如今，無創(chuàng)測血糖正成為現(xiàn)實。最近，蘋果在無創(chuàng)血糖傳感技術上取得新突破，受到了廣泛關注。據(jù)悉，蘋果在無創(chuàng)血糖方面已經(jīng)有了超過十年的技術投入，目前已經(jīng)可以實現(xiàn)在iPhone大小的設備中實現(xiàn)無創(chuàng)血糖監(jiān)控，有望在未來幾年成熟后加入Apple Watch產(chǎn)品中。
圖源：蘋果官網(wǎng)
毫無疑問，這一信息很快成為可穿戴設備領域的重磅消息。數(shù)年前，可穿戴設備曾掀起了一波“小風口”，但此前可穿戴設備一直推崇的身體健康監(jiān)測功能，一直未取得突破性的進展，或者沒有解決一些健康方面的剛性需求。這也使得“雞肋”的可穿戴設備不溫不火，成為小眾的消費類產(chǎn)品。
但據(jù)透露，蘋果公司最近在這一領域取得了一些重大進展，并認為其最終可以將血糖監(jiān)測技術推向市場。如果此次技術突破得到完善，無疑將是糖尿病患者福音。那么，蘋果此次無創(chuàng)測血糖會改變可穿戴設備這一尷尬的境地嗎?是否能推動未來相關技術應用的新變革?
無創(chuàng)測血糖仍處初期階段
科技改變生活，不用針扎手指，可以隨時隨地精準地測血糖了?至少目前還沒有實現(xiàn)。
2022年底，中國疫情全面放開，讓血氧儀突然爆紅，甚至出現(xiàn)了“一機難求”的缺貨現(xiàn)象。這也使得普通大眾對具有健康監(jiān)測功能的智能手表、手環(huán)等智能可穿戴設備的關注度直線上升。可以說，未來具備健康檢測的可穿戴設備將迎來新的發(fā)展機遇。但與此同時，可穿戴設備產(chǎn)品創(chuàng)新不僅沒有擺脫功能同質(zhì)化的瓶頸，而且相關功能“名不副實”，更沒有形成剛性需求體驗的“護城河”。
最近幾年，很多廠商陸續(xù)推出類似的無創(chuàng)手環(huán)、手表，以及手夾式無創(chuàng)血糖儀。其基本原理是，監(jiān)測皮下液體流動等生理參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)化為熱量數(shù)據(jù)，通過特殊計算直接估算得出血糖值。不過，這一技術原理和真實的血液血糖相差偏大。
由此可見，這個技術原理是否具有創(chuàng)新應用價值需要作進一步的科學分析，但可以確定的是，通過無創(chuàng)檢測血糖的設備得出的血糖數(shù)值都是推測出來的，而非直接測量血液中的葡萄糖實際含量。而無創(chuàng)檢測方式則使用物理方法，其檢測精度欠缺，僅能用于普通人群消費層級的血糖自測，無法滿足血糖患者的精準監(jiān)測需求。因此，預計無創(chuàng)技術短期內(nèi)無法在血糖監(jiān)測醫(yī)療需求層面取代采血方式。
目前比較常見的消費級智能可穿戴設備主要針對普通健身愛好者，通過對運動量、心率、呼吸睡眠、熱量消耗、體脂等健康指征進行監(jiān)測，進而實現(xiàn)自我健康管理。當然，這些智能可穿戴設備可以監(jiān)測一些簡單可獲的數(shù)據(jù)，有一定的參考依據(jù)，但更科學的評估身體健康的手段是去醫(yī)院就診檢測。
對此，三諾生物也表示，目前市場上智能穿戴設備所采用的無創(chuàng)持續(xù)血糖監(jiān)測主要采用物理方式(遠紅外光或者其他光譜)開展，其監(jiān)測準確性短期無法達到有創(chuàng)或者微創(chuàng)的水平，且主要適用于健康人群。無創(chuàng)血糖監(jiān)測未來一段時間內(nèi)還處于從技術到產(chǎn)品的階段，早期的產(chǎn)品將用于健康人群觀察和管理血糖，技術和產(chǎn)品達到一定階段、醫(yī)療領域建立起該產(chǎn)品的醫(yī)學診療標準后，才能很好地應用于血糖監(jiān)測和糖尿病患者。
不過，盡管無創(chuàng)健康監(jiān)測在準確性上還有一定的差距，但這一市場正被越來越多科技巨頭重視。蘋果也是其中之一，很早就將與健康相關的功能納入可穿戴產(chǎn)品功能應用，比如Apple Watch 加入睡眠追蹤功能。
蘋果已布局健康檢測多年
實際上，蘋果的無創(chuàng)血糖監(jiān)測在內(nèi)部研究實際上超過12年，可以追溯到“喬布斯時代”末期和第一款Apple Watch發(fā)布之前的數(shù)年。
據(jù)悉，該項目組屬于蘋果內(nèi)部探索性設計小組(XDG)的一部分研究，有數(shù)百名工程師參與，項目名稱簡稱為“E5”。在成為該小組的研究項目之前，該項目由一家名為Avolonte Health LLC的秘密(Apple投資)初創(chuàng)公司運營。目前，該小組隸屬于蘋果硬件技術團隊，與蘋果傳統(tǒng)部門不同的是，XDG被允許以更大的財務自由來探索一切可能性，他們似乎不需要給出最后的產(chǎn)品，而是將驗證一個想法是否可行作為工作的目標。
不過，經(jīng)過蘋果多年的研發(fā)，無創(chuàng)血糖技術基本上已具有用于健康檢測的可能性。
蘋果的方法使用了一種被稱為硅光子學的芯片技術和光吸收光譜的測量過程。該系統(tǒng)使用激光將特定波長的光發(fā)射到皮膚下方的區(qū)域，那里有間質(zhì)液一一從毛細血管中滲漏出來的物質(zhì)一可以被葡萄糖吸收。然后，光以指示葡萄糖濃度的方式反射回傳感器，再通過算法確定一個人的血糖水平。該系統(tǒng)將依賴于一系列蘋果設計的硅光子芯片和傳感器。
蘋果在過去十年中已經(jīng)在數(shù)百人身上測試了該系統(tǒng)，包括那些沒有糖尿病、精糖尿病前和糖尿病患者，并將其結果與傳統(tǒng)的抽血方法進行了比較。
最近，該項目已經(jīng)進入了“概念驗證”階段。但是，有一個比較大的問題：該無創(chuàng)檢測血糖設備體積比較大。據(jù)悉，無創(chuàng)血糖生物傳感器需要一個微型激光光源。該激光光源的體積要足夠小到能集成到可穿戴設備中，功耗也要足夠低，但是同時其激光發(fā)射功率又不能太小，否則可能無法提供足夠高的信號強度供準確血糖讀出。而體積、能效比、發(fā)射功率三者之間的互相制約成為該技術應用最關鍵的挑戰(zhàn)之一。
除了光源之外，另一個核心挑戰(zhàn)是如何設計無創(chuàng)血糖生物傳感器中的讀出芯片。為了能準確讀出微弱的熒光信號，讀出芯片必須能有高信噪比，同時又能夠過濾激光光源帶來的干擾，而這一切都需要在很小的尺寸內(nèi)實現(xiàn)，這也為芯片設計帶來了很大的挑戰(zhàn)。
因此，該技術短期內(nèi)還無法用于蘋果Apple Watch中。傳聞蘋果的工程師正在研究一個更小的版本，大約是iPhone的大小，可以綁在人的二頭肌上。不過，從商用化的角度，只有將該技術集成到Apple Watch中，即可穿戴設備上，才具有實際意義。
科技巨頭涌入健康檢測
糖尿病是一種常見病、多發(fā)病，也是現(xiàn)代病病種中的第二大殺手，已成為當今世界廣泛關注的嚴重公共衛(wèi)生問題之一。根據(jù)2021年12月6日國際糖尿病聯(lián)盟(IDF)發(fā)布的《全球糖尿病地圖(第10版)》數(shù)據(jù)顯示，2021年全球成年糖尿病患者人數(shù)達到5.37億，折合全球每10個成年人中就有一個患有糖尿病。預計未來幾十年，這一數(shù)字還會繼續(xù)增加。
根據(jù)《中國血糖監(jiān)測臨床應用指南(2021版)》資料顯示，近年來無創(chuàng)葡萄糖監(jiān)測設備紛紛問世，包括采用近紅外、紅外、拉曼等光譜技術，經(jīng)皮透析技術，基于代謝熱及多參數(shù)算法技術，以夾手指、夾耳垂等監(jiān)測方式獲取葡萄糖結果。但只有少數(shù)儀器獲得上市許可。無創(chuàng)葡萄糖監(jiān)測系統(tǒng)的準確度及與血糖數(shù)值變化的延遲性是無創(chuàng)檢測應用面臨的最大挑戰(zhàn)。
事實上，血糖監(jiān)測領域?qū)蚀_度要求極高，但無創(chuàng)血糖儀在其原理上已注定其精確度很難跨越。據(jù)悉，傳統(tǒng)血糖儀和真實血糖的偏離度可達到5%，CGM的偏離度要求在10%之內(nèi)。目前，許多企業(yè)和學術機構一直在研究無需刺穿皮膚即可可靠地測量血糖水平的方法。
同時，隨著人們對自身健康管理的日益重視，智能穿戴也將與健康檢測深度結合起來，催生出一個智慧健康應用新市場。
圖源：ROCHE公司
當前，除了蘋果，包括華為、微軟、谷歌等在內(nèi)的科技巨頭，以及眾多國內(nèi)外眾多初創(chuàng)企業(yè)，均在可穿戴設備領域進行了大量的研發(fā)投入。比如，Google Health AI通過眼部照片篩查疾病，能檢測糖尿病視網(wǎng)膜病變等;微軟通過HoloLens提供心率檢測功能。
據(jù)悉，華為專門成立了運動健康科學實驗室，并將繼續(xù)加大在運動健康領域的投資。自2021年6月開始，榮耀則與阜外醫(yī)院專家團隊合作，開展心臟健康研究項目。此外，榮耀還曾與開設運動健康工程學科的上海交通大學攜手在人體專業(yè)運動生理指標，如運動能力評估、運動能量消耗等方面，共同打造科學運動聯(lián)合實驗室。
華為消費者業(yè)務CEO余承東就曾表示，“智能穿戴產(chǎn)品是一些‘小’產(chǎn)品，但背后卻是關乎消費者如何科學運動和健康生活的‘大’科學。” 而榮耀CEO趙明也表示：“運動健康領域是未來榮耀智慧全場景產(chǎn)品發(fā)展的一個重要方向，也是榮耀未來始終會堅持的一個產(chǎn)業(yè)。”
整體來看，目前智能可穿戴設備健康監(jiān)測的標準與精度，與醫(yī)療專業(yè)用途的設備儀器還存在一定距離，不能替代臨床診斷，但隨著人工智能芯片、大數(shù)據(jù)等技術的進步，其與用戶需求將深度契合與匹配，還將催生出更多的應用場景。但值得關注的是，未來蘋果將無創(chuàng)血糖檢測技術納入可穿戴設備應用功能之中，將為生物傳感器市場注入動力，再次打造出一個全新的產(chǎn)品應用市場。
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