Comment les lasers et le lidar changent la façon dont les appareils portables suivent la santé
"Il y a cette bataille entre les appareils portables grand public mesurant votre santé et voulant devenir plus sophistiqués, et les entreprises de dispositifs médicaux essayant de miniaturiser et de se frayer un chemin hors des hôpitaux."
C'est ainsi que le Dr Andrew Rickman, PDG de Rockley Photonics , a décrit l'état actuel de l'industrie portable dans une interview avec Digital Trends. La société est particulièrement bien placée non seulement pour comprendre comment la technologie grand public et médicale dans les appareils portables a commencé à converger, mais aussi pour aider à en faire une réalité avec une nouvelle technologie de capteur de santé unique et incroyablement précise.
Rockley, Bioptx et Apple
Il est possible que vous n'ayez jamais entendu parler de Rockley Photonics, mais vous avez certainement entendu parler d'Apple, l'un des principaux clients de Rockley. Rockley fabrique des capteurs optiques et des composants connexes pour les produits de consommation et l'industrie de la santé, et la plupart seront utilisés dans les appareils portables. Il est donc probable que la technologie Rockley existante se trouve dans le réseau de capteurs de surveillance de la santé de l'Apple Watch .
En février de cette année, Rockley a annoncé Bioptx , une plate-forme conçue pour intégrer la mesure de plusieurs biomarqueurs – y compris la pression artérielle, la température corporelle centrale, le lactate, le glucose et bien plus encore – dans un seul capteur pour la santé non invasive, continue et personnelle. suivi. Notamment, Apple est également liée à la recherche visant à apporter une surveillance non invasive du glucose et une surveillance de la pression artérielle aux appareils portables grand public depuis un certain temps.
Mais qu'est-ce qui rend la plate-forme développée par Rockley si spéciale, et pourquoi est-ce une telle percée ? Rickman a expliqué :
« La technologie de surveillance des appareils qui existent aujourd'hui est très simple et il y a peu de différenciation entre les appareils grand public. Votre fréquence cardiaque est mesurée avec une LED verte, votre sang est mesuré avec quelques autres LED et un ECG est une électrode à l'arrière de l'appareil. Aucune de ces technologies n'est en aucune façon une technologie avancée, et elles sont accessibles à tous.
"Ce que nous apportons est un instrument optique puissant, rétrécissant un instrument de 100 000 $ sur une puce, utilisant un processus de semi-conducteur unique qui n'est disponible pour personne d'autre", a-t-il poursuivi, décrivant la nouvelle technologie de l'entreprise. "Cet instrument collecte des données incroyablement riches que nous extrayons pour mesurer, entre autres, l'hydratation, le lactate et la pression artérielle. C'est la percée. Au lieu de quelques LED et électrodes, nous avons ajouté un instrument qui mesure plusieurs biomarqueurs avec un niveau de capacité et de précision sans précédent.
Des lasers, pas des LED
L'instrument de Rockley utilise des lasers à base de photonique au silicium pour suivre les biomarqueurs, et non les LED, et c'est une technologie qui n'a jamais été utilisée auparavant sur un appareil portable grand public. Lorsque vous entendez le mot «lasers», il est tentant de penser que cela signifie un faisceau de lumière rouge rayonnant dans votre peau. Mais, bien sûr, ce n'est pas ça. Pour expliquer, Rickman a établi des comparaisons avec la technologie lidar utilisée sur les voitures autonomes, l'iPad et l'iPhone d'Apple, et pour les systèmes de déverrouillage du visage super sécurisés.
"Il s'agit d'une puce distincte des LED que vous verriez dans un appareil portable ordinaire , et au lieu de signaux électriques, elle utilise des signaux optiques", a déclaré Rickman. « Notre puce fonctionne en utilisant la lumière infrarouge et laser à des niveaux de puissance inoffensifs. L'empreinte au dos d'un accessoire portable est plus petite que l'espace occupé par la matrice de LED. Il est fabriqué à l'aide d'un procédé photonique au silicium, et nous devions développer un tout nouveau procédé de fabrication de semi-conducteurs, qui est sans doute le plus sophistiqué au monde et qui nous est propre. Il nous a fallu neuf ans pour nous développer.
Pourquoi ne pas utiliser un système LED vert ou rouge ordinaire ? Après tout, ils sont un incontournable des appareils portables de surveillance de la santé existants.
"Ces longueurs d'onde [LED] captent magnifiquement l'hémoglobine", a expliqué Rickman, "mais quand vous pensez à la glycémie, aux lactates et à d'autres métabolites, ces LED n'ont pas la performance. Ils ne regardent pas dans la bonne partie du spectre optique.
Suivi de santé portable comme jamais auparavant
Rockley Photonics décrit sa plate-forme comme une clinique à votre poignet, rassemblant la mesure de plusieurs biomarqueurs différents, dont beaucoup ont peut-être déjà nécessité des tests sanguins pour être évalués, dans un seul petit capteur non invasif. Rickman a expliqué pourquoi cela est avantageux.
"Lorsque vous mesurez un biomarqueur, vous obtenez une image unidimensionnelle d'une personne, mais lorsque vous mesurez 10 biomarqueurs ensemble, ce qui est contenu dans cette quantité relativement faible d'informations peut représenter de nombreuses conditions différentes dont l'individu peut souffrir."
C'est lorsque vous entendez parler de la façon dont le capteur photonique au silicium mesure ces biomarqueurs que la complexité devient claire.
"L'hydratation est comprise en analysant la différence entre la façon dont votre peau absorbe l'eau et les lipides de votre peau, et c'est ce rapport que nous mesurons. Le spectre de la lumière est dominé par l'eau, et ce niveau monte et descend avec votre hydratation. Jusqu'à présent, le seul autre moyen d'obtenir ce niveau de détail consistait à prélever un échantillon de sang. La température à cœur est encore plus dingue. Nous sommes capables de le mesurer en utilisant une autre technique spectroscopique, car l'eau dans votre corps, heureusement, change légèrement ses propriétés avec la température, et nous mesurons ces changements en utilisant un gradient pour nous donner des lectures de température corporelle centrale.
Pour la tension artérielle, le laser examine les « bosses dans le signal » après avoir détecté les taux de pouls de pointe, qui, selon qu'ils sont grands ou petits, définissent si la pression artérielle est élevée ou basse. Cela semble simple, mais Rickman a déclaré qu'il était très difficile pour un laser de mesurer cela avec précision. Les technologies existantes ne peuvent pas correspondre à ce niveau riche d'examens cardiovasculaires et n'ont donc jusqu'à présent pas obtenu l'approbation de la FDA. Rockley est actuellement en train d'obtenir l'approbation de la FDA pour sa plateforme.
Ce que cela signifie pour vous et moi
La technologie et la plate-forme de capteur de Rockley ne sont pas de la science-fiction. Tout cela arrive très bientôt, et bien qu'il soit initialement disponible via une société de technologie médicale dédiée, cela pourrait changer dans un avenir pas trop lointain.
"Nous lançons le premier appareil au quatrième trimestre de cette année", a confirmé Rickman. "C'est un appareil portable conçu pour le marché des soins de santé professionnels, et nous avons annoncé notre premier client , Medtronic, qui est le plus grand fabricant mondial de dispositifs médicaux."
Cependant, c'est ce qui vient après qui nous intéresse le plus.
"Nous travaillons avec six des 10 plus grandes entreprises de technologies grand public portables au monde", a poursuivi Rickman, "et nous travaillons sur des conceptions pour trouver un moyen d'intégrer [le capteur] dans leurs appareils portables. Nous n'avons encore annoncé de contrat de volume avec aucun d'entre eux. Nous espérons probablement faire une annonce à ce sujet à la fin de cette année.
Dans un dossier déposé auprès de la SEC en 2021 , Rickman a mentionné plusieurs marques d'électronique grand public connues pour les smartphones comme étant intéressées par la technologie des capteurs. Le document mentionne également un "accord de développement et d'approvisionnement de longue date" avec une entreprise qui avait déjà investi 70 millions de dollars avec Rockley. De nombreux rapports ont affirmé qu'Apple avait investi un total de 70 millions de dollars à Rockley pour la recherche et le développement depuis 2017.
On ne sait pas si la plate-forme Rockley Photonics finira par arriver sur une Apple Watch, du moins sous une forme ou une autre, mais la convergence du suivi de la santé des consommateurs et du suivi de la santé médicale est claire. La plate-forme de Rockley pourrait ajouter des fonctionnalités auparavant uniquement disponibles via les médecins, les cliniques et l'utilisation de tests sanguins, à un consommateur normal. Dans l'esprit de Rickman, ce n'est pas si loin, et comme l'a dit Stacy Salvi de Movano dans une récente interview de Digital Trends , son arrivée pourrait changer à quoi ressemble le portable traditionnel du consommateur dans le processus.
« Le type de dispositif portable que nous produisons pour Medtronic n'a pas d'écran, il ne vous dit pas quels sont vos e-mails. Il est purement dédié à cette riche fonctionnalité », a conclu Rickman. « Il est assis à l'arrière-plan pour faire son travail, mais il a toujours une sangle qui peut être changée et il est facile à nettoyer. Peut-être que cela évolue vers un appareil grand public. Ce sera un peu comme un tracker de fitness, mais un million de fois plus puissant, dans un format qui restera juste en arrière-plan pour surveiller la santé. C'est une autre façon de penser à la façon dont il peut arriver entre les mains des consommateurs.