A laboratóriumtól a csuklóig: élvonalbeli táplálkozáskövető technológia került a Galaxy Watch okosórákba

Minden egy egyszerű kérdéssel kezdődött: mi lenne, ha valós időben, közvetlenül a csuklónkról tudnánk követni a táplálkozásunkat? A Samsung Galaxy Watch8 okosóra Antioxidáns-indexe az egykor tudományos-fantasztikusnak tűnő elképzelést elhozhatja a mindennapi használatba. A hüvelykujj leolvasásával akár öt másodperc alatt pontos karotinoidszintet kaphatunk¹ – ez a táplálkozási index irányadó lehet az iparágban.

A laboratóriumi minőségű érzékelőtechnológia kivételes pontosságú lekicsinyített verziója az egészségesebb öregedés érdekében felhasználható mérőszámmá alakíthatja az étrendünket. Az új mérce felállításához a viselhető egészségkövetés területén évekig tartó intenzív kutatásra, számtalan prototípusra és kitartó fejlesztésre volt szükség.

Új távlatok a táplálkozás nyomon követésében
A Samsung 2018-ban fontos hiányosságot talált a viselhető eszközök terén: minden lépést és kalóriát számolni tudtunk, arra mégsem létezett egyszerű módszer, hogy megmérjük, hogyan hat étrendünk az egészségünkre. A táplálkozással kapcsolatos mélyebb ismeretek drága és időigényes laboratóriumi vizsgálatokhoz kötődtek, amelyek sokaknak elérhetetlenek voltak.

Ahogy az emberek egyre hosszabb ideig élnek, a fókusz az extra évekről folyamatosan az életminőség javítására helyeződik át. „Ebben az összefüggésben az antioxidáció természetesen előtérbe kerül, mint az öregedés lassításának egyik módszere – magyarázza Dr. Hyojee Joung, a Szöuli Nemzeti Egyetem² közegészségügyi táplálkozási szakértője, aki részt vett a technológia fejlesztésében. – Ha az antioxidánsok kezelését elhanyagolják, reaktív oxigénfajták (ROS) halmozódhatnak fel a szervezetben, növelve az olyan krónikus betegségek kockázatát, mint a szív- és érrendszeri betegségek, a cukorbetegség és a rák.”

Ennek felismerése tette az antioxidánsokat a Samsung küldetésének sarokkövévé. A mérnökök és a tudósok a karotinoidokra – kulcsfontosságú antioxidánsokra és a gyümölcs- és zöldségfogyasztás igazolt indikátoraira – összpontosítottak, hogy egy olyan eszközt hozzanak létre, amely elég kicsi ahhoz, hogy a csuklón viselhető legyen, mégis elég hatékony ahhoz, hogy a komplex antioxidánsadatokat egyszerű, bárki számára hasznosítható jólléti információkká alakítsa.

1. Kihívás: hogyan zsugorítható a laboratóriumi szintű szenzortechnológia?
A táplálkozáskövető viselhető eszköz koncepciója már az első nap akadályba ütközött. A karotinoidszint mérésére szolgáló hagyományos módszerek, mint például a Raman-spektroszkópia, lézer-alapúak, nem invazívak és pontosak, de méretes gépekre támaszkodnak, amelyek egyáltalán nem viselhetők. Így a csapat első küldetése az volt, hogy a laboratóriumi szintű technológiát egy csuklóra illeszthető érzékelővé zsugorítsa.

Hét évnyi szigorú tesztelés és optimalizálás után – az első prototípus óta – a csapat kifejlesztette a BioActive érzékelőt, egy áttörő technológiát, amely különböző hullámhosszú LED-eket ötvöz egy egyedi fotodetektor-tömbbel, hogy pontos karotinoid értékeket biztosítson kompakt kivitelben.

"Az áttörésünk a reflexiós spektroszkópia LED-ekkel való integrálása volt, amely lehetővé tette a technológia miniatürizálását, miközben fenntartottuk a magas szintű pontosságot" – magyarázza Jinyoung Park, a Samsung Digitális Egészségügyi csapatának fejlesztője.

A lézerekkel ellentétben, amelyek éles, keskeny hullámhosszúságot bocsátanak ki, a LED-ek szélesebb hullámhossz-tartományt alkalmaznak. Azzal, hogy fotodiódákkal³ elemzi, mennyi fényt nyel el a bőr többféle hullámhosszon keresztül, az okosóra képes lehet megbecsülni a karotinoidszintet. A valós időben folyamatosan kalibráló fejlett algoritmusok szintén támogathatják a pontosságot, miközben személyre szabott információkat nyújtanak minden felhasználónak.

2. Kihívás: Hogyan juttassuk el a technológiát mindenkihez?
Megalkotni egy érme méretű karotinoid-érzékelőt komoly mérföldkövet jelentett. A következő kihívás az volt, hogy a Samsung biztosítsa a szenzor pontos és megbízható működését a különböző bőrtípusokon, ezzel valóban elérhetővé téve azt mindenki számára.

A különböző bőrtónusoknál fellépő melanin-interferencia okozta kihívások leküzdésére a Samsung mérnökei úgy döntöttek, hogy a mérést az ujjbegyen végzik, mivel ez a testrész tartalmazza a legkevesebb melanint az összes etnikai csoport esetében. Emellett egyszerű változtatásokat vezettek be: a szkennelés közbeni enyhe ujjbegynyomás ideiglenesen csökkentheti a véráramlást és a hemoglobin interferenciát, így az eredmények sokkal pontosabbá válhatnak.

A szenzor teljesítményét a Samsung Medical Centerben⁴ végzett kiterjedt tesztek igazolták, amelyekben több százan vettek részt. Ez megnyitotta az utat egy olyan funkció előtt, amely zökkenőmentesen átkerült a laboratóriumból a felhasználókhoz világszerte, és egy mindennapi életre tervezett, inkluzív megoldást kínálhat.

Hogyan működik?
A karotinoidok a gyümölcsökben és zöldségekben található természetes vörös, sárga és zöld pigmentek. A karotinoid-szintünk a szervezetben közvetlenül tükrözi a bevitt zöldség- és gyümölcsmennyiséget, mivel más forrásból nem juthatunk hozzájuk.

Pontosan ennek az adatnak a mérésére lehet képes az Antioxidáns-index pontszám⁵, amely a következő kategóriák szerint mutatja a felhasználók karotinoid-szintjét:

• Nagyon alacsony: kevesebb, mint a WHO napi 400 g-os ajánlásának 50%-a.
• Alacsony: 50% és 100% között.
• Optimális: 100% vagy több.

„Mivel a bőr karotinoidjait a szövetek csak fokozatosan építik be és dolgozzák fel, a gyümölcs- és zöldségfogyasztás hirtelen változásai nem okoznak azonnali elmozdulást az indexben – magyarázza Dr. Hyojee Joung. – A karotinoidok megnövelt bevitelének hatása kutatásaink szerint körülbelül 1–2 hét elteltével mutatkozik meg a bőr karotinoidszintjének jelentős emelkedésében. Ezért az index elsősorban a következetes, hosszú távú étkezési szokások mérésére és nyomon követésére alkalmas.”

Az Antioxidáns-index egy komplex mérőszám, amelyet az olyan életmódbeli sajátosságok is befolyásolnak, mint az alvás minősége, a stressz szintje vagy a fizikai aktivitás. Az Antioxidáns-index és a Galaxy Watch8 további funkciói, mint az Alvási tanácsadás, az aktivitáskövetés és a Keringési terhelés, átfogó képet adnak a felhasználók jóllétéről, ezzel segítik a tudatos életmód kialakítását és az egészségesebb időskor elérését.

Egészség újragondolva
„Az újgenerációs viselhető érzékelők a napi gyümölcs- és zöldségfogyasztás követésével és ösztönzésével segíthetik a felhasználókat az egészségesebb étkezési szokások kialakításában – fogalmaz Yoonho Choi professzor, a Samsung Medical Center szakértője. – Ez az egyszerű lépés hosszú távon segíthet a daganatos és más, korral összefüggő betegségek megelőzésében, így rendkívül hatékony eszközzé válhat az egészségmegőrzésben.”

Az antioxidánsok szerepe az egészség alakulásában egyre nagyobb figyelmet kap, azonban ezen a területen a kutatásokat eddig korlátozta a pontos mérési módszerek hiánya. A Galaxy Watch8 Antioxidáns-indexe⁶ segíthet áthidalni ezeket a nehézségeket, és jelentős előrelépést hozhat a területen.

Az antioxidánsok szintjének pontos mérése, amelyet a szakértők a jövőbeli kutatások mérföldköveként tartanak számon, áttörést jelenthet a Samsung számára az egészség monitorozásában. Azzal, hogy a felhasználók időben felismerhetik a kockázatokat, és lépéseket tehetnek az egészségükért, a Samsung utat nyit egy okosabb, előre mutató tudatosabb látásmódnak, amelynek a középpontjában a viselhető okoseszközök állnak.

1 A karotinoidok olyan természetes pigmentek (színezőanyagok), amelyek számos növényben és gyümölcsben (pl. sárgarépa, paradicsom, spenót) megtalálhatók. Erős antioxidáns hatásukkal segítenek semlegesíteni a szabadgyököket a szervezetben. A szabadgyökök károsíthatják a sejteket, és hozzájárulhatnak az öregedési folyamatokhoz, valamint különböző betegségek kialakulásához.
2 A Szöuli Nemzeti Egyetem Dél-Korea egyik vezető tudományos intézménye.
3 A fotodiódák olyan félvezető eszközök, amelyek a fényt elektromos jelekké alakítják.
4 A szöul-i Samsung Medical Center egy vezető egészségügyi intézmény, amely betegközpontú ellátásáról, fejlett orvosi technológiáiról és szakosított központjairól, például az Átfogó Rák- és Protonterápiás Központokról ismert.
5 A méréshez a felhasználónak az ujját az óra hátulján található érzékelő közepére kell helyeznie, és 5 másodpercig ott kell tartania. Ugyan az Antioxidáns index bármely ujjal mérhető, a legpontosabb eredmény érdekében a hüvelykujj használata javasolt. Az egyenetlen bőrfelület miatti ismételt mérés eltérő eredményekhez vezethet.
6 Kizárólag általános jólléti és fitnesz célokra alkalmas. Nem használható betegség kimutatására, diagnosztizálására, gyógyítására, megfigyelésére vagy kezelésére. Az eszközön és/vagy alkalmazáson keresztül elérhető, egészséggel kapcsolatos információk nem kezelhetők orvosi tanácsként. Egészségügyi állapotuk felmérésére és gyógyászati segítségért a felhasználóknak ki kell kérniük kezelőorvosuk véleményét. Egyes funkciók elérhetősége piaconként, szolgáltatónként, valamint a párosított eszköztől függően eltérhet.