Appleの特許、Apple Watch向けの非侵襲的な血糖値モニタリング技術を示唆

木曜日に公開された特許出願は、Appleの噂される非侵襲的グルコースモニタリングソリューション、医学の「聖杯」と考えられている糖尿病追跡技術への手がかりを提供する可能性がある。

米国特許商標庁が木曜日に発表した、Appleの特許出願「物質の非接触感知のための基準スイッチアーキテクチャ」では、電子デバイスを校正して特定のサンプル中の特定の物質の濃度を測定する方法を詳しく説明しています。

より具体的には、光学システムは、吸収分光法を実行するように構成される。この技術では、波長やエネルギーなどの既知の特性を持つ光をサンプルに照射することで、標的物質の濃度を測定できます。光がサンプルを通過すると、物質は特定の波長のエネルギーを吸収し、出射時に光の特性が変化します。

サンプルを透過した光を参照光と比較することにより、例示的なシステムは、強度の損失などの測定された吸光度を検出することができる。サンプル内の物質の濃度が増加すると、吸収できるエネルギー量も増加します。

さらに、物質は「吸光度ピーク」、つまり特定の波長の光を吸収する能力の違いを示します。これは、既知の値の光が当てられたときにそれぞれが固有の特徴を持つことを意味します。これはスペクトル指紋として知られています。

Apple が指摘しているように、この技術には限界があります。たとえば、特定のサンプルには複数の物質またはスペクトルアーチファクトが含まれている可能性があり、その一部は目的の物質の検出を妨げたり、検出を低下させたりする可能性があります。さらに、物質はサンプル全体に均等に分布していない可能性があります。

特に、このアプリケーションは、精度の問題を引き起こす可能性のある変動、ドリフト、変動を特定します。

Apple の発明は、これらの問題のいくつかを修正することを目的としています。この出願では、多数の改良点の中で、未知の要因によって引き起こされる潜在的な不正確さを補償するために、特殊な発光体、フィルター、ビームスプリッター、短波長赤外線 (SWIR) 検出器およびその他のコンポーネントを組み込んだ装置について詳しく説明しています。

一例では、ビームスプリッターは複数の光路を作成するために使用されます。 1 つのパスはサンプルにルーティングされ、もう 1 つのパスは 2 つの一致する検出器の 1 つに導かれ、比較の基準として使用されるため、エラーが減少します。別の実施形態は、共通の検出器を使用して、成分の不一致または環境条件への応答から生じる一貫性のない測定値をさらに改善する。

他の方法には、個別の検出器ピクセル上に配置された複数のマイクロ光学素子の使用が含まれます。これらのシステムは、サンプルの表面から反射された光の特性（反射率、屈折率、密度、濃度、散乱係数、散乱異方性、吸収など）を測定して、サンプル内の物質の濃度を決定します。

Apple はまた、高い精度を維持するためにシステムを常に調整する手法についても言及しています。

この文書では、提案されたシステムによってどのような物質が測定される可能性があるかについては明記されていないが、サンプルには「ユーザーの少なくとも一部が含まれる」可能性があると述べられている。このアプリケーションは、Apple が Apple Watch で使用するための非侵襲的な血糖値モニタリングソリューションを開発中であるという噂と一致しています。

光ベースの検出技術を使用してユーザーの血流中の比較的小さな分子であるグルコースを追跡することは、Apple の選択肢を制限します。 Apple の提出書類で説明されているように、サンプル物質の構成を特定する既存の科学的方法は SWIR と中波長赤外線 (MWIR) に依存しています。この技術はグルコースモニタリングにはうまく適用されていませんが、多くの研究者がラマン分光法と呼ばれる関連技術を使って解決策を見つけようとしています。

吸収分光法とは異なり、ラマン分光法物理学者のCV Ramanにちなんで名付けられ、サンプルに光を放射し、散乱光を測定します。散乱光のごく一部は、光とサンプルの振動エネルギーレベルの間の相互作用によりエネルギーがシフトします。シフトされた光のプロットにより、評価される物質の分子指紋、ひいては分子を識別するために使用できるラマンスペクトルが得られます。

ラマン分光法を出荷製品に組み込もうとしている企業の 1 つが C8 MediSensors でした。 2014年に、MITテクノロジーレビュー 今はなき会社のプロフィールを紹介した、皮膚を通して血糖値を測定するスマートフォンに接続されたデバイスでこの技術を使用しようとしたと指摘した。

C8 は GE キャピタルや GE ヘルスケアなどから 6,000 万ドル以上を調達し、当初の期待を示しましたが、最終的には有効な製品を生み出すことができませんでした。同社はユーザーのばらつきなどの技術的なハードルを克服できなかったと報告書は述べている。

Appleは、C8の元従業員を招集したと伝えられている。2013 年の雇用急増。今日の特許出願が、ラマン分光法について名前を挙げて言及していないにもかかわらず、散乱光を収集し測定する方法をカバーしていることはおそらく偶然ではないでしょう。

Appleが開発した血糖値モニタリングソリューションの噂が広まり始めた去年、同社がApple Watchを補完するものとして非侵襲的テクノロジーに取り組んでいることを示唆する報道があったとき。 CEOのティム・クック氏は一時、次のように言われていた。プロトタイプを個人的にテストするそのようなデバイスの。

このテクノロジーに対する Apple の関心を示す具体的な証拠が、特許侵害訴訟医療技術スタートアップのオムニ・メドサイ（Omni MedSci）が今年初めに申請した。 Omni の創設者で CTO の Mohammed N. Islam 博士は、Apple が 2014 年に LED ベースのセンサーでユーザーの血液のさまざまなパラメータを測定するように設計されたハードウェアをカバーする IP について話し合うために彼に接触したと主張しています。

イスラム氏は、Apple Watchの心拍数センサーが自身の特許を侵害していると主張しているが、その主張はよく言っても疑わしい。 Apple は、同社の代表者が発明者と面会したとされる 3 か月後に Apple Watch とそのカスタムセンサーを発表しており、この技術が数か月または数年前に完成していたことを示唆している。

イスラムとアップルは複数の会合を開き、製品マーケティング担当副社長のグレッグ・ジョズウィアック氏を含む高級幹部らと、アップルウオッチが登場してから2年後の2016年まで連絡を取り続けた。

しかし、イスラムの主張よりも興味深いのは、患者の血液中のグルコースレベルを監視する非侵襲的方法をカバーする主張された特許である。

Apple の特許出願は 2015 年 8 月に初めて申請され、Miikka M. Kangas、Mark Alan Arbore、David I. Simon、Michael J. Bishop、James W. Hillendahl、Robert Chen が発明者として認められています。