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苹果新太赫兹辐射传感器技术 Apple Watch或支持无创血糖监测

2021-02-12
来源:cnBeta

一系列专利显示,苹果将为未来的Apple Watch引入使用太赫兹电磁辐射监测血糖的能力,无需抽血。报道称苹果推出的 “Apple Watch Series 7”将具备监测血糖的能力,以确定血糖水平--不需要从患者身上抽血。

  这是非常多医疗公司一直在追求的技术,也是苹果之前研究了几年的技术。不过现在,四项相关的新专利申请被曝光,它们共同展示了苹果在Apple Watch中对这种系统的最新提议。

  这四项中没有一项提到葡萄糖这个词,也没有提到 “血糖”这个词。不过,它们都提出了使用吸收光谱的系统,这也是所有非侵入式系统提案中用于监测血糖的方法。

  “使用环境传感器增强性能的动态环境中的太赫兹光谱和成像”是主要的新专利申请,其他三项是它的相关变体。所有四项专利都归功于同一个发明团队,并且都涉及使用电磁波作为系统的一部分。

  之前的提案中,有各种利用光来检测 “气体,健康/液体或固体材料的质量 ”的实现方式,但苹果认为这有一定的局限性。除了对精度的担忧,还存在手表等小型设备的耗电问题。

  “例如,在电子设备上集成一个气体传感器,需要一个光圈或开口,让空气流到气体传感器上,这样才能检测到气体,”

  “光圈可能会降低设备的水电阻率。另外,由于外形尺寸和气体检测能力之间的权衡,光圈的尺寸可能会受到限制。”

苹果需要检测更多的气体,但在Apple Watch中没有空间来增加许多不同的传感器。“在消费电子设备上集成多个传感器来检测气体,液体和固体材料,会增加消费电子设备的尺寸和成本。”

  最后,苹果表示,如今的许多传感器 “为了维持传感器的特性,空闲时间的电流消耗很大”。例如,有些传感器有 “加热元件,用于始终保持传感器的一定温度”。

  以前的建议是将具有已知特性的光通过样品(如用户的皮肤)的光学系统。当光线再次被检测到时,它将被所通过的东西改变,有些波长会被人体吸收。

  苹果的新提案似乎以同样的方式工作,只不过它使用的是太赫兹电磁辐射。从本质上讲,Apple Watch将是一个无线电光谱设备,它的工作范围很短。“电子设备的发射器向动态环境中发射太赫兹(THz)频段的电磁(EM)波,电子装置的接收器从环境中接收反射的EM波。反射EM波的光谱响应被确定,该光谱响应包括指示环境中传输介质的吸收光谱,将吸收光谱与目标传输介质的已知吸收光谱进行比较。”

  就像苹果公司反复提到 “电子设备”而不是单指Apple Watch一样,它也扩大了其专利提案的范围。虽然吸收光谱是无创葡萄糖监测的方式,但苹果表示,这项提案也是要做整体健康监测,比如检测皮肤癌和其他皮肤病。“

  如果苹果的提议可行,显然意味着葡萄糖监测可以作为一种无创程序来完成。但这也意味着,Apple Watch可以持续监测血糖水平,并在发生重大变化时通知佩戴者。虽然不会像医院的监测等那样准确,但它将提供与心率监测同样有用的连续信息。

  然而,太赫兹射频生成和精确传感仍然是一项比较新的技术。目前还不清楚苹果公司在为其开发小型化组件方面的进展情况,可能除了研究这个概念之外,根本没有开始实际的物理工作。太赫兹成像和传感不是电离辐射,由于涉及的能量很低,对组织的任何影响预计只是热效应--类似于手机等现有的射频发射。该技术在医疗图像方面有更广泛的应用,理论上可用于数据传输和安全成像。

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