Wie Laser und Lidar die Art und Weise verändern, wie Wearables die Gesundheit verfolgen

„Es gibt diesen Kampf zwischen Verbraucher-Wearables, die Ihre Gesundheit messen und immer ausgefeilter werden wollen, und den Medizingeräteunternehmen, die versuchen, sich zu miniaturisieren und sich aus den Krankenhäusern herauszukämpfen.“

So beschrieb Dr. Andrew Rickman, CEO von Rockley Photonics , in einem Interview mit Digital Trends den aktuellen Stand der Wearable-Industrie. Das Unternehmen ist in einer einzigartigen Position, um nicht nur zu verstehen, wie Verbraucher- und Medizintechnik bei Wearables zu konvergieren begonnen haben, sondern auch dazu beizutragen, dies mit einer einzigartigen und unglaublich genauen neuen Gesundheitssensortechnologie Wirklichkeit werden zu lassen.

Rockley, Bioptx und Apple

Es ist möglich, dass Sie noch nie von Rockley Photonics gehört haben, aber Sie haben sicherlich schon von Apple gehört – einem der Top-Kunden von Rockley. Rockley stellt optische Sensoren und verwandte Komponenten für Konsumgüter und die Gesundheitsbranche her, und die meisten werden in Wearables verwendet. Es ist daher wahrscheinlich, dass die vorhandene Rockley-Technologie im Gesundheitsüberwachungssensor-Array der Apple Watch zu finden ist.

Im Februar dieses Jahres kündigte Rockley Bioptx an, eine Plattform, die die Messung mehrerer Biomarker – einschließlich Blutdruck, Körperkerntemperatur, Laktat, Glukose und vielem mehr – in einem einzigen Sensor für nicht-invasive, kontinuierliche und persönliche Gesundheit zusammenführen soll Verfolgung. Bemerkenswert ist, dass Apple seit einiger Zeit auch mit der Forschung in Verbindung gebracht wird, um nicht-invasive Glukoseüberwachung und Blutdrucküberwachung auf Wearables für Verbraucher zu bringen.

Aber was macht die Plattform, die Rockley entwickelt hat, so besonders und warum ist sie so ein Durchbruch? Rickman erklärte:

„Die Überwachungstechnologie in den heute existierenden Geräten ist sehr einfach, und es gibt kaum Unterschiede zwischen Verbrauchergeräten. Ihre Herzfrequenz wird mit einer grünen LED gemessen, Ihr Blut wird mit ein paar anderen LEDs gemessen und ein EKG ist eine Elektrode auf der Rückseite des Geräts. Keine dieser Technologien ist in irgendeiner Weise fortschrittliche Technologie, und sie stehen allen zur Verfügung.“

„Was wir bringen, ist ein leistungsstarkes optisches Instrument, das ein 100.000-Dollar-Instrument auf einen Chip schrumpft und dabei einen einzigartigen Halbleiterprozess verwendet, der niemand anderem zur Verfügung steht“, fuhr er fort und beschrieb die neue Technologie des Unternehmens. „Dieses Instrument sammelt unglaublich umfangreiche Daten, die wir extrahieren, um unter anderem Flüssigkeitszufuhr, Laktat und Blutdruck zu messen. Das ist der Durchbruch. Anstelle von ein paar LEDs und Elektroden haben wir ein Instrument hinzugefügt, das mehrere Biomarker mit einem beispiellosen Leistungs- und Genauigkeitsniveau misst.“

Laser, keine LEDs

Das Instrument von Rockley verwendet Silizium-Photonik-basierte Laser, um Biomarker zu verfolgen, keine LEDs, und es handelt sich um eine Technologie, die noch nie zuvor bei einem tragbaren Verbraucher verwendet wurde. Wenn Sie das Wort „Laser“ hören, ist es verlockend zu glauben, dass damit ein roter Lichtstrahl gemeint ist, der in Ihre Haut strahlt. Aber das ist es natürlich nicht. Um dies zu erklären, zog Rickman Vergleiche mit der Lidar-Technologie, die in autonomen Autos, dem Apple iPad und iPhone und für supersichere Gesichtsentriegelungssysteme verwendet wird.

"Es ist ein separater Chip für die LEDs, die Sie in einem normalen Wearable sehen würden , und anstelle von elektrischen Signalen verwendet er optische Signale", sagte Rickman. „Unser Chip arbeitet mit Infrarot- und Laserlicht bei ungefährlicher Leistung. Der Platzbedarf auf der Rückseite eines Wearables ist kleiner als der Platz, den das LED-Array einnimmt. Es wird mithilfe eines Silizium-Photonik-Prozesses hergestellt, und wir mussten einen völlig neuen Halbleiterherstellungsprozess entwickeln, der wohl der fortschrittlichste der Welt und einzigartig für uns ist. Wir haben neun Jahre gebraucht, um uns zu entwickeln.“

Warum kann kein normales grünes oder rotes LED-System verwendet werden? Schließlich sind sie ein fester Bestandteil bestehender Wearables zur Gesundheitsüberwachung.

„Diese [LED]-Wellenlängen nehmen Hämoglobin wunderbar auf“, erklärte Rickman, „aber wenn Sie an Blutzucker, Laktat und andere Metaboliten denken, haben diese LEDs nicht die Leistung. Sie suchen nicht im richtigen Teil des optischen Spektrums.“

Wearable Health Tracking wie nie zuvor

Rockley Photonics beschreibt seine Plattform als eine Klinik am Handgelenk, die die Messung mehrerer verschiedener Biomarker, von denen viele zuvor möglicherweise Bluttests zur Bewertung erforderten, in einem einzigen, winzigen, nicht-invasiven Sensor zusammenführt. Rickman erklärte, warum dies von Vorteil ist.

„Wenn Sie einen Biomarker messen, erhalten Sie ein eindimensionales Bild einer Person, aber wenn Sie 10 Biomarker zusammen messen, kann das, was in dieser relativ kleinen Informationsmenge enthalten ist, viele verschiedene Erkrankungen darstellen, an denen die Person möglicherweise leidet.“

Wenn man hört, wie der Silizium-Photonik-basierte Sensor diese Biomarker misst, wird die Komplexität deutlich.

„Hydratation wird verstanden, indem der Unterschied analysiert wird, wie Ihre Haut Wasser und die Lipide in Ihrer Haut aufnimmt, und dieses Verhältnis messen wir. Das Lichtspektrum wird von Wasser dominiert, und dieses Niveau steigt und fällt mit Ihrer Flüssigkeitszufuhr. Bisher war die einzige andere Möglichkeit, diese Detailgenauigkeit zu erhalten, die Entnahme einer Blutprobe. Die Kerntemperatur ist noch verrückter. Wir sind in der Lage, sie mit einer anderen spektroskopischen Technik zu messen, da das Wasser in Ihrem Körper glücklicherweise seine Eigenschaften mit der Temperatur leicht ändert, und wir messen diese Änderungen mit einem Gradienten, um uns Messwerte für die Körperkerntemperatur zu geben.“

Für den Blutdruck untersucht der Laser „Beulen im Signal“, nachdem er Spitzenpulsraten gesehen hat, die – je nachdem, ob sie groß oder klein sind – bestimmen, ob der Blutdruck hoch oder niedrig ist. Es klingt einfach so, aber Rickman sagte, es sei sehr schwierig für einen Laser, dies genau zu messen. Vorhandene Technologien können diesem reichhaltigen Niveau der kardiovaskulären Untersuchung nicht gerecht werden und haben daher bisher keine FDA-Zulassung erhalten. Rockley ist derzeit dabei, die FDA-Zulassung für seine Plattform zu erhalten.

Was das für Sie und mich bedeutet

Rockleys Sensortechnologie und -plattform sind keine Science-Fiction. Es kommt alles sehr bald, und obwohl es zunächst über ein spezielles Medizintechnikunternehmen erhältlich sein wird, könnte sich das in nicht allzu ferner Zukunft ändern.

„Wir bringen das erste Gerät im vierten Quartal dieses Jahres auf den Markt“, bestätigte Rickman. „Es handelt sich um ein Wearable, das für den professionellen Gesundheitsmarkt entwickelt wurde, und wir haben unseren ersten Kunden , Medtronic, den weltweit größten Hersteller medizinischer Geräte, bekannt gegeben.“

Was danach kommt, interessiert uns jedoch am meisten.

„Wir arbeiten mit sechs der 10 weltweit führenden Unternehmen für tragbare Verbrauchertechnologie zusammen“, fuhr Rickman fort, „und wir arbeiten an Entwürfen, um einen Weg zu finden, [den Sensor] in ihre tragbaren Geräte einzubauen. Wir haben noch mit keinem von ihnen einen Volumenvertrag angekündigt. Wir werden hoffentlich Ende dieses Jahres eine Ankündigung dazu machen.“

In einer SEC-Anmeldung aus dem Jahr 2021 erwähnte Rickman mehrere für Smartphones bekannte Marken der Unterhaltungselektronik, die an der Sensortechnologie interessiert seien. Das Dokument erwähnt auch eine „langjährige Entwicklungs- und Liefervereinbarung“ mit einem Unternehmen, das bereits 70 Millionen Dollar in Rockley investiert hatte. Zahlreiche Berichte besagen, dass Apple seit 2017 insgesamt 70 Millionen US-Dollar in Rockley für Forschung und Entwicklung investiert hat.

Ob die Plattform von Rockley Photonics es schließlich zumindest in irgendeiner Form auf eine Apple Watch schafft, ist unbekannt, aber die Konvergenz von Consumer Health Tracking und Medical Health Tracking ist klar. Die Plattform von Rockley könnte einem normalen Wearable eine Funktionalität hinzufügen, die zuvor nur von Ärzten, Kliniken und mithilfe von Bluttests verfügbar war. In Rickmans Augen ist es gar nicht so weit weg, und wie Stacy Salvi von Movano kürzlich in einem Digital Trends-Interview sagte , könnte seine Ankunft das Aussehen des traditionellen tragbaren Verbrauchers verändern.

„Die Art von Wearable, die wir für Medtronic produzieren, hat keinen Bildschirm, es sagt Ihnen nicht, was Ihre E-Mails sind. Es ist ausschließlich dieser reichhaltigen Funktionalität gewidmet“, schloss Rickman. „Sie sitzt im Hintergrund und erledigt einfach ihre Arbeit, hat aber immer noch einen Riemen, der gewechselt werden kann, und lässt sich leicht reinigen. Vielleicht entwickelt sich das zu einem Verbrauchergerät. Es wird ein bisschen wie ein Fitness-Tracker sein, aber millionenfach leistungsstärker, in einem Format, das nur im Hintergrund die Gesundheit überwacht. Es ist eine andere Art, darüber nachzudenken, wie es in die Hände der Verbraucher gelangen könnte.“