Peneliti mengembangkan teknologi wearable yang mendeteksi kadar glukosa dengan lebih akurat
(uwaterloo.ca)- Para insinyur University of Waterloo mengembangkan teknologi pendeteksi gula darah yang dikenakan di pergelangan tangan agar pasien diabetes dapat melacak gula darah tanpa menusuk jari
- Perangkat ini meminiaturkan teknologi radar yang digunakan dalam pengamatan cuaca satelit untuk membaca perubahan di dalam tubuh manusia, serta menggunakan chip radar, metasurface, dan mikrokontroler secara bersamaan
- Metasurface milik tim peneliti meningkatkan resolusi dan sensitivitas sinyal radar, membantu mendeteksi perubahan kecil pada kadar glukosa dengan lebih akurat
- Saat ini perangkat mendapat daya melalui kabel USB, tetapi tim peneliti berencana mengoptimalkan penggunaan baterai demi portabilitas dan juga menargetkan pengumpulan data kesehatan lain seperti tekanan darah
- Produk dengan fungsi minimum sudah digunakan dalam uji klinis, dan tim sedang mendorong penerapannya pada wearable generasi berikutnya bersama mitra industri
Pemantauan gula darah dari pergelangan tangan tanpa jarum
- Peneliti University of Waterloo mengembangkan sistem pendeteksi gula darah wearable agar orang dengan masalah kesehatan kronis seperti diabetes dapat melacak kadar glukosa
- Banyak metode pelacakan gula darah yang ada mengharuskan pengguna sering menusuk jari, atau memakai patch wearable invasif dengan microneedle
- Sistem baru ini tidak menembus kulit, sehingga bertujuan mengurangi rasa sakit dan risiko infeksi, serta menurunkan beban pemantauan sehari-hari
- Dr. George Shaker menjelaskan bahwa, seperti radar satelit mengamati perubahan atmosfer, awan, dan pergerakan badai, teknologi radar yang sama dimasukkan ke perangkat wearable untuk mengamati perubahan pada tubuh manusia
Meningkatkan presisi deteksi dengan radar dan metasurface
- Sistem ini bekerja dengan tiga komponen
- Chip radar: mengirim dan menerima sinyal yang melewati tubuh manusia
- Metasurface: memusatkan sinyal dengan lebih baik untuk meningkatkan akurasi
- Mikrokontroler: memproses sinyal radar dengan algoritme kecerdasan buatan
- Algoritme belajar dari data seiring waktu untuk meningkatkan akurasi dan keandalan nilai pengukuran
- Metasurface yang dikembangkan tim peneliti meningkatkan resolusi dan sensitivitas radar, sehingga dapat mendeteksi perubahan kecil pada kadar glukosa
- Sistem ini menargetkan pengukuran presisi tanpa kontak langsung dengan aliran darah, dan tidak perlu menembus kulit seperti metode konvensional
Uji klinis dan langkah berikutnya
- Saat ini perangkat mendapat daya melalui kabel USB, tetapi tim peneliti berencana mengoptimalkan penggunaan baterai untuk meningkatkan portabilitas
- Dalam jangka panjang, teknologi ini dapat dimanfaatkan bukan hanya untuk glukosa, tetapi juga untuk mengumpulkan data terkait kesehatan lainnya seperti tekanan darah
- Produk dengan fungsi minimum sudah digunakan dalam uji klinis, dan tim peneliti bersama mitra industri sedang mengembangkannya menjadi bentuk yang lebih mendekati perangkat yang dapat diluncurkan ke pasar
- Makalah terkait “Radar near-field sensing using metasurface for biomedical applications” diterbitkan di Communications Engineering dari Nature
1 komentar
Opini Hacker News
Dari sudut pandang pasien diabetes tipe 1, CGM tidak terasa terlalu invasif dibandingkan kebiasaan lama mengambil darah dari ujung jari.
Meski begitu, pendekatan smartwatch terdengar keren, dan melihat angka CGM di smartwatch memang cukup menyenangkan.
Apple juga dulu pernah meneliti hal ini, tetapi seingat saya akurasinya belum cukup untuk digunakan secara aman oleh pasien diabetes.
Saya penasaran dengan statistik akurasi dibandingkan Dexcom atau Freestyle CGM, dan secara pribadi menurut saya peningkatan berkelanjutan pada sistem loop tertutup CGM+pompa insulin lebih besar dampaknya terhadap kualitas hidup.
Karena itu, untuk kasus yang membutuhkan pengukuran sesaat yang akurat, bukan sekadar tren keseluruhan, tes darah dari ujung jari tampaknya masih direkomendasikan.
Artikel ini mengatakan “tidak ada teknologi yang dapat memberikan presisi sebesar ini tanpa kontak langsung dengan aliran darah”, jadi terdengar seperti mereka mengklaim ini secara klinis jauh lebih baik daripada CGM yang ada.
Saya tidak tahu apakah itu benar-benar masuk akal, atau apakah ini memang mengukur glukosa darah secara langsung, bukan cairan interstisial.
Mengetahui kisaran kasar saja sudah cukup, tidak harus angka yang sangat akurat, dan karena hubungan saya dengan makanan selalu kurang baik, tanpa CGM terlalu mudah untuk kembali berantakan.
Namun di era ketika ada CGM sekecil Libre 3 yang nyaris tidak terasa saat dipakai, untuk diabetes tipe 1 tampaknya nilai memakai CGM berbentuk pergelangan tangan dengan mengorbankan akurasi cukup rendah, terutama jika diasumsikan biaya ditanggung asuransi.
https://www.inredadiabetic.nl/en/home-english/
Untuk langkah berikutnya, saya lebih menantikan riset insulin baru yang hanya aktif ketika ada glukosa dalam aliran darah.
Saya tidak ingat namanya, tetapi baru-baru ini juga sempat dibagikan; terdengar seperti cukup menjaga jumlah tertentu di dalam tubuh, lalu sisanya akan mengatur diri sendiri.
Sampai saat itu, konfigurasi loop tertutup Freestyle dan Omnipod Dash dengan iAPS sudah menjadi game changer; puncak gula darah hampir hilang dan HBA1c juga turun ke level orang non-diabetes.
Semoga produk ini berhasil dikomersialkan, dan kalau sudah dirilis saya pasti akan mencobanya.
Menarik, tetapi karena prototipenya berbentuk jam tangan, saya jadi bertanya-tanya apakah ini lebih mirip pajangan media untuk mendongkrak valuasi investasi dari mitra industri.
Pernyataan prospektif seperti “kelak mungkin juga bisa mengukur tekanan darah” semakin memperkuat kesan itu.
Meski ukurannya sebesar batu bata, atau catu dayanya tidak disembunyikan di luar layar, jika jarum bisa dihilangkan maka itu manfaat besar bagi pasien diabetes.
Menurut saya, tunjukkan dulu bahwa konsepnya bekerja dan berikan angka yang jelas, baru kemudian diperkecil.
Sains sebenarnya sendiri menarik, dan makalahnya ada di sini: https://www.nature.com/articles/s44172-024-00194-4
Masalahnya, kesimpulan dalam judul atau kutipan artikel sama sekali tidak dibenarkan, dan ini tipikal sains ala siaran pers.
Jika melihat makalahnya, mereka sama sekali tidak menguji dengan gula darah manusia atau hewan sungguhan.
Inti utamanya adalah desain metasurface untuk meningkatkan resolusi dan sensitivitas sistem radar gelombang milimeter, dan lompatan dari sana ke “pasien diabetes tidak lagi membutuhkan jarum” kira-kira 100 kali lebih parah daripada “gambar sisa burung hantunya”.
Sekali lagi saya tekankan, saya tidak meremehkan risetnya sendiri, melainkan mengkritik cara riset itu dilebih-lebihkan.
Alat pengukur tekanan darah pergelangan tangan seperti Aktiia juga sudah ada.
Tidak seakurat manset lengan, tetapi cukup untuk pemantauan sehari-hari.
https://aktiia.com/
DiaMonTech telah meneliti pemantauan glukosa darah non-invasif selama lebih dari 10 tahun.
Ini masalah yang sulit dan rumit, jadi tanpa data klinis saya akan sangat skeptis.
Dalam uji klinis terbaru, mereka mencapai akurasi yang mirip dengan perangkat invasif awal yang mendapat persetujuan FDA menggunakan perangkat seukuran kotak sepatu, dan masih banyak pekerjaan yang tersisa.
Pracetak makalahnya ada di sini: https://www.researchsquare.com/article/rs-5289491/v1
Pengembangan baru memang menjanjikan, tetapi dalam kasus ini sulit memastikan apakah akan mencapai pasar dalam waktu dekat.
Di situsnya tertulis bahwa ada perangkat seukuran kotak sepatu yang berfungsi, tetapi “karena ukurannya” hanya ditujukan untuk rumah sakit.
Secara pribadi, saya rasa saya bersedia membelinya meski sebesar kotak sepatu.
Kalau tidak perlu menusuk jari dan membeli strip tes, itu luar biasa; selama non-invasif dan akurat, bahkan kalau berbentuk rackmount 4U pun saya tidak keberatan.
Saya sering melihat ungkapan semacam “sudah ada produk minimum yang layak yang digunakan dalam uji klinis, dan masih ada pekerjaan tambahan untuk menjadi perangkat yang sepenuhnya dapat dijual, tetapi kini jauh lebih dekat.”
Sepertinya orang-orang mengabaikan bagian “viable” dalam MVP, yaitu benar-benar bisa digunakan.
Jika masih perlu pekerjaan tambahan agar menjadi perangkat yang sepenuhnya dapat dijual, maka pada tahap sekarang itu belum viable.
Meski begitu, semoga berhasil.
Jika Anda tertarik pada deteksi glukosa noninvasif, saya sangat merekomendasikan materi ini: https://www.nivglucose.com/The%20Pursuit%20of%20Noninvasive%...
Pendekatan berbasis frekuensi radio bermasalah karena tidak spesifik terhadap glukosa
Molekul glukosa menyerap inframerah pada panjang gelombang tertentu karena ukuran dan jenis ikatannya, tetapi tidak menunjukkan absorpsi spesifik pada frekuensi radio
Dalam makalah ini, mereka mengukur glukosa dalam air murni pada kadar sekitar 100 kali konsentrasi fisiologis
Saya ingin melihat apakah ini bekerja pada darah utuh atau phantom jaringan, atau apakah bisa mengukur glukosa saja secara independen dari zat terlarut lain
Yang hilang dari makalah ini adalah angka akurasi deteksi glukosa
Jika ini alternatif untuk jarum, pertanyaan pertama seharusnya adalah bagaimana hasil pengukurannya dibandingkan
Meski pendekatannya baru, rasanya bisa diasumsikan bahwa ini belum dapat menggantikan jarum dalam pengukuran yang akurat
Tentu saja, bisa jadi saya melewatkan perbandingan kinerjanya
https://chaos.social/@jaseg/113777015012964743
Edit: ternyata sepertinya tidak disebutkan
Perbandingan dengan satelit cuaca menyesatkan dan melebih-lebihkan teknologi ini
Radar cuaca bekerja dengan mendeteksi tetes air pada ketinggian atmosfer yang diketahui, dan itu masalah yang secara fundamental berbeda dari menembus lapisan jaringan untuk mengukur konsentrasi glukosa dalam darah
Terobosan sebenarnya di sini bukan teknologi radar yang sudah ada selama bertahun-tahun, melainkan pipeline machine learning yang mengekstrak data gula darah bermakna dari pantulan radar yang sangat bising
Saya belum membaca makalahnya, tetapi melihat respons di thread ini, saya menduga sistem yang diusulkan lebih mirip perangkat spektroskopi dielektrik yang dioptimalkan untuk mendeteksi glukosa, atau mendeteksi berbagai produk sampingan pengganti atau kompleks
Contohnya bisa dilihat di halaman Wikipedia ini: https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_spectroscopy
Jika melihat gambar di sebelah kanan, biasanya saat bergerak dari frekuensi rendah ke tinggi, terlihat respons gerak ion, respons reorientasi molekul yang memiliki momen dipol, eksitasi mode vibrasi molekul, serta eksitasi elektron akibat transisi orbital elektron
Edit: karena saya belum membaca artikelnya, saya tidak menjamin benar atau tidaknya
Maaf merusak suasana, tetapi salah satu dari sedikit kenalan saya yang sudah menerbitkan cukup banyak makalah peer-review tentang pengukuran glukosa darah noninvasif sangat skeptis terhadap teknologi ini
Ide menggunakan deteksi medan dekat radar sama sekali tidak baru, dan sejauh ini belum menghasilkan apa pun
“Terobosan” di bidang ini sudah sangat banyak: https://finance.yahoo.com/news/liom-cracks-holy-grail-non-22...
Kenalan itu sebenarnya salah satu dari sedikit orang yang punya teknologi solid yang mungkin benar-benar bekerja, tetapi waktu yang akan membuktikan
Saya tidak akan memberikan tautannya, dan memang benar perusahaannya sudah mendapatkan pendanaan
Meski begitu, ada satu hal yang saya setujui
Kita sudah sampai pada tahap menunggu pihak yang benar-benar menjual perangkat semacam itu, bukan pihak yang mengatakan itu akan segera mungkin
Penjelasan cara kerjanya terdengar seperti omong kosong teknologi yang tampak masuk akal dalam thriller fiksi ilmiah jelek
Metasurface radar mikro, ya? Mengejutkan juga bahwa itu ternyata konsep yang benar-benar ada
Metasurface hampir selalu kurang lebih adalah antena patch dengan nama yang terdengar keren
Jika beberapa parameternya disederhanakan, itu juga bisa dilihat sebagai rangkaian resonansi
Di perangkat lunak desain PCB apa pun, Anda bisa merancang metasurface dalam hitungan menit dan membuatnya dengan peralatan fabrikasi PCB berteknologi rendah
Di sini mereka memakai susunan antena patch tertentu yang disebut resonator cincin terbelah komplementer, dan itulah metasurface-nya
Dalam arti tertentu, semua resonator cincin terbelah adalah permukaan “radar mikro”, karena resonator cincin terbelah dirancang berukuran kecil secara elektrik dibandingkan panjang gelombang
Tampaknya para peneliti memanfaatkan fakta bahwa perubahan glukosa dalam aliran darah mengubah sifat dielektrik darah, dan bahwa karakteristik resonansi resonator cincin terbelah komplementer berubah bergantung pada dielektrik di sekitarnya
Dielektrik adalah istilah untuk menjelaskan sifat listrik suatu material; misalnya, permitivitas yang tinggi memperlambat kecepatan fase gelombang elektromagnetik, sehingga menimbulkan berbagai efek terukur dalam sistem frekuensi radio
Ini tampak seperti pekerjaan rekayasa yang bagus, tetapi sejak pertama kali belajar antena, istilah “metasurface” selalu terasa seperti jargon teknis yang agak sok
“Mikrokontroler memproses sinyal radar dengan algoritma kecerdasan buatan”; syukurlah machine learning primitif dan mekanisme kontrol dasar telah di-rebranding menjadi kecerdasan buatan
Kecerdasan buatan lebih tua daripada C, bahkan sebenarnya lebih dulu ada daripada Lisp
“IPL digunakan untuk mengimplementasikan program-program kecerdasan buatan awal oleh para penulis yang sama, yaitu Logic Theorist (1956), General Problem Solver (1957), dan program catur komputer NSS (1958)”
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Information_Processing_Langu...
Sebentar lagi transformasi Fourier cepat juga sepertinya akan di-rebranding sebagai kecerdasan buatan
Sekarang ada generasi yang tumbuh dengan konsep bahwa semua hal yang dilakukan komputer adalah kecerdasan buatan, jadi tidak mengherankan kalau semua hal yang dilakukan komputer disebut kecerdasan buatan