▲ Jinyoung Park

Szybko i precyzyjnie: działanie pomiaru karotenoidów w Galaxy Watch8

Śledzenie jakości diety i spożycia składników odżywczych zwykle wiązało się z czasochłonnym zapisywaniem każdego posiłku albo wykonywaniem badań krwi. Dzięki Galaxy Watch8 użytkownik może po prostu przycisnąć kciuk do czujnika z tyłu zegarka przez około pięć sekund, aby zmierzyć poziom karotenoidów w skórze[1]. Wynik jest następnie prezentowany w postaci współczynnika antyoksydacji.

U podstaw tej funkcji leży zaawansowany czujnik BioActive firmy Samsung. „Czujnik wykorzystuje technikę wielofalowej spektroskopii absorpcyjnej. Oznacza to, że oświetla skórę światłem o różnych długościach fali i analizuje wzorce jego pochłaniania oraz odbicia” – wyjaśnia Jinyoung Park. „Smartwatche Galaxy Watch8 to pierwsze urządzenia wearables które mierzą poziomy związków organicznych w ludzkim organizmie na podstawie widm absorpcji światła.”

Karotenoidy to bogate w elektrony związki chemiczne, zbudowane z 40 atomów węgla, które silnie pochłaniają światło niebieskie – ta właściwość stanowi podstawę działania współczynnika antyoksydacji. Gdy czujnik emituje światło żółte, niebieskie, fioletowe i zielone, karotenoidy pochłaniają część długości fali, a inne odbijają. Analizując odbite światło, czujnik może określić ich stężenie. „Regularne spożywanie warzyw i owoców prowadzi do większej akumulacji karotenoidów w skórze, co przekłada się na wyższy współczynnik antyoksydacji” – dodaje Jinyoung Park.

Widma światła odbitego od skóry zawierają też ślady melaniny i hemoglobiny. „Aby zminimalizować te efekty, wybraliśmy opuszek palca jako miejsce pomiaru, w celu zredukowania zakłóceń powodowanych przez melaninę, oraz metodę polegającą na przyciśnięciu go do czujnika, co pozwala chwilowo ograniczyć przepływ krwi i zmniejszyć wpływ hemoglobiny na wynik” – wyjaśnia. Nawet prosta czynność przyciśnięcia kciuka do czujnika jest zatem wynikiem starannego projektu i szczegółowej analizy.

Precyzja zamknięta w miniaturowym czujniku

Prace nad czujnikiem mierzącym współczynnik antyoksydacji Samsung rozpoczął w 2018 roku. Największym wyzwaniem było stworzenie rozwiązania na tyle małego, by zmieściło się w zegarku, a jednocześnie na tyle precyzyjnego, by mogło konkurować z dużą aparaturą laboratoryjną.

„Nawet drobna zmiana położenia diod LED czy fotodiod potrafiła wpływać na wyniki – wspomina Jinyoung Park. „Wykonaliśmy niezliczoną liczbę testów, aby znaleźć idealną konfigurację.”

▲ Prototypy czujników opracowane przed zintegrowaniem z Galaxy Watch8

Aby zapewnić wysoki poziom dokładności, zespół weryfikował działanie czujnika metodą spektroskopii Ramana – zaawansowanej techniki laserowej stosowanej w badaniach i diagnostyce do pomiaru skumulowanych karotenoidów na podstawie drgań cząsteczek. „Wymagany sprzęt jest duży i skomplikowany, dlatego nie nadaje się do codziennego użytku – wyjaśnia. „W Galaxy Watch8 zastosowaliśmy metodę LED-PD, która analizuje odbite od skóry światło, dzięki czemu możliwe było zminiaturyzowanie całej technologii. Następnie dopracowaliśmy dokładność czujnika, porównując jego wyniki właśnie ze spektroskopią Ramana.”

Zespół prowadził również badania porównawcze z wynikami badań krwi oraz badaniami klinicznymi. „Zweryfikowaliśmy precyzję pomiarów nieinwazyjnych, zestawiając poziomy karotenoidów we krwi z odczytami czujnika” – opowiada Park. „Uczestnicy badań klinicznych przez tydzień fotografowali i szczegółowo rejestrowali każdy posiłek, co pozwoliło powiązać ich spożycie owoców i warzyw z danymi zbieranymi przez smartwatch. Dzięki analizie statystycznie istotnej grupy liczącej kilka setek osób udało się naukowo potwierdzić skuteczność czujnika.”

Jinyoung Park podkreśla, że kluczową rolę w całym procesie odegrała współpraca. „Oprócz wieloletnich badań z prof. Joung, realizowaliśmy kliniczne projekty z Centrum Medycznym Samsung oraz współpracowaliśmy z Uniwersytetem Connecticut, aby uwzględnić dane z różnych grup etnicznych” – dodaje. „Eksperci z zakresu żywienia, medycyny i analizy konsumenckiej stworzyli sieć współpracy, dzięki której ta technologia mogła trafić do użytkowników.”

Jak najlepiej wykorzystać współczynnik antyoksydacji?

Aby w pełni wykorzystać współczynnik antyoksydacji, warto wiedzieć, jak często wykonywać pomiar. „Nagromadzenie karotenoidów w skórze do poziomu wykrywalnego zwykle zajmuje od dwóch do trzech tygodni” – wyjaśnia Jinyoung Park. „Dlatego zalecamy utrzymywanie zdrowej diety przez minimum dwa tygodnie oraz wykonywanie pomiaru raz lub dwa razy dziennie, o stałej porze.”

Aplikacja Samsung Health przedstawia wskazówki żywieniowe oparte na współczynniku antyoksydacji i pokazuje zmiany w formie przejrzystych raportów. Użytkownik może śledzić dane w ujęciu dziennym, tygodniowym, miesięcznym i rocznym, aby obserwować, jak jego styl życia wpływa na zdrowie w dłuższej perspektywie.

Oprócz diety współczynnik antyoksydacji może również odzwierciedlać zmiany wynikające z aktywności fizycznej i stylu życia. „Nadmierne wytwarzanie wolnych rodników w organizmie obniża poziom karotenoidów, co prowadzi do spadku współczynnika antyoksydacji” – wyjaśnia Jinyoung Park. „Może on na przykład tymczasowo zmniejszyć się po wyjątkowo intensywnym treningu.”

Asystent Google Gemini – po raz pierwszy dostępny w smartwatchach Galaxy – dodaje współczynnikowi antyoksydacji nową, praktyczną warstwę. „Kiedyś poprosiłam Gemini o polecenie pobliskich restauracji serwujących potrawy bogate w antyoksydanty i natychmiast zaproponował mi kilka naprawdę trafionych miejsc” – wspomina Park. „Połączenie współczynnika antyoksydacji ze spersonalizowanymi rekomendacjami AI jeszcze bardziej rozszerza możliwości indywidualnego dbania o zdrowie.”

Technologia, która przekłada codzienne nawyki na lepsze samopoczucie

Jinyoung Park porównuje współczynnik antyoksydacji do tłumacza, który przekłada codzienne posiłki i rytm życia na prosty sygnał świetlny na opuszku palca. „Często nie jesteśmy świadomi, jak naprawdę się odżywiamy ani ile stresu odczuwamy” – mówi. „Mam nadzieję, że współczynnik antyoksydacji stanie się takim tłumaczem, który pomoże ludziom lepiej zrozumieć własne samopoczucie.”

„Zapobieganie chorobom zaczyna się od zdrowej diety i stylu życia” – dodaje. „W czasach, gdy liczba chorób przewlekłych wśród młodszych pokoleń rośnie, współczynnik antyoksydacji może zaoferować wartościowe wskazówki wspierające rozwijanie zdrowszych nawyków.”

Jinyoung Park podkreśla także, że współczynnik antyoksydacji to tylko część szerszego ekosystemu. „Galaxy Watch i aplikacja Samsung Health oferują wiele dodatkowych funkcji, takich jak wynik energii czy wynik snu. Wszystkie one mają dostarczać użytkownikom bardziej kompleksowych analiz i pełniejszego obrazu ich zdrowia” – wyjaśnia.

W świecie, w którym coraz częściej dożywamy stu lat, rośnie znaczenie nie tylko długości życia, ale także jego jakości na każdym etapie. Smartwatche Galaxy Watch otwierają nowy rozdział spersonalizowanego dbania o zdrowie.

[1] Karotenoidy to związki antyoksydacyjne występujące w dużych ilościach w żółtych, pomarańczowych i zielonych owocach oraz warzywach.