Gezondheidsgerichte wearables steeds haalbaarder dankzij recente ontwikkelingen

De markt voor wearables floreert. De wereldwijde verzendingen van wearables dit jaar hebben al de grens van 560 miljoen bereikt tot nu toe. De inkomsten uit de verkoop van deze apparaten naderen US$75 miljard. De gemiddelde opbrengst per gebruiker (ARPU) van welzijnsapparaten bedraagt al meer dan US$82,5. Het feit dat de ARPU van wearables al hoger is dan de ARPU van melk, die in 2029 US$61 zal bedragen, geeft een idee van hoe alomtegenwoordig wearables in onze huidige wereld zijn!

Een reden waarom wearables zo populair zijn geworden, is hun nut in de gezondheidszorg. Ze sluiten aan bij de ruimte en reikwijdte die ontstaan zijn door de groeiende bewustwording over leefstijlbeheer en thuiszorg. 

Het dient de behoeften die zich rond ons hebben ontwikkeld met de groeiende bewustwording van de voordelen van preventieve gezondheidszorg.

Bedrijven wereldwijd investeren in R&D om nieuwe oplossingen te vervaardigen die kunnen inspelen op de behoeften van een groot segment van mensen in ontwikkelde landen en opkomende markten. In het segment hieronder bespreken we zo’n oplossing met groot potentieel voor de ontwikkeling van zachte, lichtgewicht, draagbare bewegingssensoren voor gezondheidszorgdoeleinden. 

Ontwikkeling van een gel‑electret die een grote elektrostatische lading stabiel kan behouden

Een team van onderzoekers van NIMS, de Hokkaido‑universiteit en de Meiji Pharmaceutical University heeft een gel‑electret die een grote elektrostatische lading stabiel kan behouden ontwikkeld. Het team combineerde deze gel vervolgens met zeer flexibele elektroden. 

Het resultaat was een sensor die lage‑frequentie trillingen – zoals die door menselijke bewegingen worden gegenereerd – kon waarnemen en omzetten in uitgangsspanningssignalen.

Wat het materiaal betreft ontwikkelde het onderzoeksteam een alkyl‑π‑gel door een sporenhoeveelheid van een laag‑moleculair‑gewicht gelator toe te voegen aan een alkyl‑π‑vloeistof. Deze toevoeging leverde een gel op waarvan de elastische opslagmodulus 40 miljoen keer groter was dan die van de vloeistof. Bovendien behaalde de gel‑electret, verkregen door deze gel op te laden, een 24 % hogere ladingretentie vergeleken met het basismateriaal, dankzij de verbeterde opsluiting van elektrostatische ladingen.

Toen het team flexibele elektroden met de gel‑electret maakte om een trillingssensor te creëren, kon de resulterende sensor trillingen met frequenties tot 17 Hz waarnemen en omzetten in een uitgangsspanning van 600 mV – 83 % hoger dan de spanning die een op alkyl‑π‑vloeistof‑electret gebaseerde sensor genereert.

Onderzoekers geloven dat de oplossing die ze aan het einde van het onderzoek hebben verkregen, kan helpen bij het ontwikkelen van draagbare sensoren die kunnen reageren op subtiele trillingen en verschillende rekdeformaties. Er is echter mogelijk verbetering nodig in de oplaad‑electret‑eigenschappen van de gel, waaronder de ladingcapaciteit, levensduur van de lading en de sterkte van de alkyl‑π‑gel. Omdat de gel recyclebaar is, kan deze ook opnieuw worden gebruikt als trillingssensormateriaal om de kostenefficiëntie van het proces te verbeteren.

Net als deze uitvinding die de ontwikkeling van gezondheids‑wearables kan bevorderen, hebben verschillende wearables al onze alledaagse preventieve gezondheidsinitiatieven thuis ondersteund. In de komende segmenten zullen we enkele van deze voorbeelden bekijken. 

Hoe draagbare gezondheidstechnologie individuen in staat stelt meer verantwoordelijkheid voor hun gezondheid en zorg te nemen

Onderzoek dat 1585 unieke dossiers onderzocht om de impact van wearables op de vooruitgang van de gezondheidszorg vond dat wearables individuen kunnen versterken door te helpen bij diagnose, gedragsverandering en zelfmonitoring. 

Het merkte specifiek op dat consumentenproducten die bekend staan als wellness‑gadgets, zoals smartwatches van Apple (AAPL ), activiteits trackers van Fitbit, en gespecialiseerde medische apparaten die elektrolytniveaus kunnen detecteren en bloed kunnen screenen op kankercellen, werden genoemd. In de onderstaande segmenten zullen we enkele van deze apparaten bekijken. 

Apple Smartwatches

Apple Smartwatches behandelen de aspecten van fitness en gezondheid op de meest boeiende en intuïtieve manieren. Bij fitness volgt het nauwkeurig alle gewenste meetwaarden, waaronder hartslagzones, het richten op specifieke tijdsdoelen met een tempo‑coach, en interval‑trainingsparameters met aangepaste workouts. 

Wat betreft gezondheid kan het horloge een ECG genereren die vergelijkbaar is met een enkel‑lead elektrocardiogram. Het waarschuwt gebruikers voor elektrocardiogrammen en meldt hoge en lage hartslagwaarden evenals onregelmatige hartritmes.

Het horloge helpt ook bij het behouden van een slaaproutine en het volgen van slaap, waardoor gebruikers de tijd die ze in REM-, kern- en diepe slaapfasen doorbrengen kunnen monitoren. Bovendien bieden deze smartwatches waardevolle inzichten in de menstruatiecyclus en de mentale gezondheid.

Fitbit by Google

Fitbit richt zich zowel op draagbare apparaten en app‑gebaseerde gezondheidsvolgdiensten. Zijn fysieke wearables omvatten smartwatches, trackers en weegschalen. Fitbit beweert dat zijn trackers de meest nauwkeurige hartslag tot nu toe hebben geproduceerd. De Fitbit Aria Air is een gebruiksvriendelijke slimme weegschaal die het gewicht weergeeft en synchroniseert met de Fitbit‑app, zodat gebruikers hun BMI kunnen zien en trends in de loop van de tijd kunnen volgen.

Wearables die elektrolytniveaus detecteren

Het tijdschrift Nature publiceerde een uitgebreid overzicht van draagbare zweet‑sensoren die continue, realtime, niet‑invasieve detectie van zweet‑analyten mogelijk maken. Deze sensoren geven inzicht in de menselijke fysiologie op moleculair niveau. Het onderzoeksoverzicht beweert dat deze apparaten “significante aandacht hebben gekregen voor hun veelbelovende toepassingen in gepersonaliseerde gezondheidsmonitoring.”

De draagbare zweet‑sensoren die het beste werken, omvatten elektrochloorische sensoren. Ze bieden hoge prestaties tegen lage kosten, en hun miniaturisatie‑kenmerken zorgen voor brede toepasbaarheid. De compatibiliteit van draagbare elektrochloorische zweet‑sensoren is recent sterk verbeterd dankzij de nieuwste ontwikkelingen in zachte multi‑fluidics, multiplex‑biosensing, energie‑opwekkende apparaten, technologie en materialen.

Draagbare apparaten die tumorcellen opvangen en verwijderen 

Vijf jaar geleden, in 2019, verschenen er rapporten over een nieuw draagbaar apparaat dat tumorcellen die in de bloedbaan circuleren kon opvangen en verwijderen. Het bloedfilterende apparaat kon metastatische kanker bij mensen diagnosticeren en mogelijk behandelen. 

Wanneer bloed uit een ader door het apparaat werd gepompt, kon het tumorcellen opvangen en het bloed terug in het lichaam pompen. Naast het fungeren als een kankerbehandeling die tumorcellen filtert, kon het apparaat ook dienen als diagnostisch hulpmiddel door het aantal circulerende tumorcellen in de bloedbaan te schatten en te helpen het tumor van herkomst te karakteriseren. 

Sunitha Nagrath, universitair hoofddocent chemische technologie aan de University of Michigan die mede‑auteur van het onderzoek is, zei over het potentieel van het draagbare apparaat:

“Er is nog een lange weg te gaan, maar uiteindelijk zou het kunnen worden gebruikt in een setting waarin patiënten met vroeg‑stadium kanker die een operatie ondergaan [om tumoren te verwijderen] dit apparaat kunnen dragen en zoveel mogelijk tumorcellen uit hun bloed kunnen verwijderen.”

Terwijl onderzoek naar nieuwe oplossingen en technologieën voortduurde, zijn er veel bedrijven ontstaan die zich specifiek richten op gezondheids‑wearables. 

#1. Stryker

Stryker is een van ‘s werelds toonaangevende medische technologiebedrijven. Zijn op technologie gebaseerde medische oplossingen raken jaarlijks het leven van meer dan 150 miljoen patiënten. Met het hoofdkantoor in Kalamazoo, Michigan, is Stryker sinds 1941 actief in de med‑tech sector. Met het tempo van de veranderende tijden heeft het bedrijf vele draagbare gezondheids‑ en zorgmanagementapparaten uitgevonden.

Bijvoorbeeld, Stryker’s MotionSense® met OrthoLogIQ® is een draagbaar remote therapeutisch monitoringsapparaat dat patiënten begeleidt en versterkt tijdens hun herstel na een knie‑vervanging. Het apparaat stuurt herstelinformatie van de patiënt rechtstreeks naar de chirurg en het zorgteam, zodat zij het herstel van de patiënt kunnen personaliseren door fysiotherapie‑oefeningen op maat te maken. De meetwaarden die het apparaat vastlegt omvatten pijnscores, bewegingsbereik, wondfoto’s, dagelijkse stappen, enz.

In januari 2022 kondigde Stryker een definitieve overeenkomst aan om Vocera Communications over te nemen. Tijdens de overname van Vocera zei Kevin Lobo, voorzitter en CEO van Stryker, het volgende:

“Vocera zal Stryker aanzienlijk helpen om onze digitale ambities te versnellen en het leven van zorgverleners en patiënten te verbeteren.”

De overname van Vocera was inderdaad een cruciale stap om Stryker’s leiderschap in de draagbare gezondheidszorg te versterken. Het was Vocera die de nieuwe Minibadge introduceerde, een draagbaar, stem‑aangedreven apparaat dat mobiele werknemers volledig hands‑free laat communiceren.

Dit kleine, lichte apparaat kon integreren met meerdere klinische en operationele systemen, waardoor communicatie‑ en samenwerkingsoplossingen voor front‑line medewerkers in de gezondheidszorg en andere kritieke omgevingen werden uitgebreid. Voor gebruikers bood het extra flexibiliteit doordat het samenwerkte met Vocera‑smartphone‑apps, waardoor het snel en eenvoudig is om tussen mobiele apparaten te schakelen en zo aan de huidige communicatiebehoeften te voldoen.

Volgens het uitgebreide feitenblad van 2023 registreerde Stryker wereldwijde verkopen van US$20,5 miljard en R&D‑investeringen van US$1,4 miljard. Het bedrijf heeft bijna 13.000 wereldwijde patenten op zijn naam en bedient patiënten in bijna 75 landen.

#2. Medtronic

Een ander bekend med‑tech bedrijf dat zijn positie in het draagbare health‑tech segment consolideert, is Medtronic. Een van de populairste oplossingen die Medtronic in dit gebied heeft, is de BioButton multi‑parameter wearable, een medisch apparaat ontworpen voor continue monitoring van vitale tekenen zoals huidtemperatuur, rustademhalingsfrequentie en rusthartslag, naast een breed scala aan andere biometrische gegevens.

Het apparaat vermindert de noodzaak voor handmatige verzameling en documentatie van vitale tekenen, en biedt klinisch bruikbare meldingen zonder alarm‑vermoeidheid bij de gebruiker te veroorzaken. Het heeft de patiënttevredenheid verbeterd door nachtelijke controles die patiënten verstoren te minimaliseren en de noodzaak om van een bedmonitor los te koppelen voor bepaalde parameters te elimineren.

Apparaten zoals BioButton hebben bredere implicaties die verder gaan dan het voldoen aan individuele zorgbehoeften en waarde toevoegen aan de samenleving. Bijvoorbeeld, continue remote patiëntmonitoring – via wearables – op de medisch‑chirurgische afdeling kan vroegere interventie mogelijk maken door vroegtijdige identificatie van ongunstige fysiologische trends bij patiënten.

Dit leidt tot kortere ziekenhuisopnames, minder ongeplande ICU‑opnames, een verminderde noodzaak om rapid‑response‑teams te activeren, en een daling van complicatieratio’s. Vanuit een nog breder perspectief kan het gebruik van dergelijke apparaten de mortaliteit verminderen.

Net als Stryker heeft Medtronic ook anorganische groeistrategieën aangenomen om te voldoen aan de behoeften van door wearables aangedreven gezondheidszorg. In augustus 2022 ging het bedrijf een strategisch partnerschap aan met BioIntelliSense, een bedrijf voor continue gezondheidsmonitoring en klinieke intelligentie, voor de exclusieve Amerikaanse ziekenhuis‑ en 30‑dagen post‑acute ziekenhuis‑naar‑thuis distributierechten van BioButton.

Medtronic meldde FY23 wereldwijde omzet van $31,227 miljard, een daling van 1,4 % zoals gerapporteerd en een stijging van 2,1 % op organische basis.

De toekomst van gezondheidsgerichte wearables

De toekomst van gezondheidsgerichte wearables, zoals blijkt uit de stijgende marktcijfers, ziet er tenminste veelbelovend uit. Echter, om de oplossingen haalbaarder te maken, moeten nog enkele uitdagingen worden overwonnen. 

Bijvoorbeeld, de gegevens moeten zo nauwkeurig en betrouwbaar mogelijk zijn, aangezien ze gaan over een onderwerp zo gevoelig als de menselijke gezondheid en genezing.

Een andere zorg met betrekking tot deze apparaten is gegevensbeveiliging en privacy. Deze apparaten verzamelen gevoelige persoonlijke informatie en moeten daarom de strengste beveiligingspraktijken volgen om te garanderen dat de gegevens niet in de verkeerde handen vallen.

Deze apparaten zijn bedoeld voor continue tracking, zelfs wanneer patiënten slapen. Een lange batterijduur is een dringende behoefte voor deze apparaten. Fabrikanten werken echter voortdurend aan het verbeteren van batterijtechnologie.

Om deze apparaten de digitale barrière te laten overschrijden en nuttig te worden voor elke economische laag van de samenleving, moeten ze betaalbaarder worden, vooral in landen waar institutionele zorg, zoals ziekenhuizen en chirurgische faciliteiten, moeilijk toegankelijk is.

Hoewel deze uitdagingen blijven bestaan, zullen gezondheidsgerichte wearables in de komende dagen steeds haalbaarder worden, dankzij hun proactieve gezondheidsmanagementvoordelen, mogelijkheden voor vroege ziekte‑detectie en preventie, verbeterde functies voor chronische ziekte‑beheer, en gepersonaliseerde gezondheidszorg‑ en patiëntbetrokkenheidsfaciliteiten.

Klik hier voor de lijst van toonaangevende bedrijven voor draagbare gezondheids‑tracking.