Умные часы NASA-класса: медицинский мониторинг для астронавтов и пациентов

EmbracePlus: потребительский дизайн, медицинская точность

Разработанные с финансированием консорциума NASA, умные часы EmbracePlus (Empatica Inc., Кембридж, МА) сочетают медицинские возможности и точность с внешностью, ощущением и комфортом потребительского гаджета.

Потребность NASA: мониторинг сна и физиологии в миссии «Артемида»

Полеты на Луну в программе «Артемида» будут амбициозными: расширенные смены, ночные работы, нарушение режимов сна (как в эпоху Шаттлов). Александра Уитмайр, ученый NASA (Human Research Program, Центр Джонсона), ищет лучшие способы мониторинга сна для безопасности и производительности экипажа. Это одна из пяти задач программы: еще — физические нагрузки, медицинские нужды, радиационная защита.

Эволюция от E4 и Embrace2 к EmbracePlus

• E4: научные часы для исследований/клинических испытаний (акселерометр, термометр, ИК-сенсор кардиореспираторной активности, электродермальная активность — ЭДА)
• Embrace2: детекция эпилептических приступов, привлекательный дизайн для ежедневного ношения
• EmbracePlus: дизайн Embrace2 + возможности E4 + гироскоп для уточнения движений

Разработка прототипа финансировалась грантом TRISH (Translational Research Institute for Space Health) — консорциум NASA и Baylor College of Medicine для снижения рисков долгих миссий.

Ключевые инженерные достижения

• ЭДА-сенсоры на съемном комфортном ремешке (R&D в производство, электрическое соединение, качество сигнала)
• Малый вес, комфорт — критично для космопрограммы (не создавать стрессор)
• Энергоэффективность, простота, робастность для космоса
• Настраиваемые аппаратные режимы для баланса данных/батареи
• Встроенная память до 55 дней данных при потере связи
• Низкоэнергетический дисплей для отладки
• Автоматический сбор и Bluetooth-стриминг в облако через приложение

Клиническое применение и платформа

EmbracePlus (серийное производство с 2021 г.) одобрен FDA как ключевой компонент Empatica Health Monitoring Platform. ML-алгоритмы анализируют одновременные потоки с разных сенсоров для детекции/мониторинга состояний. Пример: алгоритм обнаружения респираторной инфекции до симптомов (COVID-19).

Уже используется в крупных клинических испытаниях и академических исследованиях (крупнейшие фармакомпании, ЕС-проекты Sleep Revolution — апнея сна, TIMESPAN — СДВГ + диабет/сердечно-сосудистые). Преимущество: золотой стандарт измерений дома/на работе без самодיווחов и еженедельных визитов → качественнее данные, ниже нагрузка на участников.

Перспективы для NASA и наземных отраслей

EmbracePlus рассматривается для полетов и наземных исследований NASA (акселерометр для циклов сон/бодрствования — главный интерес Уитмайр). Предыдущее запястное устройство выходит из производства; EmbracePlus решает проблемы комфорта и коннективности (стриминг в реальном времени).

Уитмайр: устройства типа EmbracePlus применимы вне медицины — грузовики, железные дороги, индустрии с усталостью. Люди недооценивают влияние недосыпа на производительность. Объективная обратная связь может улучшить безопасность и заботу о людях со сменным графиком.

Источник: NASA, Empatica Inc.