З лабораторії на зап’ястя: перша в галузі технологія відстеження поживності харчування від Samsung для Galaxy Watch

Все почалося з простого питання: що, якби можна було оцінювати поживність свого харчування в реальному часі, просто на зап’ясті?

Антиоксидантний індекс від Samsung на Galaxy Watch8 перетворює те, що колись здавалося науковою фантастикою, на звичну функцію. За п’ять секунд сканування великого пальця він визначає точний рівень каротиноїдів – це перший в галузі вимірюваний індекс поживності харчування.

Зменшена з винятковою точністю сенсорна технологія лабораторного класу перетворює ваш раціон на ефективний інструмент для здоровішого старіння. Створення цього нового стандарту носимих пристроїв для відстеження стану здоров’я вимагала років інтенсивних досліджень і розробок, створення численних прототипів і непохитної рішучості.

Нові підходи до моніторингу харчування

У 2018 році Samsung виявила серйозну проблему функціоналу носимих пристроїв: користувачі могли підрахувати кожен крок і калорію, але не було простого способу виміряти, як раціон впливає на їхнє здоров’я. Докладніша інформація про харчування була доступна лише за допомогою дорогих і тривалих лабораторних тестів, недоступних для багатьох людей.

Проте зараз що довшою стає тривалість життя, то більша увага зосереджується на покращенні якості цих додаткових років.

«У цьому контексті антиоксиданти природно привертають до себе увагу як до засобу для уповільнення старіння, – пояснює доктор Хьоджі Чон, експерт із громадського здоров’я та харчування Сеульського національного університету¹, який керував частиною розробки цієї технології. – Якщо нехтувати антиоксидантами, в організмі накопичуються активні форми кисню (АФК), що збільшує ризик хронічних захворювань, як от діабет, рак і серцево-судинні захворювання».

Це усвідомлення зробило вимірювання рівня антиоксидантів основою стратегії Samsung. Інженери та вчені зосередилися на каротиноїдах – ключових антиоксидантах і перевірених індикаторах споживання фруктів та овочів, – щоб створити пристрій, достатньо маленький, щоб носити на зап’ясті, але водночас потужний, щоб він перетворював складні дані про антиоксиданти на прості та корисні для всіх поради щодо здоров’я.

Перший прототип спектроскопічного сенсора антиоксидантів

Готова до клінічного застосування версія сенсора

Прототип, розроблений для використання в продуктах для догляду за шкірою

Виклик №1: як зменшити розмір сенсорної технології лабораторного класу

Від самого початку мрія про носимий пристрій для відстеження поживності раціону харчування зіткнулася з першою перешкодою: традиційні методи вимірювання рівня каротиноїдів, такі як раман-спектроскопія, базуються на лазерній технології, вони неінвазивні та точні, але потребують використання громіздких приладів, що аж ніяк не можна носити на собі. Тому першим завданням команди було зменшити розмір лабораторної технології до датчика, що поміститься на зап’ясті.

Після семи років ретельних випробувань та оптимізації з моменту створення першого прототипу команда розробила Біоактивний датчик – революційну технологію, яка поєднує світлодіоди з різною довжиною хвилі та спеціальну матрицю фотодетекторів, що забезпечує точні показники каротиноїдів у компактному дизайні.

«Нашим найбільшим здобутком стало поєднання спектроскопії відбиття зі світлодіодами, що дозволило нам значно зменшити розмір технології, зберігши при цьому високий рівень точності», – пояснює Джиньюнг Парк, розробник із команди Digital Health у Samsung Electronics.

Модулі датчиків LED-PD з антиоксидантним сенсором

На відміну від лазерів, що випромінюють гостру, вузьку хвилю, світлодіоди випромінюють ширший діапазон хвиль. Аналізуючи, скільки світла поглинається шкірою на різних довжинах хвиль за допомогою фотодіодів², годинник оцінює рівень каротиноїдів із високою точністю. Точність також підтримують сучасні алгоритми, які постійно оновлюються в реальному часі, надаючи персоналізовану інформацію кожному користувачеві.

Тестовий зразок прототипу годинника LED-PD

Виклик № 2: як забезпечити доступність технології для всіх

Створення настільки компактного каротиноїдного датчика було важливим етапом, але наступним викликом стало забезпечення його точної та надійної роботи на різних типах шкіри, щоб зробити його використання доступним для всіх.

Щоб подолати такі ускладнення, як вплив меланіну в темніших тонах шкіри на вимірювання, інженери Samsung вирішили використовувати для сканування кінчик пальця, оскільки в представників усіх етнічних груп саме там міститься найменше меланіну. Інженери також додали невеликі механізми регулювання, як от легкий натиск кінчиком пальця під час сканування, що допомагає тимчасово зменшити кровообіг і вплив гемоглобіну, роблячи результати точнішими.

До масштабних випробувань, проведених у Медичному центрі Samsung³, було залучено сотні учасників, щоб підтвердити ефективність датчика. Це відкрило шлях для функції, яка з лабораторії успішно потрапила до користувачів по всьому світу, запропонувавши інклюзивне рішення, розроблене для повсякденного життя.

Як це працює

Каротиноїди – це природні червоні, жовті та зелені пігменти, що містяться у фруктах та овочах. Оскільки наш організм не може самостійно виробляти каротиноїди, їхній рівень в організмі дає чітке уявлення про те, скільки фруктів та овочів споживає людина.

Саме тут і необхідний Антиоксидантний індекс, що відображає рівень каротиноїдів у таких категоріях:

• Дуже низький: менше 50% від рекомендованої ВООЗ щоденної норми, яка становить 400 г на день
• Низький: від 50% до 100%
• Оптимальний: 100% і більше

«Каротиноїди в шкірі накопичуються і метаболізуються в тканинах поступово, тому короткочасні зміни у споживанні фруктів і овочів не одразу відображаються на показниках, – пояснює доктор Хьоджі Чон. – Наше дослідження показує, що збільшення споживання каротиноїдів призводить до значного підвищення їхнього рівня в шкірі приблизно за 1-2 тижні, що робить Антиоксидантний індекс цінним інструментом для відстеження постійних, довгострокових харчових звичок».

Фактори способу життя, як от якість сну, рівень стресу та фізична активність, також впливають на Антиоксидантний індекс, що робить його комплексним показником загального стану здоров’я. У поєднанні з іншими функціями Galaxy Watch8, такими як тренування сну, відстеження активності та Судинне навантаження, Антиоксидантний індекс пропонує детальний аналіз вашого самопочуття, допомагаючи приймати розумніші рішення для здоровішого старіння.

Ваше оновлене здоров’я

«Нові носимі датчики можуть допомогти людям сформувати здорові харчові звички, відстежуючи та заохочуючи щодня споживати достатньо фруктів і овочів, – каже професор Юнхо Чой із Медичного центру Samsung. – Згодом ця проста практика може допомогти запобігти деяким видам раку та іншим віковим захворюванням, що робить її дуже ефективним способом підтримки здоров’я в довгостроковій перспективі».

Антиоксиданти – це галузь, що привертає все більше уваги, але дослідження в цій сфері були обмеженими через складнощі точного вимірювання. Антиоксидантний індекс у Galaxy Watch8 виходить за межі сучасних розробок у цій сфері та пропонує важливі інновації.

Здатність Samsung точно вимірювати рівень антиоксидантів, визнана експертами як еталон для майбутніх досліджень, є проривом у моніторингу здоров’я. Samsung прокладає шлях до розумнішого та проактивного підходу до здоров’я та переосмислення ролі носимих пристроїв у профілактичній медицині, допомагаючи користувачам виявляти ризики на ранній стадії та вживати активних заходів для поліпшення здоров’я.

¹Сеульський національний університет є провідним навчальним закладом Південної Кореї.
¹Фотодіоди – це напівпровідникові пристрої, які перетворюють світло на електричні сигнали.
¹Медичний центр Samsung у Сеулі, Південна Корея, є провідним медичним закладом, відомим своєю турботою про пацієнтів, передовими медичними технологіями та спеціалізованими центрами, такими як Комплексний онкологічний центр та Центр протонної терапії.