur melalui aplikasi sederhana. Dan klip plastiknya bahkan bisa jadi 3D dicetak.

Sumber: Alam

Keuntungan Utama Glukometer Telepon

Metode pengukuran ini sendiri tidak memberikan pengukuran glukosa atau pH yang lebih akurat secara teknis. Namun ini membawa beberapa keuntungan utama:

• Biaya: Dengan tersedianya ponsel pintar, kebutuhan akan perangkat medis khusus dapat dihilangkan.
  • Selain itu, hidrogel seperti yang digunakan di sini tidak mahal dan mudah dibuat dalam skala besar. Hal ini akan menjaga biaya “kartrid” untuk mengukur glukosa tetap rendah. Peneliti memperkirakan biaya aktuator hidrogel untuk pengukuran glukosa sebesar $0.16 dan untuk pH sebesar $0.03.
• Alat ini juga tidak memerlukan sumber listrik lain, menjadikannya alat pengukuran yang ideal dalam situasi apa pun, dari rumah hingga kantor, dll.
• Karena ponsel pintar sudah dilengkapi dengan konektivitas, mereka dapat mengkomunikasikan data medis langsung ke dokter atau aplikasi kesehatan, menyediakan data langsung ke sistem kesehatan digital tanpa biaya tambahan.
• Sensitivitas ekstrem dari metode ini memungkinkan penggunaan sampel yang sangat kecil, sehingga metode pengukuran menjadi kurang invasif.

Secara keseluruhan, hal ini dapat mengubah kehidupan sehari-hari jutaan pasien secara radikal, sekaligus meningkatkan pemantauan dan kualitas data digital tentang metrik kesehatan utama.

Sumber: Unsplash

Apa Selanjutnya?

Regulasi

Inovasi ini harus diubah menjadi metode pengukuran glukometer yang mudah digunakan, yang perlu diuji oleh profesional medis dan divalidasi oleh lembaga keselamatan kesehatan seperti FDA.

Meskipun hal ini mungkin lebih merupakan pertanyaan regulasi dibandingkan pertanyaan teknis, hal ini mungkin memerlukan waktu dan uang.

Perangkat lunak khusus dan aplikasi ergonomis terkait yang mampu mengubah pengukuran magnetik menjadi pengukuran glukosa juga perlu dikembangkan dan divalidasi secara setara oleh dokter dan badan pengatur.

Sumber: Unsplash

Yang terakhir, pembagian data medis apa pun perlu dilakukan dengan cara yang menjamin penyimpanan data tersebut aman dan rahasia. Integrasi apa pun dengan aplikasi pemantauan kesehatan lain atau komunikasi dengan profesional kesehatan akan menghadapi persyaratan yang sama.

Lebih Banyak Pengukuran Kesehatan

Glukosa dan pH digunakan dalam penelitian ini sebagai bukti konsep oleh para peneliti, namun banyak metrik biologis lainnya dapat diukur dengan cara yang sama.

Misalnya, sensitivitas yang sangat tinggi berarti bahwa glukosa juga dapat diukur dalam air liur, yang konsentrasinya jauh lebih sedikit dibandingkan di darah. Dikombinasikan dengan kemudahan penggunaan ponsel pintar, hal ini akan membuat pengukuran menjadi jauh lebih tidak invasif dibandingkan glukometer mana pun saat ini.

Metode ini juga dapat digunakan untuk molekul lain.

Misalnya, histamin biasanya diukur dengan analisis laboratorium yang canggih dan memerlukan pengumpulan urin 24 jam, namun dapat diukur di rumah melalui metode barunya.

Ini juga dapat digunakan dengan formula hidrogel khusus yang menggabungkan kelompok pengikat analit. Hal ini dapat membuat hidrogel bereaksi terhadap target yang relevan seperti natrium, kalium, laktat, dan enzim.

Sumber: Unsplash

Desain Detektor Hidrogel yang Ditingkatkan

Pelat hidrogel seragam dua lapis yang diusulkan dalam penelitian ini hanyalah salah satu pilihan untuk merancang alat ukur hidrogel.

Para peneliti mengusulkan alternatif seperti “gerakan tekuk dengan hidrogel yang disematkan pada dua ujung, bukan hanya pada satu ujung, dapat meningkatkan stabilitas”.

Gerakan memutar hidrogel memungkinkan arah medan beralih dari negatif ke positif, menggandakan total kemungkinan perubahan sinyal dan meningkatkan rentang dinamis jika berapa kali arah medan beralih di antara setiap putaran 180° aktuator hidrogel dilacak.

Memastikan bahwa sistem mendeteksi gangguan dan kontaminan yang dapat mengganggu pengukuran juga penting.

Memastikan bahwa hidrogel memiliki umur simpan yang lama juga merupakan suatu keharusan untuk kesuksesan komersial pada akhirnya.

Mengubah Ponsel Menjadi Alat Analisis Kimia

Penerapan lain dari penemuan ini lebih dari sekadar mengukur parameter biologis. Pengukuran pH misalnya berguna dalam sampel darah, namun juga berguna untuk mengukur pH air atau tanah.

Hal ini dapat menjadikan sistem ini sebagai alternatif yang ampuh dibandingkan strip uji pH yang digunakan untuk pengujian pH lapangan, sekaligus menawarkan presisi pengukuran sebesar meteran benchtop seharga ribuan dolar dengan biaya yang lebih murah.

Hidrogel juga dapat dirancang untuk merespons rangsangan kimia dan fisik lainnya seperti cahaya, kekuatan ionik, dan suhu.

Penerapan potensial diharapkan dapat dilakukan untuk penghitungan tingkat kontaminan kimia dalam air keran di rumah, untuk pengujian makanan terhadap cairan buram lainnya seperti jus jeruk, susu, kopi, anggur, atau sup, dan untuk analisis lingkungan, seperti untuk menganalisis kemungkinan danau keruh. atau mengalirkan air di lokasi terpencil.

Pembacaan DNA Berbasis Smartphone?

Lebih jauh lagi, kita bahkan dapat membayangkan hidrogel menggunakan teknik penargetan yang canggih, seperti polimer yang dicetak secara molekuler dan rangkaian asam nukleat komplementer. Ini akan memberi hidrogel kemampuan untuk bereaksi terhadap protein dan rangkaian DNA tertentu.

Jadi ponsel pintar kemudian bisa mendeteksi patogen di udara atau air, menggantikan tes yang mahal dan menghasilkan limbah seperti tes Covid yang digunakan selama pandemi.

Pemantauan Berkelanjutan

Studi ini menggambarkan bagaimana ponsel pintar dan IoT (Internet of Things) secara keseluruhan kemungkinan akan merevolusi cara kita menangani pengukuran medis dan kimia di masa depan.

Kami selalu membawa di saku kami perangkat elektronik kompleks yang sudah dilengkapi dengan alat analisis yang sangat sensitif, yang dapat digunakan kembali untuk aplikasi baru.

Pengukuran glukosa kemungkinan besar akan menjadi salah satu hal yang pertama kali dilakukan, namun kita dapat dengan mudah membayangkan masa depan di mana kita cukup menaruh setetes air liur atau bernapas di ponsel pintar kita, dan hal ini akan memberikan kita data biokimia, deteksi patogen, peringatan polusi, dan lain-lain. .

Perusahaan IoT & Sensor Kesehatan

1. Koninklijke Philips NV

Philips adalah merek konsumen elektronik kecil yang terkenal (alat cukur, sikat gigi elektrik), yang juga aktif di bidang perawatan kesehatan. Itu adalah pengajuan paten MedTech #1 di Eropa pada tahun 2022.

Perusahaan ini aktif dalam produk medis yang terhubung, mulai dari perangkat yang dapat dikenakan hingga pencitraan, respirator, atau robot medis. Perusahaan ini juga aktif di bidang semikonduktor (termasuk teknologi maglev) dan teknologi tinggi/robotika/otomasi.

Produk wearable Philips mencakup metrik jantung, pernapasan, dan aktivitas. Sensornya dapat diintegrasikan ke dalam jam tangan pintar, monitor kesehatan, patch medis, dan pelacak aktivitas.

Mengenai perangkat yang dapat dikenakan, Philips lebih menyukai solusi kemitraan, di mana Philips mengembangkan perangkat medis IoT (Internet of Things) terhubung untuk pihak ketiga yang sepenuhnya kompatibel dengan solusi Philips lainnya. Dalam konteks tersebut, Philips menawarkan pembuatan prototipe, konsultasi regulasi, pengembangan produk menyeluruh, dan produksi skala industri kepada kliennya.

Perusahaan ingin menciptakan lingkungan layanan kesehatan digital yang sepenuhnya terintegrasi, di mana sensor mencocokkan perangkat, dan kemudian menggunakan beberapa solusi konektivitas untuk diintegrasikan ke dalam solusi Philips HealthSuite Cloud dan memungkinkan analisis data yang mendalam.

Sumber: Philips

Karena Philips memiliki sejarah dalam membangun kemitraan luas dalam pengukuran kesehatan dan mengintegrasikan data ke dalam SaaS layanan kesehatan, Philips juga bisa berada di posisi utama untuk mengintegrasikan data glukosa dan pH berbasis ponsel pintar.

2. Garmin Ltd.

Garmin adalah pemimpin dalam bidang elektronik luar ruangan, dengan penawaran awal GPS dan alat navigasi (mobil, kelautan, dan pesawat), kini diperluas ke pemantauan kebugaran dan kesehatan.

Kebugaran menyumbang 23% pendapatan perusahaan dan 10% laba operasional, sebagian besar didorong oleh jam tangan pintar. Perusahaan telah mengirimkan 15 juta perangkat pada tahun 2022.

Sumber: Garmin

Penawaran Garmin ekosistem data kesehatan yang lengkap untuk para peneliti, membantu bidang seperti penelitian tentang tidur, depresi, perawatan kanker, kesehatan perempuan, atau bahkan mengemudi mengantuk.

Garmin mungkin bukan raksasa teknologi, tetapi mereka sangat fokus pada target aktivitas luar ruangan dan kebugaran, sehingga menghasilkan setengah dari pendapatannya selain navigasi. Sektor ini juga menjadi area pertumbuhan utama bagi perusahaan, dan segmen tersebut kemungkinan besar akan menjadi sumber pendapatan utama di masa depan.

Pengguna Garmin yang sadar kesehatan kemungkinan besar akan tertarik untuk memantau lebih banyak parameter kesehatan berkat pengukuran berbasis hidrogel.

Hal ini dapat diubah menjadi peluang oleh perusahaan seperti Garmin, dengan 2 cara berbeda:

• Gunakan kompas yang sudah ada atau integrasikan magnetometer ke dalam perangkat mereka agar pengukuran berbasis hidrogel dapat diintegrasikan ke dalam perangkat mereka.
• Hubungkan perangkat mereka ke ponsel cerdas untuk menyediakan cara terintegrasi dalam memvisualisasikan data kesehatan dari ponsel cerdas dan perangkat Garmin.

Reputasi Garmin atas produk luar ruangan yang kokoh, berkualitas tinggi, dan bermanfaat berubah dengan baik ke dalam segmen kebugaran dan kesehatan. Menariknya, itu memimpin di segmen premium, dengan pangsa pasar terbesar di kisaran harga >$500, mengalahkan Apple di sini, meskipun Apple biasanya mendominasi segmen ponsel pintar, komputer, dan tablet dengan harga tinggi.