Glikometreye mi ihtiyacınız var? Telefonunuz yakında çözüm olabilir

Telefon Pusulasından Glikometreye

Kan şekeri seviyeleri gibi sağlık ölçümlerinin izlenmesi, birçok sağlık durumunda sıklıkla gereklidir. Bu genellikle laboratuvar testleri veya pahalı özel tıbbi cihazlar gerektirir.

Bu, şu anda yaygın olan akıllı telefonun parçalarının yeniden kullanılmasına dayanan bir bilimsel makale sayesinde değişebilir; ABD Boulder’daki Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nden araştırmacılar tarafından yayınlanan Akıllı telefon pusulası kullanarak sıvı analizörlerin nicel, yüksek duyarlılık ölçümü. başlıklı çalışma.

Araştırmacılar, akıllı telefonun yerleşik manyetik pusulasını glikoz veya pH ölçebilen bir tıbbi cihaz haline getirmenin bir yolunu keşfettiler.

Bu yenilikçi akıllı telefon uyarlaması, suya daldırıldığında şişen gözenekli bir malzeme olan hidrojel üzerine dayanıyor. Araştırmacılar Mark Ferris ve Gary Zabow, içine minik manyetik parçacıklar yerleştirilmiş özel tasarım bir hidrojel oluşturdular.

Bu hidrojel, glikoz konsantrasyonu ya da pH (asitlik) değişikliklerine küçülerek ya da genişleyerek yanıt verecek şekilde tasarlandı. Bunun için iki katmanlı hidrojel oluşturuldu; her katman pH ya da glikoz tepkisine göre farklı bir hızda boyut değiştiriyor.

Bu boyut değişikliği, manyetik parçacıkları telefon pusulasına daha yakın ya da daha uzak konuma getirir; bu da telefon tarafından kolayca ölçülebilir.

Kaynak: NIST

Hem glikoz hem de pH, diyabet dahil olmak üzere geniş bir hastalık yelpazesinde önemli ölçütlerdir. Yöntem, birkaç milyonda bir mol kadar düşük değişiklikleri tespit ederek etkileyici bir duyarlılık sağladı (bilimsel birim, bir madde içindeki belirli sayıdaki atom ya da molekül), bu da doğru bir tanı için gereken hassasiyetin çok altındadır.

Hidrojel, basit bir plastik klips aracılığıyla akıllı telefonla temas ettirilebilir ve manyetik alan değişikliği basit bir uygulama ile ölçülebilir. Ayrıca plastik klips 3D yazıcıyla da üretilebilir.

Kaynak: Nature

Telefon Glikometrelerinin Temel Avantajları

Kendisi, bu ölçüm yöntemi glikoz veya pH için daha teknik olarak doğru bir ölçüm sağlamaz. Ancak birkaç temel avantaj sunar:

• Maliyetler: Akıllı telefonlar zaten mevcut olduğundan, özel bir tıbbi cihaz ihtiyacı ortadan kalkar.
  • Ayrıca, burada kullanılan hidrojel gibi malzemeler ucuz ve ölçekli üretimi kolaydır. Bu, glikoz ölçümü için “kartuş” maliyetini düşük tutmalıdır. Araştırmacı, glikoz ölçümü için hidrojel aktüatörlerinin maliyetini 0,16 $ ve pH için 0,03 $ olarak tahmin etti.
• Başka bir güç kaynağı gerektirmez, bu da evden ofise her ortamda ideal bir ölçüm aracı olmasını sağlar.
• Akıllı telefonlar zaten bağlantı özelliklerine sahip olduğundan, tıbbi verileri doğrudan doktorlara ya da bir sağlık uygulamasına iletebilir, ek maliyet olmadan dijital sağlık sistemlerine doğrudan veri sağlar.
• Yöntemin aşırı duyarlılığı, çok küçük bir örnek kullanılmasına izin verir ve ölçüm yöntemini daha az invaziv hâle getirir.

Tüm bunlar, milyonlarca hastanın günlük yaşamını kökten değiştirebilir ve temel sağlık ölçütleriyle ilgili izleme ve dijital veri kalitesini artırabilir.

Kaynak: Unsplash

Sonraki Adımlar?

Düzenleme

Bu yenilik, tıbbi profesyoneller tarafından test edilmesi ve FDA gibi sağlık güvenliği kurumları tarafından onaylanması gereken, kullanımı kolay bir glikometre ölçüm yöntemine dönüştürülmelidir.

Bu, teknik bir sorundan çok düzenleyici bir soru gibi görünebilir; ancak muhtemelen zaman ve para gerektirecektir.

Manyetik ölçümü glikoz ölçümüne dönüştürebilen özel bir yazılım ve buna uygun ergonomik bir uygulama da geliştirilmek ve doktorlar ile düzenleyici kurumlar tarafından aynı şekilde onaylanmak zorundadır.

Kaynak: Unsplash

Son olarak, tıbbi verilerin paylaşılması, bu verilerin güvenli ve gizli bir şekilde depolanmasını sağlayacak bir yöntemle yapılmalıdır. Diğer sağlık izleme uygulamalarıyla entegrasyon veya sağlık profesyonelleriyle iletişim aynı gereksinimlerle karşılaşacaktır.

Daha Fazla Sağlık Ölçümü

Araştırmacılar bu çalışmada kan şekeri ve pH’ı kavram kanıtı olarak kullandılar, ancak birçok başka biyolojik ölçüt de aynı şekilde ölçülebilir.

Örneğin, son derece yüksek duyarlılık, glikozun kan yerine çok daha düşük konsantrasyona sahip tükürükte de ölçülebileceği anlamına gelir. Akıllı telefonun kullanım kolaylığıyla birleştirildiğinde, bu ölçüm mevcut glikometrelerden çok daha az invaziv olur.

Yöntem, diğer moleküller için de kullanılabilir.

Örneğin, histaminler genellikle karmaşık laboratuvar analizleriyle ölçülür ve 24 saatlik idrar toplama gerektirir, ancak bu yeni yöntemle evde ölçülebilir.

Bu, analizör bağlayıcı gruplarını içeren özel bir hidrojel formülüyle de kullanılabilir. Böylece hidrojel, sodyum, potasyum, laktat ve enzimler gibi ilgili hedeflere yanıt verebilir.

Kaynak: Unsplash

Geliştirilmiş Hidrojel Dedektör Tasarımı

Bu çalışmada önerilen iki katmanlı uniform hidrojel levhalar, hidrojel ölçüm aracı tasarlamanın sadece bir seçeneğidir.

Araştırmacılar, “hidrojeli bir ucunda değil iki ucunda sabitleyen bir burkulma hareketinin stabiliteyi artırabileceği” gibi alternatifler öneriyor.

Hidrojelin bükülme hareketi, alan yönünün negatiften pozitife geçmesini sağlayabilir, bu da toplam sinyal değişimini iki katına çıkarır ve hidrojel aktüatörünün her 180° bükülmesi arasında alan yönünün kaç kez değiştiği izlenirse dinamik aralığı artırır.

Sistemin ölçümü bozabilecek parazit ve kontaminantları tespit ettiğinden emin olmak da önemli olacaktır.

Hidrojelin uzun raf ömrüne sahip olmasını sağlamak da eventual ticari başarı için bir zorunluluk olacaktır.

Telefonları Kimyasal Analiz Araçlarına Dönüştürmek

Bu keşfin bir diğer uygulaması, biyolojik parametrelerin ölçümünün ötesine geçmektir. Örneğin pH ölçümü kan örneğinde faydalı olmakla birlikte, su veya toprak pH’ını ölçmek için de aynı derecede yararlı olabilir.

Bu, sistemin saha pH test çubuklarına güçlü bir alternatif olmasını sağlayabilir; aynı zamanda bin dolarlık tezgah üstü ölçüm cihazının hassasiyetini çok daha düşük bir maliyetle sunar.

Hidrojel, ışık, iyonik güç ve sıcaklık gibi diğer kimyasal ve fiziksel uyarıcılara yanıt verecek şekilde de tasarlanabilir.

Potansiyel uygulamalar, musluk suyundaki kimyasal kirleticilerin evde miktarının belirlenmesi, portakal suyu, süt, kahve, şarap veya çorbalar gibi opak sıvıların gıda testinde, ve uzak bölgelerdeki bulanık göl veya dere suyunun çevresel analizinde kullanılmasını öngörmektedir.

Akıllı Telefon Tabanlı DNA Okuma?

İleride, hidrojelin moleküler olarak kalıplanmış polimerler ve tamamlayıcı nükleik asit dizileri gibi ileri hedefleme tekniklerini kullanmasını hayal edebiliriz. Bu, hidrojelin belirli proteinlere ve DNA dizilerine yanıt verme yeteneği kazandırır.

Böylece akıllı telefonlar, havada veya suda patojenleri tespit edebilecek ve pandemi sırasında kullanılan maliyetli ve atık üreten Covid testleri gibi testlerin yerini alabilecek.

Sürekli İzleme

Bu çalışma, akıllı telefonların ve genel olarak Nesnelerin İnterneti (IoT)’nin gelecekte tıbbi ve kimyasal ölçümleri nasıl devrim niteliğinde değiştireceğini göstermektedir.

Her zaman cebimizde taşıdığımız, içinde son derece hassas analiz araçları bulunan karmaşık bir elektronik cihaz, yeni uygulamalar için yeniden kullanılabilir.

Glikoz ölçümü muhtemelen ilk uygulamalardan biri olacak, ancak sadece bir damla tükürük koyarak ya da akıllı telefonumuza nefes vererek biyokimyasal veri, patojen tespiti, kirlilik uyarısı vb. alabileceğimiz bir gelecek kolayca hayal edilebilir.

IoT ve Sağlık Sensör Şirketleri

1. Koninklijke Philips N.V.

Philips, tıraş makineleri ve elektrikli diş fırçaları gibi küçük tüketici elektroniği ürünleriyle tanınan bir markadır ve sağlık alanında da aktif bir şekilde yer almaktadır. 2022 yılında Avrupa’da MedTech patent başvurularında bir numaraydı.

Giyilebilir cihazlardan görüntüleme sistemlerine, respiratörlerden tıbbi robotlara kadar bağlantılı tıbbi ürünlerde aktiftir. Şirket aynı zamanda yarı iletkenlerde (manyetik levitasyon teknolojisi dahil) ve yüksek teknoloji/robotik/otomasyonda da faaliyet göstermektedir.

Philips’in giyilebilir cihazları kalp, solunum ve aktivite ölçümlerini kapsar. Sensörleri akıllı saatlere, sağlık monitörlerine, tıbbi yamalara ve aktivite takip cihazlarına entegre edilebilir.

Giyilebilir cihazlar konusunda Philips, üçüncü taraflar için “onların” bağlantılı IoT (Nesnelerin İnterneti) tıbbi cihazlarını Philips’in diğer çözümleriyle tam uyumlu şekilde geliştirdiği bir ortaklık çözümünü tercih eder. Bu bağlamda, müşterilerine prototipleme, düzenleyici danışmanlık, uçtan uca ürün geliştirme ve endüstriyel ölçekli üretim hizmetleri sunar.

Şirket, sensörlerin cihazlarla eşleştiği ve çoklu bağlantı çözümleriyle Philips HealthSuite Cloud çözümüne entegre edilerek derin veri analitiği sağlayan tamamen bütünleşik bir dijital sağlık ortamı yaratmak istiyor.

Kaynak: Philips

Philips’in sağlık ölçümünde geniş kapsamlı ortaklıklar kurma ve verileri sağlık SaaS’ına entegre etme geçmişi, akıllı telefon tabanlı glikoz ve pH verilerini entegre etmek için de ideal bir konumda olabileceğini gösteriyor.

2. Garmin Ltd.

Garmin, dış mekan elektroniğinde lider bir firmadır; başlangıçta otomobil, deniz ve uçaklar için GPS ve navigasyon araçları sunarken, şimdi fitness ve sağlık izlemeye genişlemiştir.

Fitness, şirketin gelirlerinin %23’ünü ve işletme gelirinin %10’unu oluşturur; bu büyük ölçüde akıllı saatlerden kaynaklanmaktadır. 2022 yılında 15 milyon cihaz sevk etti.

Kaynak: Garmin

Garmin, araştırmacılar için tam bir sağlık verisi ekosistemi sunar; bu, uyku, depresyon, kanser tedavileri, kadın sağlığı ve hatta uykulu sürüş gibi alanlarda araştırmalara yardımcı olur.

Garmin bir teknoloji devi olmasa da, dış mekan ve fitness odaklıdır; gelirinin yarısı navigasyon dışındadır. Bu sektör, şirketin ana büyüme alanıdır ve gelecekte en büyük gelir kaynağı olma ihtimali en yüksek segmenttir.

Sağlık bilincine sahip Garmin kullanıcılarının, hidrojel tabanlı ölçümler sayesinde daha fazla sağlık parametresini izlemekle ilgilenecekleri muhtemeldir.

Bu, şirketler için iki farklı yolla bir fırsata dönüştürülebilir:

• Mevcut bir pusulayı kullanmak veya cihazlarına bir manyetometre entegre ederek hidrojel tabanlı ölçümlerin cihazlarına dahil edilmesini sağlamak.
• Cihazlarını akıllı telefonla bağlayarak hem akıllı telefon hem de Garmin cihazlarından gelen sağlık verilerini bütünleşik bir şekilde görselleştirmek.

Garmin’in sağlam, yüksek kaliteli ve kullanışlı dış mekan ürünleri konusundaki itibarı, fitness ve sağlık segmentine de iyi yansımaktadır. İlginç bir şekilde, premium segmentte lider konumdadır; >$500 fiyat aralığında en büyük pazar payına sahiptir ve Apple’ (AAPL ) ı burada geride bırakmaktadır; Apple genellikle akıllı telefon, bilgisayar ve tablet gibi yüksek fiyat segmentlerinde hâkim olsa da.