Kailangan mo ba ng Glucometer? Maaaring Maging Solusyon ang Iyong Telepono Sa Hinaharap

Mula sa Kompas ng Telepono Patungo sa Glucometer

Monitoring health metrics like glucose levels is often required in many health conditions. This usually requires either lab tests or expensive dedicated medical devices.

Maaaring magbago ito dahil sa muling paggamit ng mga bahagi ng ngayon laganap na smartphone, ayon sa isang siyentipikong papel na inilathala ng mga mananaliksik sa National Institute of Standards and Technology sa Boulder, USA, na may pamagat na “Quantitative, high-sensitivity measurement of liquid analytes using a smartphone compass.”.

Natuklasan nila ang isang paraan upang muling gamitin ang magnetic compass na nakapaloob sa smartphone bilang isang medikal na aparato na kayang sukatin ang glucose o pH.

Ang makabagong adaptasyong ito ng smartphone ay nakasalalay sa hydrogel, isang porous na materyal na lumalawak kapag inilubog sa tubig. Ang mga mananaliksik na sina Mark Ferris at Gary Zabow ay lumikha ng isang custom-designed na hydrogel na may maliliit na magnetic particle na nakabaon dito.

Ang hydrogel na ito ay dinisenyo upang tumugon sa mga pagbabago sa konsentrasyon ng glucose o pH (asididad) sa pamamagitan ng pag-urong o paglawak. Ginawa ito sa pamamagitan ng paglikha ng 2 patong ng hydrogel, na bawat isa ay nagbabago ng sukat sa ibang bilis bilang tugon sa pH o glucose.

Ang pagbabago ng sukat ay naglilipat ng mga magnetic particle papalapit o palayo sa kompas ng telepono, na madaling masukat ng telepono.

Pinagmulan: NIST

Ang parehong glucose at pH ay mahahalagang metric sa malawak na hanay ng mga sakit, kabilang ang diyabetes. Nakamit ng pamamaraan ang kahanga-hangang sensibilidad, na nakakakita ng mga pagbabago na kasing liit ng ilang milyong bahagi ng isang mole (ang siyentipikong yunit para sa tiyak na bilang ng mga atom o molekula sa isang substansiya), na malayo sa kinakailangang precision para sa wastong diagnosis.

Ang hydrogel ay maaaring ilagay sa pakikipag-ugnayan sa smartphone sa pamamagitan ng isang simpleng plastik na clip‑on, at ang pagbabago ng magnetic field ay maaaring masukat gamit ang isang simpleng app. At ang plastik na clip ay maaari ring i‑3D print.

Pinagmulan: Nature

Pangunahing Kahalihalina ng Phone Glucometers

In itself, this measuring method does not provide a more technically accurate measurement of glucose or pH. But it brings a few key advantages:

• Gastos: Sa pagkakaroon na ng mga smartphone, naaalis ang pangangailangan para sa isang custom na dedikadong medikal na aparato.
  • Bukod pa rito, ang mga hydrogel tulad ng ginamit dito ay mura at madaling gawin sa malakihang produksyon. Dapat nitong panatilihing mababa ang gastos ng “cartridge” para sa pagsukat ng glucose. Tinatayang $0.16 ang gastos ng hydrogel actuator para sa pagsukat ng glucose at $0.03 para sa pH.
• Hindi rin ito nangangailangan ng karagdagang pinagmumulan ng kuryente, kaya’t ito ay perpektong kasangkapan sa anumang sitwasyon, mula sa bahay hanggang opisina, atbp.
• Dahil ang mga smartphone ay may konektibidad na, maaari nilang direktang ipadala ang medikal na datos sa mga doktor o health app, na nagbibigay ng direktang datos sa mga digital na sistema ng kalusugan nang walang karagdagang gastos.
• Ang napakataas na sensibilidad ng pamamaraan ay nagpapahintulot na gumamit ng napakaliit na sample, na ginagawang mas hindi mapanghimasok ang pagsukat.

Sa kabuuan, maaaring baguhin nito nang radikal ang pang-araw-araw na buhay ng milyun‑milyong pasyente, habang pinapabuti ang pagsubaybay at kalidad ng digital na datos tungkol sa mahahalagang metric ng kalusugan.

Pinagmulan: Unsplash

Ano ang Susunod?

Regulasyon

Dapat gawing isang madaling-gamitin na pamamaraan ng pagsukat ng glucometer ang inobasyong ito, na kailangang subukan ng mga propesyonal sa medisina at patunayan ng mga ahensya ng kaligtasan sa kalusugan tulad ng FDA.

Bagaman ito ay maaaring higit na tanong sa regulasyon kaysa teknikal, malamang na kakailanganin nito ng oras at pera.

Kailangan ding bumuo ng dedikadong software at kaakibat na ergonomic na app na kayang i-convert ang magnetic measurement sa pagsukat ng glucose, at dapat itong patunayan ng mga doktor at ahensya ng regulasyon.

Pinagmulan: Unsplash

Sa huli, ang anumang pagbabahagi ng medikal na datos ay kailangang gawin sa paraang nagtitiyak ng ligtas at kumpidensyal na pag-iimbak ng mga ito. Ang anumang integrasyon sa iba pang health monitoring app o pakikipag-ugnayan sa mga propesyonal sa pangangalagang pangkalusugan ay haharap sa parehong mga pangangailangan.

Mas Maraming Sukatan sa Kalusugan

Ginamit ang glucose at pH sa pag-aaral na ito bilang patunay ng konsepto ng mga mananaliksik, ngunit maraming iba pang biyolohikal na metric ang maaaring sukatin sa parehong paraan.

Halimbawa, ang napakataas na sensibilidad ay nangangahulugang maaaring sukatin ang glucose sa laway, na mas mababa ang konsentrasyon kumpara sa dugo. Kapag pinagsama sa kadalian ng paggamit ng smartphone, magiging mas hindi mapanghimasok ang pagsukat kumpara sa anumang kasalukuyang glucometer.

Ang pamamaraan ay maaari ring magamit para sa iba pang mga molekula.

Halimbawa, ang histamine ay karaniwang sinusukat sa pamamagitan ng sopistikadong pagsusuri sa laboratoryo at nangangailangan ng 24‑oras na pagkuha ng ihi, ngunit maaaring masukat sa bahay gamit ang bagong pamamaraang ito.

Maaari rin itong magamit kasama ang isang dedikadong formula ng hydrogel na may kasamang mga grupo ng pag‑ugnay sa analyte. Maaari nitong gawing tumugon ang hydrogel sa mga kaugnay na target tulad ng sodium, potassium, lactate, at mga enzyme.

Pinagmulan: Unsplash

Pinahusay na Disenyo ng Hydrogel Detector

Ang bi‑layer na uniform na slab ng hydrogel na iminungkahi sa pag-aaral na ito ay isa lamang sa mga opsyon para sa pagdidisenyo ng kasangkapang sumusukat gamit ang hydrogel.

Ang mga mananaliksik ay nagmumungkahi ng mga alternatibo tulad ng “isang buckling motion na may hydrogel na nakapako sa dalawang dulo, sa halip na isa lamang, na maaaring magpataas ng katatagan”.

Ang pag‑ikot ng hydrogel ay maaaring magpahintulot sa direksyon ng field na magpalit mula negatibo tungong positibo, na magdodoble ng kabuuang posibleng pagbabago ng signal at magpapalaki ng dynamic range kung susubaybayan ang bilang ng beses na nagbabago ang direksyon ng field sa pagitan ng bawat 180° pag‑ikot ng hydrogel actuator.

Mahalaga rin na matiyak na ang sistema ay nakaka‑detect ng interference at kontaminant na maaaring magpabago sa pagsukat.

Ang pagtiyak na ang hydrogel ay may mahabang shelf life ay magiging kinakailangan din para sa eventual na komersyal na tagumpay.

Pagpapalit ng mga Telepono bilang Mga Kasangkapan sa Pagsusuri ng Kemikal

Isa pang aplikasyon ng pagtuklas na ito ay ang paglabas sa pagsukat ng mga biyolohikal na parameter. Ang pagsukat ng pH, halimbawa, ay kapaki‑pakinabang sa isang sample ng dugo, ngunit kapareho ring kapaki‑pakinabang para sukatin ang pH ng tubig o lupa.

Maaaring gawing makapangyarihang alternatibo ang sistemang ito sa mga pH test strip na ginagamit sa field testing, habang nag‑aalok ng katumpakan ng pagsukat ng isang libong dolyar na benchtop meter sa bahagyang halaga.

Ang hydrogel ay maaari ring idisenyo upang tumugon sa iba pang kemikal at pisikal na stimuli tulad ng liwanag, ionic strength, at temperatura.

Inaasahang mga potensyal na aplikasyon para sa home‑based na pagtantiya ng antas ng kemikal na kontaminante sa tubig ng gripo, para sa pagsusuri ng pagkain ng iba pang malabong likido tulad ng orange juice, gatas, kape, alak, o sopas, at para sa environmental analysis, tulad ng pagsusuri ng posibleng malabong tubig ng lawa o ilog sa mga liblib na lokasyon.

Pagbabasa ng DNA Gamit ang Smartphone?

Sa mas malayong hinaharap, maaari nating maisip na gagamitin ng hydrogel ang mga advanced na teknik sa pagtutok, tulad ng molecularly imprinted polymers at complementary nucleic acid sequences. Magbibigay ito sa hydrogel ng kakayahang tumugon sa mga tiyak na protina at DNA sequence.

Kaya maaaring magamit ang mga smartphone upang matuklasan ang mga pathogen sa hangin o tubig, kapalit ng mamahaling at nagdudulot ng basura na mga pagsusuri tulad ng Covid tests na ginamit noong pandemya.

Patuloy na Pagsubaybay

Ipinapakita ng pag-aaral na ito kung paano ang mga smartphone at pangkalahatang IoT (Internet of Things) ay malamang na magrebolusyon sa paraan ng paghawak natin ng medikal at kemikal na mga pagsukat sa hinaharap.

Lagi nating dala sa ating mga bulsa ang isang komplikadong elektronikong aparato na may built‑in na napaka‑sensitibong analytical tools, na maaaring muling gamitin para sa mga bagong aplikasyon.

Ang pagsukat ng glucose ay malamang na isa sa mga unang ito, ngunit madaling maisip ang isang hinaharap kung saan maaari lamang nating ilagay ang isang patak ng laway o hithitin ang ating smartphone, at magbibigay ito ng biochemical data, pagtuklas ng pathogen, babala sa polusyon, atbp.

Mga Kumpanya ng IoT at Health Sensor

1. Koninklijke Philips N.V.

Ang Philips ay isang kilalang tatak ng maliit na consumer electronics (shavers, electric toothbrushes), na aktibo rin sa healthcare. Ito ay #1 sa pag‑file ng MedTech patent sa Europa noong 2022.

Aktibo ito sa mga konektadong medikal na produkto, mula sa wearables hanggang imaging, respirators, o medical robots. Ang kumpanya ay aktibo rin sa semiconductors (kasama ang maglev technology) at high‑tech/robotics/automation.

Ang mga wearables ng Philips ay sumasaklaw sa cardiac, respiratory, at activity metrics. Ang mga sensor nito ay maaaring i‑integrate sa smartwatches, health monitors, medical patches, at activity trackers.

Tungkol sa wearables, pinapaboran ng Philips ang partnership solution, kung saan nagde‑develop ito para sa mga third party ng “kanilang” konektadong IoT (Internet of Things) na medikal na aparato na ganap na compatible sa iba pang solusyon ng Philips. Sa kontekstong ito, inaalok nito sa mga kliyente ang prototyping, regulatory advising, end‑to‑end product development, at industrial‑scale production.

Nais ng kumpanya na lumikha ng ganap na integrated na digital healthcare environment, kung saan ang mga sensor ay tumutugma sa mga aparato, at gumamit ng maraming connectivity solution upang i‑integrate sa Philips HealthSuite Cloud solution at magbigay ng malalim na data analytics.

Pinagmulan: Philips

Dahil may kasaysayan ang Philips sa pagtatag ng malawak na partnership sa health measurement at pag‑integrate ng datos sa healthcare SaaS, maaari itong maging nasa pangunahing posisyon para sa pag‑integrate ng smartphone‑based na glucose at pH data din.

2. Garmin Ltd.

Ang Garmin ay nangunguna sa outdoor electronics, na unang nag‑alok ng GPS at navigation tools (automobile, marine, at eroplano), na ngayon ay pinalawak sa fitness at health monitoring.

Ang fitness ay kumakatawan sa 23% ng kita ng kumpanya at 10% ng operating income, karamihan ay pinapalakad ng mga smartwatch. Nakapagpadala ito ng 15 milyong aparato noong 2022.

Pinagmulan: Garmin

Nag‑aalok ang Garmin ng buong ecosystem ng health data para sa mga mananaliksik, tumutulong sa mga larangan tulad ng pananaliksik tungkol sa pagtulog, depresyon, paggamot sa kanser, kalusugan ng kababaihan, o kahit pagmamaneho habang inaantok.

Maaaring hindi isang tech giant ang Garmin, ngunit nakatutok ito nang lubusan sa outdoor at fitness na target, na ginagawa ang kalahati ng kita nito bukod sa navigation. Ang sektor na ito ay pangunahing growth area para sa kumpanya, kung saan ang segment na ito ang malamang na maging pangunahing pinagmumulan ng kita sa hinaharap.

Malamang na ang mga health‑conscious na gumagamit ng Garmin ay magiging interesado sa pagsubaybay ng higit pang health parameters dahil sa hydrogel‑based na mga pagsukat.

Maaaring gawing oportunidad ito ng mga kumpanya tulad ng Garmin, sa 2 magkaibang paraan:

• Gamitin ang pre‑existing na kompas o i‑integrate ang magnetometer sa kanilang aparato upang payagan ang hydrogel‑based na mga pagsukat na maisama sa kanilang mga device.
• Ikonekta ang kanilang mga device sa smartphone upang magbigay ng integrated na paraan para ipakita ang health data mula sa parehong smartphone at Garmin device.

Ang reputasyon ng Garmin para sa matibay, mataas na kalidad, at kapaki‑pakinabang na outdoor na produkto ay mahusay na nagko‑convert sa fitness at health segment. Nakakatuwang, nangunguna ito sa premium segment, na may pinakamalaking bahagi ng merkado sa >$500 na price range, na nilalabanan ang Apple dito, sa kabila ng karaniwang dominasyon ng Apple sa high‑price segment ng mga smartphone, computer, at tablet.