基于硅光子的光谱仪,助力苹果手表实现无创连续血糖监测?

原创 MEMS 2023-02-24 00:00

苹果(Apple)公司正在进行一项可追溯到史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)时代的“登月式”项目:无创连续血糖监测(noninvasive and continuous blood glucose monitoring),并于近期取得了突破。倘若该项目成功商业化,将成为苹果又一项“史诗级”的功能,引领健康监测行业变革浪潮。

这项被苹果公司称为E5的“血糖监测”秘密工程的目标是测量人体内的葡萄糖含量,但是无需像传统方式那样刺破皮肤获取血液。麦姆斯咨询获悉,近期,苹果名记Mark Gurman在最新报告中称,苹果在无创血糖监测技术取得突破性进展,未来将搭载于Apple Watch智能手表。该技术有助于巩固苹果在医疗保健领域的霸主地位。如果成功,Apple Watch有望成为全球5亿多糖尿病患者的必需品。

据悉,为实现无创连续血糖监测,苹果开发了一种基于硅光子的光谱仪芯片——收集光线照射到皮肤后反射的光学吸收光谱,并与特征光谱进行比对,来确定人体内的葡萄糖浓度。该技术处于可行的“概念验证”阶段,还需要改进以适合可穿戴设备的应用要求。

此前,有消息表示苹果与Rockley Photonics展开合作,计划在Apple Watch上搭载Rockley Photonics独特的生物传感平台,但是Rockley Photonics近期陷入经营困境,并申请破产保护,苹果最终结束了这种合作关系。因此,可以预见苹果最终会采用自研技术。Rockley Photonics平台利用硅光子技术实现了基于拉曼光谱的“片上光谱仪”,旨在通过对多模式生物标志物(例如葡萄糖、乳酸、水合作用、血压和核心体温)进行连续、非侵入式监测,从而彻底改变消费者的健康状况。


Rockley Photonics硅光子生物传感平台:“腕上诊所”


上图展示的Rockley Photonics硅光子生物传感模块中的第一部分为近红外硅光子芯片,尺寸为8mm x 3mm,第二部分为可见光硅光子芯片,第三部分电学接口,第四部分为ASIC和驱动芯片。其中,近红外硅光子芯片不仅能通过微环产生频率梳光源,还能在硅光子芯片上实现片上光谱仪,用于分析经过皮肤反射的拉曼光谱信息,从而获得人体内血糖的浓度。


近红外硅光子芯片实现集成频率梳光源

苹果的血糖监测硅光子芯片在台积电(TSMC)流片,有数百名工程师致力于该项目研发。 据悉,苹果已经花费数亿美元开发这种无创血糖监测技术,并在过去十年中一直在进行人体试验——苹果公司使用了一群患有前驱糖尿病和2型糖尿病的人,以及未被诊断为糖尿病的人。

把镜头拉回到2010年,苹果公司在史蒂夫·乔布斯的领导下收购了RareLight,并开始研究无创血糖监测技术。多年来,苹果一直与Avolante Health公司合作,在一个秘密设施中悄悄开展无创血糖监测项目研发。

Avolonte Health其实有点像是一个苹果公司的幌子,为的就是掩人耳目地进行相关医疗领域的研究,并且将相关成果开展人体试验,一切都是为了保密。

除了史蒂夫·乔布斯付之心血,苹果公司现任CEO蒂姆·库克、COO杰夫·威廉姆斯以及Apple Watch硬件负责人也都参与了该无创血糖监测项目。

苹果希望能够在人们处于糖尿病前期时发出警告,从而在糖尿病发展到成熟之前改变生活方式。苹果的监管团队正在就这项技术获得政府批准进行早期讨论。

即使苹果的无创连续血糖监测技术距离推向市场还有一段距离,但是上述消息发布之后,美国两大医疗公司雅培(Abbott)和德康(Dexcom)的股价已经受到了影响。雅培和德康是美国主流的血糖监测设备提供商。

在苹果无创连续血糖监测技术正式发布之前,我们有必要先学习光谱仪相关知识,积极布局未来的颠覆式技术及产品,以下是3月10日至12日即将举办的“光谱仪及光谱成像”培训课程内容:

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