據(jù)彭博社報道，科技巨頭蘋果正在推進(jìn)無創(chuàng)連續(xù)血糖監(jiān)測項目的研發(fā)并取得了重大進(jìn)展，未來有望整合在Apple Watch上。目前糖尿病患者大部分采取指尖血測血糖，或者采用“半長期”式的每兩周更換一次的CGM產(chǎn)品。但蘋果的方式完全不同，蘋果的技術(shù)方案是使用硅光子芯片來測量，這一套系統(tǒng)能將特定波長的激光發(fā)射至皮下特定區(qū)域，通過測量毛細(xì)血管滲透出的間質(zhì)液，將相關(guān)的葡萄糖濃度信息反射回Apple Watch傳感器中，進(jìn)而通過算法確定使用者的血糖水平。

作為營收的重要組成部分，Apple Watch在蘋果產(chǎn)品矩陣中占據(jù)重要地位。據(jù)市場調(diào)查機構(gòu)Counterpoint公布的數(shù)據(jù)顯示，2022年蘋果Apple Watch出貨量占全球市場的34.1%，是全球銷量最高的品牌，并且占據(jù)全球智能手表領(lǐng)域60%的營收，可謂是無可爭議的霸主。

蘋果想做的從來就不是一款簡單的手表。Apple Watch從最開始的額外配置集成心率傳感器用于健身追蹤，到后來的增加EEG檢測、殘疾人士輔助功能，再到如今，Apple Watch已經(jīng)發(fā)展到了第八代，可以配合eSIM當(dāng)做獨立設(shè)備使用，而且ECG心電圖、心臟健康、血氧監(jiān)測等健康功能也逐步落地，成為一個具備自己生態(tài)系統(tǒng)的平臺型產(chǎn)品。

蘋果公司在無創(chuàng)連續(xù)血糖監(jiān)測項目取得重大進(jìn)展在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域可謂是一個重磅消息。據(jù) IDF（國際糖尿病聯(lián)盟，International Diabetes Federation）2021年全球糖尿病報告統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球成年糖尿病患者已達(dá)5.37億，并推測到2045年，這一數(shù)字將達(dá)到7.83億。對于糖尿病患者來說，無創(chuàng)血糖監(jiān)測是一個重要的需求，目前的有創(chuàng)血糖監(jiān)控對于患者來說不僅麻煩而且痛苦，同時成本大，消耗高，因此如果能實現(xiàn)高精度無創(chuàng)血糖監(jiān)控，無疑是給全球眾多的糖尿病患者帶來了福音，同時擁有該技術(shù)的智能健康可穿戴設(shè)備也將會進(jìn)一步打開可穿戴設(shè)備的市場份額。

大有可為的生物傳感芯片

深耕于生物醫(yī)療芯片領(lǐng)域十幾年，國內(nèi)芯片廠商暖芯迦在血糖檢測方面也在持續(xù)發(fā)力中。

在CGM領(lǐng)域，暖芯迦自主研發(fā)的九感BMS系列芯片，可用來檢測核酸和生物標(biāo)記物等生物分子信號。該 SoC 包含一個靈敏度極高的4電極電流測量模塊，可準(zhǔn)確檢測預(yù)期的生物分子目標(biāo)。

九感BMS002芯片實物圖

它還具有一個嵌入式ARM Cortex-M0 MCU和直接連接到紐扣電池的阻抗測量模塊。嵌入式的 ARM Cortex-M0 為用戶提供了靈活性，使用戶能夠?qū)嵤┳约旱膶Ｓ媒鉀Q方案。其血糖檢測工作原理即運用電化學(xué)法實現(xiàn)人體血糖濃度檢測，生物體液-血糖與傳感器上的血糖氧化酶發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生微弱電流，MCU通過ADC采集電流信號原始AD值，經(jīng)過相應(yīng)特定算法轉(zhuǎn)換即可得到人體血糖濃度值。該系列芯片還包括1.5V低功耗藍(lán)牙，多種斷電模式和8 MHz 的可配置 CPU 頻率，可實現(xiàn)超低功耗。

有了這些特性，搭配不同電極和探頭實現(xiàn)無創(chuàng)、高效、定量的各種生物分子信號檢測如葡萄糖、乳酸、尿酸、肌酐等。在神經(jīng)元動作電位與基因堿基信號的高通量檢測等前沿領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。

無創(chuàng)血糖之外的其他熱門生物傳感芯片應(yīng)用

如前所述，蘋果的無創(chuàng)血糖監(jiān)控技術(shù)可望大大提升可穿戴設(shè)備的市場容量，并且?guī)酉嚓P(guān)生物傳感器的市場和技術(shù)。而可穿戴設(shè)備結(jié)合生物傳感器技術(shù)除了無創(chuàng)血糖之外，還有其他的生物傳感應(yīng)用給用戶帶來更多的健康檢測體驗。

暖芯迦作為國內(nèi)領(lǐng)先并且較早實現(xiàn)生物芯片商業(yè)化落地的公司，推出了一系列生物芯片以全面覆蓋生物電信號處理的大部分應(yīng)用。在生命體征信號檢測領(lǐng)域，暖芯迦推出了九感EPC001- 一款全新的專為采集生物電信號而設(shè)計的傳感芯片系統(tǒng)（SoC），是業(yè)內(nèi)首款可同時監(jiān)測心電(ECG)、脈搏（PPG）、腦電（EEG）和肌電信號（EMG）的SoC芯片。

九感EPC001芯片實物圖

九感EPC001集成了高精度EEG、ECG、EMG和PPG模擬前端和強大的單片機（MCU），同時還集成了強大的ECG/PPG特征提取功能（Heart APP），可以廣泛應(yīng)用于各種低功耗、高性能的可穿戴產(chǎn)品。該款芯片可替換消費類電子手表、智能穿戴產(chǎn)品、多參數(shù)健康檢測產(chǎn)品等原有的方案用來測量心率、脈搏、心率變異性、心率不齊參數(shù)、呼吸率、焦慮指數(shù)、QT間期、血氧、血壓等參數(shù)。

由于芯片的采集精度足夠高，該款芯片也適用于醫(yī)療器械產(chǎn)品，如多導(dǎo)聯(lián)心電圖檢測或者做專業(yè)多導(dǎo)聯(lián)設(shè)備心電設(shè)備、醫(yī)療器械類的多通道信號采集設(shè)備。芯片同時又可以采集腦電和肌電，所以也適用于無線腦電采集設(shè)備，可以從大腦表皮采集腦電波信號、腦電控制類場景的應(yīng)用和肌電圖機等。

生物傳感芯片未來可期

智能化、便攜化的概念不斷普及，人們的健康管理意識也處于大爆發(fā)階段，無論是健康、亞健康人士還是慢性病患者，都需要完善的健康管理手段，生物傳感芯片技術(shù)的雄起，為可穿戴設(shè)備破題注入新力量，其可探索的邊界也同樣在延伸中。

暖芯迦在現(xiàn)有的生物芯片功能應(yīng)用上，未來將會大力發(fā)展生物極小信號的高通量檢測技術(shù)，在納米孔基因測序、神經(jīng)元動作電位的高通量檢測、神經(jīng)刺激等領(lǐng)域不斷鞏固擴大領(lǐng)先優(yōu)勢。

審核編輯黃宇