Patentes da Apple sugerem tecnologia de monitoramento de glicose não invasiva para Apple Watch

Um pedido de patente publicado na quinta-feira, potencialmente, oferece pistas sobre a solução não invasiva de monitoramento de glicose da Apple, tecnologia de rastreamento de diabetes considerada um “santo graal” da ciência médica.

Publicado pelo Escritório de Marcas e Patentes dos Estados Unidos (USPTO) na quinta-feira, o pedido de patente da Apple para “Arquiteturas de chaves de referência para detecção de substâncias sem contato” detalha métodos pelos quais um dispositivo eletrônico pode ser calibrado para medir a concentração de uma determinada substância em uma determinada amostra.

Mais especificamente, um sistema óptico é configurado para realizar espectroscopia de absorção. A técnica permite a determinação da concentração de uma substância alvo através da aplicação de luz com propriedades conhecidas, como comprimento de onda e energia, a uma amostra. À medida que a luz passa pela amostra, a substância absorve energia em certos comprimentos de onda, fazendo com que as propriedades da luz mudem ao sair.

A comparação da luz transmitida através da amostra com luz de referência permite que um sistema exemplar detecte a absorbância medida, tal como uma perda de intensidade. À medida que a concentração de uma substância dentro de uma amostra aumenta, também aumenta a quantidade de energia que pode ser absorvida.

Além disso, as substâncias exibem “picos de absorção” ou diferenças na sua capacidade de absorver luz em comprimentos de onda específicos, o que significa que cada um deles tem uma assinatura única quando a luz de um valor conhecido é aplicada. Isso é conhecido como impressão digital espectral.

Fonte: USPTO

Como observa a Apple, a técnica tem limitações. Por exemplo, uma dada amostra pode conter múltiplas substâncias ou artefatos espectrais, alguns dos quais podem obscurecer ou degradar a detecção de uma substância de interesse. Além disso, uma substância pode não ser igualmente distribuída por toda a amostra.

Em particular, o aplicativo identifica flutuações, desvios e variações que podem causar problemas de precisão.

A invenção da Apple visa corrigir alguns desses problemas. Entre uma série de refinamentos, o aplicativo detalha um aparelho que incorpora emissores de luz especializados, filtros, divisores de feixe, detectores infravermelhos de comprimento de onda curto (SWIR) e outros componentes para compensar possíveis imprecisões causadas por fatores desconhecidos.

Os divisores de feixe são usados ​​para criar vários caminhos de luz em um exemplo. Um caminho é roteado para uma amostra enquanto outro é direcionado para um dos dois detectores combinados e usado como referência para comparação, reduzindo assim o erro. Outra forma de realização utiliza um detector comum para melhorar ainda mais as leituras inconsistentes resultantes de componentes incompatíveis ou respostas a condições ambientais.

Outros métodos envolvem o uso de múltiplos microópticos dispostos sobre pixels detectores discretos. Esses sistemas medem as propriedades da luz refletida na superfície de uma amostra, como refletividade, índice de refração, densidade, concentração, coeficiente de dispersão, anisotropia de dispersão, absorção e mais para determinar a concentração de uma substância na mesma.

A Apple também menciona técnicas de calibragem constante do sistema para manter um alto grau de precisão.

Embora o documento não especifique quais substâncias podem ser medidas pelo sistema proposto, ele observa que a amostra pode “incluir pelo menos uma parte de um usuário”. O aplicativo confirma os rumores de que a Apple está trabalhando em uma solução não invasiva de monitoramento de glicose para uso no Apple Watch.

O rastreamento da glicose, uma molécula relativamente pequena, na corrente sanguínea de um usuário, usando técnicas de detecção baseadas em luz, limita as opções da Apple. Os métodos científicos existentes para identificar a composição do material da amostra dependem do SWIR e infravermelho de comprimento de onda médio (MWIR), como explicado no relatório da Apple. A tecnologia não foi aplicada com sucesso ao monitoramento da glicose, embora vários pesquisadores estejam tentando encontrar uma solução com uma técnica relacionada chamada espectroscopia Raman.

Ao contrário da espectroscopia de absorção, a espectroscopia Raman, batizada em homenagem ao físico CV Raman, emite luz em uma amostra e mede a luz dispersa. Uma pequena porção de luz espalhada muda de energia devido às interações entre os níveis de energia luminosa e vibracional de uma amostra. Um gráfico da luz deslocada resulta em um espectro Raman que pode ser usado para identificar a impressão digital molecular e, portanto, moléculas de uma substância avaliada.

Uma empresa que tentou trabalhar a espectroscopia Raman em um produto de remessa foi a Medisensor C8. Em 2014, a MIT Technology Review traçou o perfil da empresa agora extinta, observando que tentou usar a técnica em um dispositivo conectado por smartphone que media os níveis de glicose através da pele.

Embora tenha mostrado uma promessa inicial, levantando mais de US $ 60 milhões de empresas como a GE Capital e a GE Healthcare, a C8 não conseguiu produzir um produto funcional. A empresa foi incapaz de superar obstáculos técnicos, como a variabilidade do usuário, segundo o relatório.

A Apple supostamente pegou ex-funcionários do C8 como parte de uma onda de contratação de 2013. Talvez não seja coincidência que o pedido de patente de hoje cubra métodos de coleta e medição de luz dispersa, mesmo que não cite espectroscopia Raman pelo nome.

Rumores de uma solução de monitoramento de açúcar no sangue desenvolvida pela Apple começaram a circular no ano passado , quando relatórios sugeriram que a empresa estava trabalhando em tecnologia não invasiva como um complemento ao Apple Watch. O CEO Tim Cook disse em um momento estar testando pessoalmente um protótipo de tal dispositivo.

Evidência tangível do interesse da Apple na tecnologia chegou na forma de um processo de violação de patente apresentado no início deste ano pela startup de tecnologia de saúde Omni MedSci. O fundador da Omni e CTO, Dr. Mohammed N. Islam, afirma que a Apple o abordou em 2014 para discutir seu hardware de cobertura IP projetado para medir vários parâmetros do sangue de um usuário com sensores baseados em LED.

Islam afirma que o sensor de frequência cardíaca da Apple Watch infringe suas patentes, alegações que são duvidosas na melhor das hipóteses. A Apple apresentou o Apple Watch e seu sensor personalizado três meses depois de representantes da empresa terem se encontrado com o inventor, sugerindo que a tecnologia foi finalizada meses ou anos antes.

Islam e Apple conduziram várias reuniões e continuaram a se corresponder com executivos de alto escalão, incluindo o vice-presidente de marketing de produtos Greg Joswiak até 2016, dois anos depois da estreia da Apple Watch.

Mais interessante do que as alegações de Islam, no entanto, é uma patente declarada que abrange métodos não invasivos de monitoramento dos níveis de glicose no sangue de um paciente.

O pedido de patente da Apple foi registrado pela primeira vez em agosto de 2015 e credita Miikka M. Kangas, Mark Alan Arbore, David I. Simon, Michael J. Bishop, James W. Hillendahl e Robert Chen como seus inventores.

 

Por Mikey Campbell 

 

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