ウェアラブルはCOVID-19をターゲットにしています

COVID-19は引き続きヘッドラインを支配しており、最も目に見える影響を受ける業界の1つはプロスポーツです。 7月にバスケットボールが単独でアクションに戻ったとき、NBAとWNBAは、オウラリングを使用して健康状態を監視するオプションをプレーヤーに提供しました。スマートリングは、そのメーカーによると、90％の精度で最大3日前までにCOVID-19症状の発症を予測することができます。

ウェストバージニア大学のロックフェラー神経科学研究所によって開発されたリングのソフトウェアプラットフォームは、人工知能ベースのモデルを使用して、リングに埋め込まれスマートフォンアプリに保存されたセンサーによって収集された生理学的データに基づいて、プレーヤーが気分が悪くなる時期を予測します。具体的には、リングは、心拍数、心拍変動、および呼吸数を決定するために使用される脈拍数データを収集します。リングは、体温データ、手の動きのデータ、およびタイムスタンプも収集します。このデータは、スマートフォンアプリを介してAIプラットフォームにダウンロードされ、分析されます。

この情報を収集するために、体温センサーと加速度計に加えて、Oura Ringには、医療機器や手首のウェアラブルで長年使用されてきたセンサーの一種であるフォトプレチスモグラフィー（PPG）センサーが含まれています。身体の位置に応じて、PPGセンサーは配置されるように設計されています（たとえば、額、手首、耳たぶなど）。センサーには、1つ以上の赤/赤外線LED、緑のLED、または場合によっては両方が含まれます。適用可能な波長の強度を測定するための光検出器。フォトダイオードによって検出された光の強度は、心拍数や血液量などの生理学的パラメータを決定するために使用されます。

IR LEDは、体の奥深く、たとえば筋肉組織に浸透することができますが、デバイスの皮膚上での動き、皮膚の凹凸、周囲温度などのモーションアーティファクトの影響を受けやすいため、一部のユーザーにとっては緑色のLEDの方が適しています。アプリケーション。動きの方向を取得するために加速度計を含めると、動きのアーチファクトの影響が軽減され、IRLEDの使用が他の方法では不可能なアプリケーションで実行可能なオプションになります。これは、Ouraリングのメーカーが採用したと思われるアプローチです。

下の図に示すように、PPGセンサーは、組織によって反射された（または場合によっては透過された）光をフォトダイオードに放出します。

この図はPPGセンサーの機能を示しています。

構成はアプリケーションによって異なりますが、一般的なPPGセンサーは、1つ以上のLEDエミッター、光検出器、および信号処理回路を組み合わせている場合があります。同期検出と組み合わせた光パルスにより、動作電力要件を削減し、周囲光の除去を改善できます。

例として、アナログ・デバイセズのADPD144RIは、2つの赤色（660 nm）および2つのIR（880 nm）LEDと、赤色およびIR放射用に最適化された4セグメント光検出器を使用します。 LEDは、トランスインピーダンス増幅、周囲光除去、およびゲインを含むアナログ信号調整回路と同期してパルス光を放射します。 4つの調整された信号のそれぞれは、ADCにルーティングされ、次にアキュムレータにルーティングされます。平均化後、結果の信号は出力レジスタまたはFIFOバッファのいずれかを介して読み取ることができます。以下のモジュールのブロック図を参照してください。

これはADPD144RIPPG光学センサーモジュールのブロック図です。

ADPD144RIの動作温度仕様は、-40°C〜 + 85°Cです。 LED接合部温度は105°Cで指定されています。人体モデルのESD定格は3000kVです。これらの仕様は、屋内医療アプリケーションで確実に動作する必要がある堅牢な設計を示しています。

PPGテクノロジーは1930年代に最初に探求され、今日では多くの医療機器やウェアラブルが市場に出回っています。 2020年4月4日付けのMedgadgetの予測によると、世界の医療用ウェアラブル市場は2019年に約130億ドルと評価され、2025年までに約380億ドルに達すると予想されています。

ただし、OuraRingのようなウェアラブルは万能薬ではありません。製品の有効性についていくつかの懸念がありますが、その中で最も重要なのは、一般的なウェアラブルデバイスの予測能力についてこれまでに実施された少数の研究です。その他の本質的な欠点には、測定精度が含まれます。これは主に、AIモデルの予測能力に影響を与える動きによって生じる変動に関係しているだけでなく、COVID-19症状の発症とピーク伝達のタイミングも一致しない可能性があります。 FDAは、これまでCOVID-19センシングの目的で承認されたウェアラブルデバイスを使用していません。

>>この記事はもともと姉妹サイトのEDN。