蘋果無創(chuàng)血糖監(jiān)測，向智能健康可穿戴設備進擊

據(jù)彭博社報道，科技巨頭蘋果正在推進無創(chuàng)連續(xù)血糖監(jiān)測項目的研發(fā)并取得了重大進展，未來有望整合在Apple Watch上。

目前糖尿病患者大部分采取指尖血測血糖，或者采用“半長期”式的每兩周更換一次的CGM產(chǎn)品。但蘋果的方式完全不同，蘋果的技術方案是使用硅光子芯片來測量，這一套系統(tǒng)能將特定波長的激光發(fā)射至皮下特定區(qū)域，通過測量毛細血管滲透出的間質(zhì)液，將相關的葡萄糖濃度信息反射回Apple Watch傳感器中，進而通過算法確定使用者的血糖水平。

作為營收的重要組成部分，Apple Watch在蘋果產(chǎn)品矩陣中占據(jù)重要地位。據(jù)市場調(diào)查機構Counterpoint公布的數(shù)據(jù)顯示，2022年蘋果Apple Watch出貨量占全球市場的34.1%，是全球銷量最高的品牌，并且占據(jù)全球智能手表領域60%的營收，可謂是無可爭議的霸主。

蘋果想做的從來就不是一款簡單的手表。Apple Watch從最開始的額外配置集成心率傳感器用于健身追蹤，到后來的增加EEG檢測、殘疾人士輔助功能，再到如今，Apple Watch已經(jīng)發(fā)展到了第八代，可以配合eSIM當做獨立設備使用，而且ECG心電圖、心臟健康、血氧監(jiān)測等健康功能也逐步落地，成為一個具備自己生態(tài)系統(tǒng)的平臺型產(chǎn)品。

蘋果公司在無創(chuàng)連續(xù)血糖監(jiān)測項目取得重大進展在可穿戴設備領域可謂是一個重磅消息。據(jù) IDF（國際糖尿病聯(lián)盟，InternationalDiabetesFederation）2021年全球糖尿病報告統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球成年糖尿病患者已達5.37億，并推測到2045年，這一數(shù)字將達到7.83億。對于糖尿病患者來說，無創(chuàng)血糖監(jiān)測是一個重要的需求，目前的有創(chuàng)血糖監(jiān)控對于患者來說不僅麻煩而且痛苦，同時成本大，消耗高，因此如果能實現(xiàn)高精度無創(chuàng)血糖監(jiān)控，無疑是給全球眾多的糖尿病患者帶來了福音，同時擁有該技術的智能健康可穿戴設備也將會進一步打開可穿戴設備的市場份額。

大有可為的生物傳感芯片

深耕于生物醫(yī)療芯片領域十幾年，國內(nèi)芯片廠商暖芯迦在血糖檢測方面也在持續(xù)發(fā)力中。

在CGM領域，暖芯迦自主研發(fā)的九感BMS系列芯片，可用來檢測核酸和生物標記物等生物分子信號。該 SoC 包含一個靈敏度極高的4電極電流測量模塊，可準確檢測預期的生物分子目標。

九感BMS002芯片實物圖

它還具有一個嵌入式ARM Cortex-M0 MCU和直接連接到紐扣電池的阻抗測量模塊。嵌入式的 ARM Cortex-M0 為用戶提供了靈活性，使用戶能夠?qū)嵤┳约旱膶Ｓ媒鉀Q方案。其血糖檢測工作原理即運用電化學法實現(xiàn)人體血糖濃度檢測，生物體液-血糖與傳感器上的血糖氧化酶發(fā)生電化學反應，產(chǎn)生微弱電流，MCU通過ADC采集電流信號原始AD值，經(jīng)過相應特定算法轉(zhuǎn)換即可得到人體血糖濃度值。該系列芯片還包括1.5V低功耗藍牙，多種斷電模式和8 MHz 的可配置 CPU 頻率，可實現(xiàn)超低功耗。

有了這些特性，搭配不同電極和探頭實現(xiàn)無創(chuàng)、高效、定量的各種生物分子信號檢測如葡萄糖、乳酸、尿酸、肌酐等。在神經(jīng)元動作電位與基因堿基信號的高通量檢測等前沿領域有很好的應用前景。

無創(chuàng)血糖之外的其他熱門生物傳感芯片應用

如前所述，蘋果的無創(chuàng)血糖監(jiān)控技術可望大大提升可穿戴設備的市場容量，并且?guī)酉嚓P生物傳感器的市場和技術。而可穿戴設備結合生物傳感器技術除了無創(chuàng)血糖之外，還有其他的生物傳感應用給用戶帶來更多的健康檢測體驗。

暖芯迦作為國內(nèi)領先并且較早實現(xiàn)生物芯片商業(yè)化落地的公司，推出了一系列生物芯片以全面覆蓋生物電信號處理的大部分應用。在生命體征信號檢測領域，暖芯迦推出了九感EPC001- 一款全新的專為采集生物電信號而設計的傳感芯片系統(tǒng)（SoC），是業(yè)內(nèi)首款可同時監(jiān)測心電(ECG)、脈搏（PPG）、腦電（EEG）和肌電信號（EMG）的SoC芯片。

九感EPC001芯片實物圖

九感EPC001集成了高精度EEG、ECG、EMG和PPG模擬前端和強大的單片機（MCU），同時還集成了強大的ECG/PPG特征提取功能（Heart APP），可以廣泛應用于各種低功耗、高性能的可穿戴產(chǎn)品。該款芯片可替換消費類電子手表、智能穿戴產(chǎn)品、多參數(shù)健康檢測產(chǎn)品等原有的方案用來測量心率、脈搏、心率變異性、心率不齊參數(shù)、呼吸率、焦慮指數(shù)、QT間期、血氧、血壓等參數(shù)。

九感EPC001功能框圖

由于芯片的采集精度足夠高，該款芯片也適用于醫(yī)療器械產(chǎn)品，如多導聯(lián)心電圖檢測或者做專業(yè)多導聯(lián)設備心電設備、醫(yī)療器械類的多通道信號采集設備。芯片同時又可以采集腦電和肌電，所以也適用于無線腦電采集設備，可以從大腦表皮采集腦電波信號、腦電控制類場景的應用和肌電圖機等。

生物傳感芯片未來可期

智能化、便攜化的概念不斷普及，人們的健康管理意識也處于大爆發(fā)階段，無論是健康、亞健康人士還是慢性病患者，都需要完善的健康管理手段，生物傳感芯片技術的雄起，為可穿戴設備破題注入新力量，其可探索的邊界也同樣在延伸中。

暖芯迦在現(xiàn)有的生物芯片功能應用上，未來將會大力發(fā)展生物極小信號的高通量檢測技術，在納米孔基因測序、神經(jīng)元動作電位的高通量檢測、神經(jīng)刺激等領域不斷鞏固擴大領先優(yōu)勢。