Jam Tangan Cerdas Berbadanasa NASA Menawarkan Pemantauan Tingkat Medis untuk Astronaut & Pasien

Pengantar

Dikembangkan dengan pendanaan dari konsorsium yang didukung NASA, EmbracePlus menggabungkan kemampuan tingkat medis dan presisi dengan penampilan, rasa, dan kenyamanan produk konsumen. (Gambar: Empatica Inc.)

Hidup untuk astronaut di Stasiun Antarabangsa Angkasa sebagian besar kurang membebani daripada pada hari transbordasi angkasa, ketika misi sering mencakup banyak tujuan dan tonggak yang ditekan ke dalam waktu singkat. Itu tidak akan menjadi kasus, namun, untuk astronaut pertama yang bepergian ke permukaan Bulan selama program Artemis, katanya Alexandra Whitmire, Ilmuwan NASA yang tugasnya berkaitan dengan kesejahteraan dan kinerja astronaut.

"Misi Artemis akan sangat ambisius, dengan kru yang harus melakukan banyak tugas, kadang-kadang selama jam kerja yang panjang atau shift malam," katanya. "Jadwal mereka mungkin akan mengganggu pola tidur, mirip dengan apa yang kita alami pada hari transbordasi angkasa."

Peran Whitmire di NASA

Sebagai Manajer Ilmu untuk elemen Faktor Manusia dan Perilaku Perilaku dari Program Penelitian Manusia NASA, Whitmire mencari cara terbaik untuk memantau dan mendukung tidur astronaut untuk membantu memastikan keselamatan dan kinerja mereka. Dan miliknya hanyalah satu dari lima elemen dalam Program Penelitian Manusia di Johnson Space Center NASA di Houston. yang lain memiliki kekhawatiran seperti olahraga dan kebutuhan medis astronaut serta melindungi kesehatan mereka dari bahaya lingkungan angkasa, seperti radiasi.

Kebutuhan Perangkat Wearable

Sebagian besar upaya program dapat mendapat manfaat dari perangkat wearable yang mampu mengukur dan memberikan umpan balik pada fisiologi astronaut dengan berbagai cara. Itulah sebabnya, pada tahun 2020, Whitmire menemukan dirinya disajikan dengan karya terbaru dari perusahaan teknologi wearable medis Empatica Inc. dari Cambridge, MA.

Pengembangan EmbracePlus

Dengan bantuan NASA dan perhatian pada kebutuhan agensi, perusahaan telah mengembangkan jam tangan pintar yang memuat lima sensor dalam desain kecil, nyaman, dan menarik, yang sekarang secara komersial tersedia sebagai EmbracePlus.

Pengembangan prototipe perangkat didanai sebagian oleh dana dari Translational Research Institute for Space Health (TRISH), konsorsium penelitian yang mencari cara untuk mengurangi risiko bagi astronaut pada misi panjang. TRISH didanai oleh Johnson dan Baylor College of Medicine.

Produk Sebelumnya Empatica

Empatica sebelumnya telah mengkomersialkan jam tangan pintar tingkat ilmu yang dikenal sebagai E4, terutama untuk digunakan dalam penelitian akademik dan studi klinis, serta jam tangan pintar untuk mendeteksi kejang epilepsie untuk memperingatan perawat, yang disebut Embrace2, yang dirancang untuk menarik dan nyaman untuk penggunaan sehari-hari.

Untuk EmbracePlus, perusahaan ingin menggabungkan penampilan dan rasa yang menyenangkan dari Embrace2 dengan kemampuan dari E4. Ini termasuk akselerometer untuk mendeteksi gerakan, sensor suhu, sensor inframerah yang memantau aktivitas jantung dan pernapasan, dan yang lain yang mendeteksi aktivitas listrik di kulit, yang berkaitan dengan aktivitas sistem saraf. EmbracePlus juga menambahkan giroskop untuk deteksi gerakan yang lebih halus.

"EmbracePlus menggabungkan desain yang indah dari Embrace2 dengan kemampuan pengumpulan data dari E4, jadi itu adalah perangkat medis dengan penampilan dan rasa konsumen, yang dapat dengan mudah dipakai dalam kehidupan sehari-hari," kata Simone Tognetti, Chief Technology Officer di Empatica.

Dana TRISH dan Pengembangan

Pengembangan yang dilakukan dengan bantuan pendanaan TRISH termasuk mengevaluasi berbagai sensor untuk mendeteksi detak jantung dan aliran oksigen, menjalankan uji coba pada fitur kritis, mengintegrasikan semua komponen dan elemen desain, menentukan faktor bentuk paling nyaman, dan memilih layar, di antara pekerjaan lainnya.

"Dana itu memungkinkan kami untuk mengimplementasikan fitur teknik penting, seperti menempatkan sensor aktivitas elektrodermal pada pita yang nyaman dan dapat dilepas," katanya Tognetti, merujuk pada sensor untuk aktivitas listrik di kulit. "Ini adalah hasil dari banyak penelitian dan pengembangan keimplantasian, koneksi listrik, dan implikasi kualitas sinyal dari berbagai konstruksi."

Kebutuhan Program Penelitian Manusia

Kebutuhan Program Penelitian Manusia untuk perangkat yang akan digunakan oleh astronaut di angkasa dan bahkan dalam studi di tanah juga membentuk jam tangan ini. Whitmire mencatat bahwa desain kecil, ringan, dan nyaman adalah esensial untuk program angkasa. "Anda benar-benar membutuhkan perangkat yang tidak mengganggu, yang tidak membebani, jadi tidak menyebabkan stresan dalam dan dirinya sendiri," katanya.

Persyaratan NASA

Tognetti mengatakan NASA juga mengharuskan teknologi untuk hemat energi, mudah digunakan, dan cukup kuat untuk bekerja di lingkungan angkasa yang keras. "Kami memiliki mode hardware yang dapat disesuaikan untuk mengoptimalkan pengumpulan data dengan umur baterai, memori bawaan yang dapat menyimpan hingga 55 hari data dalam kasus konektivitas rendah, dan layar daya rendah yang juga membantu dalam troubleshooting," katanya.

Pengumpulan Data Otomatis

Sementara itu, perangkat secara otomatis dan berkelanjutan mengumpulkan data dan mentransmisikannya melalui Bluetooth ke aplikasi pendampingnya, yang mendorongnya ke cloud. "Yang perlu dilakukan pengguna adalah memastikan perangkat diisi dan terhubung," katanya, mencatat bahwa aplikasi juga akan mengingatkan pengguna bahkan untuk langkah-langkah ini.

Produksi Massal EmbracePlus

EmbracePlus memasuki produksi massal pada tahun 2021. Ini telah disetujui oleh Badan Pangan dan Obat AS sebagai komponen kunci dari Platform Pemantauan Kesehatan Empatica. Tognetti menggambarkannya sebagai platform di mana algoritma machine learning dapat menganalisis aliran data simultan dari berbagai tipe sensor untuk mendeteksi dan memantau berbagai aspek kesehatan. Data sensor EmbracePlus dapat digabungkan dengan cara baru untuk mengidentifikasi kondisi yang berbeda. Misalnya, selama pandemi COVID-19, perusahaan mengembangkan algoritma untuk mendeteksi infeksi pernapasan sebelum gejala muncul.

Penggunaan Klinis dan Penelitian

"Perangkat wearable ini sudah digunakan dalam uji coba klinis skala besar dan penelitian akademik," katanya Tognetti, mencatat bahwa pelanggan termasuk beberapa perusahaan farmasi terbesar dan proyek penelitian besar di seluruh dunia. Di antaranya dua inisiasi yang didanai Uni Eropa — proyek Sleep Revolution, yang berusaha menggunakan machine learning untuk mendiagnosis dan mengobati sleep apnea, dan proyek TIMESPAN, yang melihat interseksi antara gangguan hiperaktivitas deficit perhatian dan kondisi seperti diabetes dan penyakit kardiovaskular, dengan harapan untuk mengoptimalkan dan mempersonalisasi perawatan.

Untuk penelitian dan uji coba klinis, katanya, "dapat mendapatkan pengukuran standar emas dari peserta di rumah atau kantor mereka tanpa bergantung 100 persen pada pelaporan diri, atau kunjungan situs mingguan yang hanya menyediakan metrik tangkapan, berarti data berkualitas lebih tinggi dan beban peserta yang jauh lebih rendah."

Masa Depan

Di masa depan, Tognetti mengatakan, perusahaan juga ingin Platform Pemantauan Kesehatan Empatica, termasuk EmbracePlus, menjadi "alat pilihan" untuk memantau kesehatan pasien di luar klinik.

Pertimbangan di NASA

Kembali di Johnson Space Center, Whitmire mengatakan EmbracePlus adalah salah satu perangkat yang dipertimbangkan untuk mengukur tanda vital dan aktivitas tidur-bangun dalam penerbangan angkasa dan penelitian tanah. Itu adalah akselerometer perangkat, yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi siklus tidur-bangun, yang sebagian besar memenuhi kelompoknya, tetapi dia mencatat bahwa beberapa sensor lain mungkin menjadi minat untuk elemen lain dari Program Penelitian Manusia.

Penggantian Perangkat

Perangkat yang dipakai di pergelangan tangan yang digunakan astronaut untuk mengumpulkan data sedang keluar dari produksi, dan dia mengatakan EmbracePlus dapat mengatasi beberapa keterbatasan perangkat sebelumnya, termasuk kenyamanan dan konektivitas, terutama mengingat perangkat lain tidak mem-stream data secara real time.

Aplikasi di Luar Bidang Medis

Untuk memantau tidur, Whitmire mengatakan dia pikir perangkat seperti EmbracePlus juga dapat menemukan aplikasi di luar bidang medis. Dia mencatat bahwa pengiriman, kereta api, dan industri lain memiliki sistem manajemen kelelahan yang bergantung besar pada pelaporan diri. "Ada penelitian yang terbukti menunjukkan bahwa kita mengurangi efek kekurangan tidur pada kinerja kita," katanya. "Saya melihat jenis perangkat ini, dan ya, mereka penting untuk penelitian, tetapi dalam pengaturan terapan, kemampuan mereka untuk memberikan umpan balik objektif memiliki potensi untuk meningkatkan keselamatan di banyak industri dan mempromusikan perawatan orang yang bekerja jam panjang atau shift malam."

Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi disini.

Transkrip

Tidak ada transkrip yang tersedia untuk video ini.