- University of Waterloo के इंजीनियरों ने कलाई पर पहनी जाने वाली blood glucose sensing तकनीक विकसित की है, जिससे डायबिटीज़ मरीज उंगली चुभोए बिना blood sugar ट्रैक कर सकें
- यह डिवाइस satellite weather observation में इस्तेमाल होने वाली radar तकनीक को miniaturize करके शरीर के अंदर होने वाले बदलाव पढ़ती है, और radar chip, metasurface, microcontroller का साथ में उपयोग करती है
- शोध टीम का metasurface radar signal की resolution और sensitivity बढ़ाता है, जिससे glucose स्तर में छोटे बदलाव भी अधिक सटीकता से मापे जा सकें
- अभी डिवाइस को USB cable से power मिलती है, लेकिन शोधकर्ता portability के लिए battery उपयोग optimization की योजना बना रहे हैं और blood pressure जैसे अन्य health data इकट्ठा करने का भी लक्ष्य रखते हैं
- minimum viable product पहले से ही clinical trials में उपयोग हो रहा है, और टीम industry partners के साथ मिलकर इसे अगली पीढ़ी के wearable में लागू करने पर काम कर रही है
बिना सुई वाली कलाई-आधारित blood glucose monitoring
- University of Waterloo के शोधकर्ताओं ने डायबिटीज़ जैसी chronic health समस्याओं वाले लोगों के लिए wearable blood glucose sensing system विकसित किया है, ताकि वे glucose स्तर ट्रैक कर सकें
- मौजूदा glucose tracking अक्सर बार-बार उंगली चुभोने या micro-needles वाले invasive wearable patch इस्तेमाल करने पर निर्भर करती है
- नया सिस्टम त्वचा को भेदता नहीं है, इसलिए इसका लक्ष्य दर्द और infection के जोखिम को कम करना और रोज़मर्रा की monitoring का बोझ घटाना है
- Dr. George Shaker ने समझाया कि जैसे satellite radar वायुमंडलीय बदलाव, बादल और तूफानों की गति को देखता है, वैसे ही उसी radar तकनीक को wearable device में डालकर मानव शरीर में होने वाले बदलाव देखे जाते हैं
radar और metasurface से sensing precision में सुधार
- यह सिस्टम तीन components पर काम करता है
- radar chip: शरीर के आर-पार जाने वाले signals को transmit और receive करता है
- metasurface: signals को बेहतर focus करके accuracy बढ़ाता है
- microcontroller: AI algorithm के जरिए radar signals को process करता है
- algorithm समय के साथ data से सीखता है और measurement की accuracy और reliability को बेहतर बनाता है
- शोध टीम द्वारा विकसित metasurface radar की resolution और sensitivity बढ़ाता है, जिससे glucose स्तर में छोटे बदलाव भी detect किए जा सकते हैं
- यह सिस्टम blood flow के सीधे संपर्क के बिना भी precise measurement का लक्ष्य रखता है, और इसमें मौजूदा तरीकों की तरह त्वचा को भेदने की ज़रूरत नहीं होती
clinical trials और अगला चरण
- अभी डिवाइस को USB cable से power दी जाती है, लेकिन portability बढ़ाने के लिए शोधकर्ता battery उपयोग को optimize करने की योजना बना रहे हैं
- लंबे समय में इसका उपयोग glucose के अलावा blood pressure जैसे अन्य health-related data इकट्ठा करने में भी हो सकता है
- minimum viable product पहले से clinical trials में इस्तेमाल हो रहा है, और शोध टीम industry partners के साथ मिलकर इसे market-ready device के और करीब ले जा रही है
- संबंधित शोधपत्र "Radar near-field sensing using metasurface for biomedical applications" Nature की Communications Engineering में प्रकाशित हुआ है
1 टिप्पणियां
Hacker News की राय
टाइप 1 डायबिटीज़ मरीज के नजरिए से, CGM उंगली में सुई चुभाकर लंबे समय तक ब्लड टेस्ट करने की तुलना में उतना invasive नहीं है
फिर भी smartwatch वाला तरीका अच्छा लग सकता है, और असल में CGM की readings smartwatch पर देखना काफी अच्छा होता है
Apple ने भी पहले इस दिशा में research की थी, लेकिन जहां तक याद है, डायबिटीज़ मरीजों के लिए सुरक्षित इस्तेमाल के लिहाज से accuracy कम थी
Dexcom या Freestyle CGM की तुलना में accuracy statistics जानने की उत्सुकता है, और निजी तौर पर मुझे लगता है कि closed-loop CGM+insulin pump systems का लगातार बेहतर होना quality of life सुधारने में ज्यादा बड़ा असर डालता है
इसलिए जब पूरे trend के बजाय किसी सटीक क्षण की reading चाहिए होती है, तो अब भी finger-prick test की सलाह दी जाती लगती है
लेख में कहा गया है कि “bloodstream से सीधे संपर्क के बिना इस स्तर की precision दे सकने वाली कोई technology नहीं है,” इसलिए ऐसा लगता है कि वे दावा कर रहे हैं कि यह मौजूदा CGM से clinically meaningful तरीके से बेहतर है
सच में यह कितना plausible है, या यह interstitial fluid के बजाय सीधे blood glucose मापता है, यह मुझे नहीं पता
सटीक संख्या के बजाय सिर्फ approximate range जानना भी काफी होता है, और खाने के साथ संबंध हमेशा अच्छा नहीं रहा है, इसलिए CGM न हो तो नियंत्रण बहुत आसानी से बिगड़ जाता है
हालांकि Libre 3 जैसे इतने छोटे CGM के दौर में, जिन्हें असल में लगभग महसूस ही नहीं किया जाता, टाइप 1 डायबिटीज़ के लिए accuracy गंवाकर wrist-based CGM इस्तेमाल करने की value कम लगती है, खासकर इस शर्त पर कि insurance cost cover कर रहा हो
https://www.inredadiabetic.nl/en/home-english/
अगले कदम के तौर पर मुझे उस नए insulin research से ज्यादा उम्मीद है जो bloodstream में glucose होने पर ही active होता है
नाम याद नहीं है, लेकिन हाल में भी शेयर हुआ था; सुनने में ऐसा लगा कि शरीर में पर्याप्त मात्रा बनाए रखो, बाकी वह खुद regulate कर लेता है
तब तक, Freestyle और Omnipod Dash को iAPS के साथ closed loop में सेट करना game changer रहा; blood glucose peaks लगभग खत्म हो गए और HBA1c भी non-diabetic level तक आ गया
उम्मीद है productization अच्छी तरह होगी, और launch होने पर मैं निश्चित रूप से इसे आजमाऊंगा
दिलचस्प है, लेकिन prototype के wristwatch form factor में होने की वजह से लगता है कि यह industry partners की investment valuation बढ़ाने के लिए media demo जैसा कुछ ज्यादा है
“आगे चलकर शायद blood pressure भी माप सके” जैसी forward-looking बातें भी यह impression मजबूत करती हैं
अगर यह ईंट जितना बड़ा हो या power supply को screen के बाहर न छिपाया गया हो, फिर भी अगर needles हटाई जा सकें तो यह डायबिटीज़ मरीजों के लिए बहुत बड़ा फायदा होगा
पहले concept काम करता है और ठोस numbers दिखाइए, फिर miniaturization कीजिए—मुझे तो ऐसा लगता है
असली science अपने-आप में दिलचस्प है, और paper यहां है: https://www.nature.com/articles/s44172-024-00194-4
समस्या यह है कि title या article quotes में दिए गए conclusions बिल्कुल justify नहीं होते, और यह typical press-release science है
paper देखने पर पता चलता है कि उन्होंने वास्तविक humans या animals के blood glucose पर कोई test नहीं किया
मुख्य बात millimeter-wave radar system की resolution और sensitivity बढ़ाने वाले metasurface design की है, और यहां से “डायबिटीज़ मरीजों को अब needles की जरूरत नहीं” तक पहुंचना “बाकी उल्लू बना दीजिए” से करीब 100 गुना ज्यादा छलांग है
फिर जोर देकर कहूंगा कि मैं research को कमतर नहीं बता रहा, बल्कि उसे बढ़ा-चढ़ाकर पेश करने के तरीके की आलोचना कर रहा हूं
Aktiia जैसे wrist-based blood pressure monitors पहले से मौजूद हैं
यह arm cuff जितना accurate नहीं है, लेकिन routine monitoring के लिए काफी है
https://aktiia.com/
DiaMonTech ने 10 साल से ज्यादा समय से non-invasive blood glucose monitoring पर research की है
यह कठिन और complex problem है, इसलिए clinical data न हो तो मैं बहुत skeptical रहता हूं
हालिया clinical trial में उन्होंने shoebox-size device से FDA-approved शुरुआती invasive devices जैसी accuracy हासिल की, और अभी भी काम बाकी है
paper का preprint यहां है: https://www.researchsquare.com/article/rs-5289491/v1
नए development exciting हैं, लेकिन इस मामले में यह जल्द market तक पहुंचेगा या नहीं, इसे लेकर भरोसा करना मुश्किल है
site पर काम करने वाला shoebox-size device है, लेकिन लिखा था कि “size की वजह से” वे सिर्फ hospitals को target कर रहे हैं
निजी तौर पर, shoebox-size भी हो तो मैं खुशी से खरीदूंगा
अगर उंगली में चुभाना न पड़े और test strips न खरीदनी पड़ें तो बेहतरीन होगा; non-invasive और accurate हो तो 4U rackmount भी चलेगा
“एक minimum viable product पहले से है जो clinical trials में इस्तेमाल हो रहा है, और पूरी तरह saleable device बनने तक अभी कुछ काम बाकी है, लेकिन हम काफी करीब आ गए हैं” जैसे phrases मैं अक्सर देखता हूं
लगता है लोग MVP में “viable”, यानी वास्तव में इस्तेमाल करने लायक हिस्से को नजरअंदाज कर देते हैं
अगर इसे पूरी तरह saleable device बनाने के लिए और काम चाहिए, तो मौजूदा stage में यह viable नहीं है
फिर भी शुभकामनाएं
अगर non-invasive glucose sensing में दिलचस्पी है, तो मैं इस सामग्री की बहुत जोरदार सिफारिश करूंगा: https://www.nivglucose.com/The%20Pursuit%20of%20Noninvasive%...
Radio frequency-आधारित approach की समस्या यह है कि यह glucose-specific नहीं है
glucose molecules अपने आकार और bond types की वजह से खास wavelengths की infrared light absorb करते हैं, लेकिन radio frequency पर कोई specific absorption नहीं दिखाते
इस paper में pure water में glucose को physiological concentration के 100 गुना स्तर पर measure किया गया था
मैं देखना चाहूंगा कि क्या यह whole blood या tissue phantom में काम करता है, या दूसरे solutes से स्वतंत्र रूप से सिर्फ glucose को measure कर सकता है
paper में जो चीज़ गायब है, वह glucose sensing की accuracy numbers हैं
अगर यह needle का alternative है, तो पहला सवाल यही होना चाहिए कि measurements की तुलना कैसे होती है
approach नया हो सकता है, लेकिन शायद यह accurate measurement में needle को replace नहीं कर पाएगा
बेशक, हो सकता है performance comparison मेरी नज़र से छूट गया हो
https://chaos.social/@jaseg/113777015012964743
correction: नहीं, लगता है इसका जिक्र नहीं है
weather satellites से तुलना भ्रामक है और इस technology को बढ़ा-चढ़ाकर दिखाती है
weather radar known atmospheric altitudes पर मौजूद water droplets detect करता है, और यह tissue layers के पार blood में glucose concentration measure करने से fundamentally अलग समस्या है
यहां असली breakthrough radar technology नहीं है, जो कई सालों से मौजूद है, बल्कि बेहद noisy radar reflections से meaningful blood glucose data निकालने वाली machine learning pipeline है
मैंने paper अभी नहीं पढ़ा है, लेकिन इस thread की reactions देखकर लगता है कि proposed system glucose sensing, या कई proxy byproducts/complexes को detect करने के लिए optimized dielectric spectroscopy device के ज्यादा करीब होगा
उदाहरण के लिए यह Wikipedia page देखें: https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_spectroscopy
दाईं ओर के figure में, आम तौर पर low frequency से high frequency की तरफ जाते हुए ions की motion response, dipole moment वाले molecules की reorientation response, molecular vibrational modes की excitation, और electron orbital transitions से electronic excitation वगैरह दिखते हैं
correction: मैंने अभी article नहीं पढ़ा है, इसलिए इसकी सत्यता की गारंटी नहीं दे रहा
माहौल खराब करने के लिए माफ़ करें, लेकिन non-invasive blood glucose measurement पर काफी peer-reviewed papers प्रकाशित कर चुके मेरे कुछ चुनिंदा acquaintances में से एक इस technology को लेकर बहुत skeptical हैं
radar near-field sensing इस्तेमाल करने का idea बिल्कुल नया नहीं है, और अब तक इससे कुछ हासिल नहीं हुआ है
इस field में “breakthroughs” बहुत आम हैं: https://finance.yahoo.com/news/liom-cracks-holy-grail-non-22...
वह acquaintance उन गिने-चुने लोगों में से है जिनके पास ठोस technology है जो शायद सच में काम कर सकती है, लेकिन भविष्य ही बताएगा
मैं link नहीं दूंगा, और हां, company ने funding हासिल की है
फिर भी एक बात से सहमत हूं
अब हम उस stage पर हैं जहां “जल्द संभव होगा” कहने वालों से ज्यादा, सच में ऐसा device बेचने वालों का इंतज़ार करना चाहिए
working principle की explanation किसी खराब SF thriller में आने वाली plausible-sounding tech bullshit जैसी लगती है
micro radar metasurface — यह देखकर हैरानी होती है कि यह सच में मौजूद concept है
metasurface लगभग हमेशा fancy नाम वाला patch antenna ही होता है
कुछ parameters कम करके देखें तो इसे resonant circuit भी माना जा सकता है
किसी भी PCB design software में कुछ ही मिनटों में metasurface design किया जा सकता है, और low-tech PCB fabrication equipment से बनाया जा सकता है
यहां उन्होंने complementary split-ring resonator नाम की एक खास patch antenna array इस्तेमाल की है, और वही metasurface है
एक मायने में सभी split-ring resonators “micro radar” surfaces हैं, क्योंकि split-ring resonators को wavelength की तुलना में electrically small design किया जाता है
लगता है researchers ने इस बात का फायदा उठाया कि bloodstream में glucose changes blood की dielectric properties बदलते हैं, और surrounding dielectric के हिसाब से complementary split-ring resonator की resonance characteristics बदलती हैं
dielectric किसी material की electrical properties बताने वाला शब्द है; उदाहरण के लिए, high permittivity होने पर electromagnetic wave की phase velocity धीमी हो जाती है, जिससे radio-frequency systems में कई measurable effects पैदा होते हैं
यह अच्छी engineering work लगती है, लेकिन antennas पढ़ना शुरू करने के समय से ही “metasurface” शब्द मुझे थोड़ा दिखावटी jargon जैसा लगा है
“microcontroller artificial intelligence algorithm से radar signal process करता है” — अच्छा है कि primitive machine learning और basic control mechanisms को artificial intelligence के रूप में rebrand कर दिया गया
artificial intelligence C से भी पुराना है, और सच में Lisp से भी पहले मौजूद था
“IPL का उपयोग उन्हीं authors द्वारा बनाए गए early artificial intelligence programs — Logic Theorist (1956), General Problem Solver (1957), और computer chess program NSS (1958) — को implement करने के लिए किया गया था”
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Information_Processing_Langu...
जल्द ही fast Fourier transform को भी artificial intelligence के रूप में rebrand कर दिया जाएगा
अब एक ऐसी generation बड़ी हुई है जो इस idea पर पली है कि computer जो भी करता है वह AI है, इसलिए computer जो भी करता है उसे AI कहा जाना अब चौंकाने वाला नहीं है