Hälsoriktade bärbara enheter blir alltmer livskraftiga med senaste framstegen

Marknaden för wearables är blomstrande. Globala leveranser av wearables i år har redan nått siffran 560 miljoner hittills. Intäkterna från försäljningen av dessa enheter är på väg att nå 75 miljarder US‑dollar. Den genomsnittliga intäkten per användare (ARPU) för välmåendeenheter är redan över 82,5 US‑dollar. Det faktum att wearables‑ARPU redan är högre än mjölkens ARPU, som kommer att bli 61 US‑dollar år 2029, ger en uppfattning om hur utbredda wearables har blivit i vår nutida värld!

En anledning till att wearables har blivit så populära är deras nytta inom hälso- och sjukvård. De svarar mot det utrymme och den omfattning som skapats av den växande medvetenheten om livsstilshantering och hem‑baserad vård.

De tillgodoser de behov som har utvecklats omkring oss i takt med den ökande medvetenheten om fördelarna med förebyggande hälso‑vård.

Företag världen över investerar i F&U för att tillverka nya lösningar som kan tillgodose behoven hos en stor del av befolkningen i både utvecklade länder och framväxande marknader. I avsnittet nedan diskuterar vi en sådan lösning som har stor potential för utvecklingen av mjuka, lätta, bärbara rörelsesensorer för hälso‑syften.

Utveckling av ett gel‑elektret som kan behålla en stor elektrostatisk laddning stabilt

Ett team av forskare från NIMS, Hokkaido‑universitetet och Meiji Pharmaceutical University har tagit fram ett gel‑elektret som kan behålla en stor elektrostatisk laddning stabilt. Teamet kombinerade sedan detta gel med mycket flexibla elektroder.

Resultatet blev en sensor som kunde uppfatta lågfrekventa vibrationer – som genereras av mänsklig rörelse – och omvandla dem till utspänningssignaler.

Materialmässigt utvecklade forskarteamet ett alkyl‑π‑gel genom att tillsätta en spårmängd av en låg‑molekylvikt‑gelator till en alkyl‑π‑vätska. Tillsatsen möjliggjorde ett gel med ett elastiskt lagringsmodul som var 40 miljoner gånger högre än dess vätskekontrakt. Dessutom uppnådde gel‑elektret som bildades genom att ladda detta gel en 24 % högre laddningsretention jämfört med basmaterialet, tack vare förbättrat inneslutande av elektrostatisk laddning.

När teamet skapade flexibla elektroder med gel‑elektret för att göra en vibrationssensor, kunde den resulterande sensorn uppfatta vibrationer med frekvenser så låga som 17 Hz och omvandla dem till en utspänning på 600 mV – 83 % högre än spänningen som genererades av en sensor baserad på alkyl‑π‑vätskeelektret.

Forskare tror att lösningen de erhöll i slutet av forskningen kan hjälpa till att utveckla bärbara sensorer som kan svara på subtila vibrationer och olika töjningsdeformationer. Det kan dock krävas förbättringar av gel‑elektrets laddningskarakteristik, inklusive dess laddningskapacitet, laddningslivslängd och styrkan hos alkyl‑π‑gelen. Eftersom gelen är återvinningsbar kan den även återanvändas som material för vibrationssensorer i ett försök att förbättra kostnadseffektiviteten i processen.

Precis som denna uppfinning som kan hjälpa till att driva fram utvecklingen av hälso‑wearables, har flera wearables redan underlättat våra dagliga förebyggande hälsoinitiativ i hemmet. I de kommande avsnitten kommer vi att titta på några sådana exempel.

Hur bärbar hälso‑teknik ger individer möjlighet att ta större ansvar för sin hälsa och vård

Forskning som analyserade 1585 unika poster för att förstå påverkan av wearables på framsteg inom hälso‑vård fann att wearables kan ge individer möjlighet genom att assistera med diagnos, beteendeförändring och själv‑övervakning.

Den tog specifikt notis av konsumentprodukter som är kända som välmående‑gadgets, såsom smartklockor från Apple (AAPL ), aktivitets‑trackers från Fitbit och specialiserade medicinska enheter som kan upptäcka elektrolytnivåer och screena blod för cancerceller. I avsnitten nedan kommer vi att titta på några av dessa enheter.

Apple smartklockor

Apple Smartwatches hanterar fitness‑ och hälsoaspekter på de mest engagerande och intuitiva sätten möjliga. Inom fitness spårar den exakt alla de mått man vill se, inklusive hjärtfrekvenszoner, mål för specifika tidsintervaller med en pacer och intervall‑träningsparametrar med anpassade träningspass.

När det gäller hälsa kan klockan generera ett EKG som liknar ett enkel‑lednings‑elektrokardiogram. Den varnar användare om elektrokardiogram och meddelar dem om höga och låga hjärtfrekvenser samt oregelbundna hjärtrytmer.

Klockan hjälper också till att upprätthålla en sömn‑rutin och spåra sömn, vilket gör att ägare kan övervaka tiden som spenderas i REM‑, kärn‑ och djupsömn‑stadier. Dessutom erbjuder dessa smartklockor värdefulla insikter om ens menstruationscykel och mentala hälsa.

Fitbit av Google

Fitbit är både in i bärbara enheter och app‑baserade hälso‑spårningstjänster. Dess fysiska wearables inkluderar smartklockor, trackers och vågar. Fitbit påstår att deras trackers har producerat den mest exakta hjärtfrekvensen hittills. Fitbit Aria Air är en lättanvänd smartvåg som visar ens vikt och synkroniserar den till Fitbit‑appen så att användare kan se sitt BMI och följa trender över tid.

Wearables som upptäcker elektrolytnivåer

Tidsskriften Nature publicerade en omfattande översikt av bärbara svett‑sensorer som möjliggör kontinuerlig, real‑tids, icke‑invasiv detektion av svett‑analyter. Dessa sensorer ger insikter i mänsklig fysiologi på molekylär nivå. Översiktsstudien hävdar att dessa enheter har fått ”betydande uppmärksamhet för sina lovande tillämpningar i personlig hälso‑övervakning”.

De bästa bärbara svett‑sensorerna är elektro‑kemiska sensorer. De erbjuder hög prestanda till låg kostnad, och deras miniaturiseringsfunktioner resulterar i bred tillämpbarhet. Kompatibiliteten för bärbara elektro‑kemiska svett‑sensorer har avancerat avsevärt på senare tid tack vare de senaste utvecklingarna inom mjuk multi‑fluidik, multiplexad biosensorik, energihämtningsenheter, teknik och material.

Bärbara enheter som fångar och avlägsnar tumörceller 

För fem år sedan, år 2019, kom rapporter om en ny bärbar enhet som kunde fånga och avlägsna tumörceller som cirkulerade i blodomloppet. Den blod‑filtreringsgadgeten kunde diagnostisera och möjligen behandla metastatisk cancer hos människor.

När blod som togs från en ven pumpades genom enheten, kunde den fånga tumörceller och pumpa tillbaka blodet i kroppen. Förutom att fungera som en cancer‑behandling som filtrerar bort tumörceller, kunde maskinen även fungera som ett diagnostiskt verktyg genom att uppskatta antalet cirkulerande tumörceller i blodet och hjälpa till att karakterisera tumören de kom från.

Sunitha Nagrath, docent i kemiteknik vid University of Michigan som medförfattade forskningen, sade om wearable‑potentialen:

”Det är en lång väg kvar, men så småningom kan den användas i en situation där patienter med tidig stadium av cancer som genomgår operation [för att avlägsna tumörer] kan bära denna enhet och få så många tumörceller som möjligt bort från sitt blod.”

Medan forskningen kring nya lösningar och teknologier fortsatte, har många företag dykt upp som är specifikt fokuserade på hälso‑wearables.

#1. Stryker

Stryker är ett av världens ledande medicinska teknikföretag. Dess teknik‑baserade medicinska lösningar berör livet för mer än 150 miljoner patienter varje år. Huvudkontoret ligger i Kalamazoo, Michigan, och Stryker har varit verksamt inom med‑tech‑sektorn sedan 1941. Företaget har hållit jämna steg med förändringarna och har uppfunnit många bärbara hälso‑ och vårdhanteringsenheter.

Till exempel är Strykers MotionSense® med OrthoLogIQ® en bärbar fjärr‑terapeutisk övervakningsenhet som hjälper till att vägleda och stärka patienter genom deras återhämtning efter knäledsbyte. Enheten skickar patientens återhämtningsinformation direkt till kirurgen och vårdteamet så att de kan anpassa patientens återhämtning genom att skräddarsy fysiska terapier. De mätvärden som enheten fångar inkluderar smärtskattningar, rörelseomfång, sårbilder, dagliga steg osv.

I januari 2022 meddelade Stryker ett definitivt avtal för att förvärva Vocera Communications. Vid förvärvet av Vocera sade Kevin Lobo, ordförande och VD för Stryker, följande:

”Vocera kommer att hjälpa Stryker att avsevärt påskynda våra digitala ambitioner för att förbättra livet för vårdgivare och patienter.”

Förvärvet av Vocera var verkligen ett avgörande steg för att stärka Strykers ledarskap inom den bärbara hälso‑sektorn. Det var Vocera som introducerade den nya Minibadge, en bärbar, röst‑styrd enhet som möjliggjorde helt hands‑free‑kommunikation för mobila arbetare.

Denna lilla, lätta enhet kunde integreras med flera kliniska och operativa system, vilket utökade kommunikations‑ och samarbetslösningar för frontlinjearbetare inom hälso‑vård och andra kritiska miljöer. För användare erbjöd den extra flexibilitet genom att fungera i samverkan med Voceras smartphone‑appar, vilket gjorde det snabbt och enkelt för användare att växla mellan mobila enheter för att passa deras kommunikationsbehov i stunden.

Enligt dess 2023‑omfattande rapport‑factsheet registrerade Stryker 20,5 miljarder US‑dollar i globala försäljningar och 1,4 miljarder US‑dollar i F&U‑investeringar. Företaget har nästan 13 000 globala patent och betjänar patienter i nästan 75 länder.

#2. Medtronic

Ett annat välkänt med‑tech‑företag som har konsoliderat sin position inom segmentet bärbar hälso‑teknik är Medtronic. En av de mest populära lösningarna som Medtronic har i detta område är BioButton‑multiparameter‑wearable, en medicinsk enhet av hög kvalitet designad för kontinuerlig övervakning av hudtemperatur, vilande andningsfrekvens och vilande hjärtfrekvens, samt ett brett spektrum av andra biometriska data.

Enheten minskar behovet av manuell insamling och dokumentation av vitala tecken, och erbjuder kliniskt handlingsbara notiser utan att orsaka alarm‑trötthet hos användaren. Den har förbättrat patienttillfredsställelsen genom att minimera nattliga kontroller som stör patienter och eliminera behovet av att koppla bort från en säng‑monitor för vissa parametrar.

Enheter som BioButton har större implikationer som går bortom att möta individuella hälso‑behov och tillför värde till samhället. Till exempel kan kontinuerlig fjärr‑patient‑övervakning – via wearables – på den medicinsk‑kirurgiska avdelningen möjliggöra tidigare intervention genom tidigare identifiering av ogynnsamma fysiologiska trender hos patienten.

Det leder till kortare sjukhusvistelser, färre oplanerade intensivvårds‑intag, ett minskat behov av att aktivera snabba responsteam och en minskning av komplikationsfrekvensen. Ur ett ännu bredare perspektiv kan användningen av sådana enheter minska mortaliteten.

Precis som Stryker har även Medtronic antagit oorganiska tillväxtstrategier för att möta behoven av wearable‑driven hälso‑vård. I augusti 2022 gick företaget in i ett strategiskt partnerskap med BioIntelliSense, ett företag för kontinuerlig hälso‑övervakning och klinisk intelligens, för exklusiva amerikanska sjukhus‑ och 30‑dagars post‑akut hem‑till‑hem‑distributionsrättigheter för BioButton.

Medtronic rapporterade FY23 global omsättning på 31,227 miljarder US‑dollar, en minskning med 1,4 % enligt rapporten och en ökning med 2,1 % på organisk basis.

Framtiden för hälsoriktade wearables

Framtiden för hälsoriktade wearables, som tydligt framgår av de stigande marknadsstorleks­talen, ser lovande ut, för att säga det milt. Men för att lösningarna ska bli mer livskraftiga krävs att vissa ytterligare utmaningar övervinns.

Till exempel måste deras data vara så exakt och pålitlig som vetenskapligt möjligt eftersom de hanterar ett så känsligt ämne som mänsklig hälsa och dess behandling.

En annan oro kring dessa enheter är dataskydd och integritet. Dessa enheter samlar in känslig personlig information och måste därför följa de striktaste säkerhetsrutinerna för att säkerställa att data inte hamnar i fel händer.

Dessa enheter är avsedda för kontinuerlig spårning, även när patienterna sover. Lång batteritid är ett brinnande behov för dessa enheter. Tillverkare arbetar dock ständigt med att förbättra batteriteknologin.

För att dessa enheter ska kunna korsa den digitala barriären och bli användbara för alla ekonomiska samhällsskikt måste de bli mer prisvärda, särskilt i länder där institutionell vård, i form av sjukhus och kirurgiska faciliteter, är svår att få tillgång till.

Medan dessa utmaningar kvarstår kommer hälsoriktade wearables att bli alltmer livskraftiga under de kommande dagarna, med sina proaktiva hälso‑hanteringsfördelar, tidig sjukdomsdetektion och förebyggande kapacitet, förbättrade funktioner för kronisk sjukdomshantering samt personaliserade hälso‑vårds‑ och patientengagemangs­faciliteter.

Klicka här för listan över de främsta bärbara hälso‑spårningsföretagen.