非接触バイオセンシングの新しい世界

スマートウォッチなど、今日のほとんどのウェアラブルは、様々な健康データをシームレスに収集する。しかし、健康データを収集するためには、バイオセンサーが身体の一部、最も一般的には皮膚に接触しなければならない。コンシューマーヘルスでは、非接触バイオセンシングという新しいパラダイムが生まれ始めている。 

大まかに言えば、非接触バイオセンシングには主に2つのアプローチがある： 

1.光学的方法

このアプローチでは、開発者は電磁スペクトルの可視光領域を利用する。皮膚に入射した光は鏡面反射と拡散反射の両方をもたらし、拡散反射から脈動情報を抽出して分析し、心拍数、血圧、その他のバイタルサインの指標を導き出す（図1）。この方法は遠隔光電式容積脈波測定法（rPPG）とも呼ばれ、体装着型ウェアラブルの標準的なPPGセンサーと同様に、血管の収縮と拡張という容積変化を通じてデータを抽出する。

Binah.aiはこの分野のリーダーであり、スマートフォンやタブレットのカメラを光源としてバイタルサインを測定するrPPGを活用したソフトウェアプラットフォームを開発している。このソフトウェアはソフトウェア開発キットとして配布され、消費者がダウンロードして個人のデバイスで使用することができる。このプラットフォームは、血圧、心拍数、心拍変動、呼吸、O₂飽和度などの測定基準を取得することができる。Binah.aiはCareOSと戦略的パートナーシップを結び、家庭用スマートミラーに非接触バイオセンシング技術を組み込んでいる。Binah.aiはまた、損保ひまわり、Generali Group、Momentumといった保険会社とも戦略的提携を結んでおり、保険加入者がバイタルサインをモニターし、健康増進に向けたアドバイスを受けられるようにしている。保険会社は健康的な生活習慣を奨励し、医療費の支払いを減らすことができる。少人数のユーザーを対象とした実証実験は有望と思われるが、より広範なグループを対象とした情報はほとんどない。NuraLogixも、非接触バイオセンシングに光学的アプローチを用いる新興企業である。同社は治験を実施し、4万人以上の患者からデータを得たとしている。同社は最近、初のハードウェア製品であるアヌーラ・マジックミラー（Anura MagicMirror）を発売した。

非接触バイオセンシング・ソリューションは、侵襲的・非侵襲的なオプションと競争しなければならないため、測定の精度と正確さが成功に不可欠となる。考慮すべき良い指標は血圧である。家庭で使用する場合の収縮期血圧の標準偏差は12mmHg以内（公式な血圧の指標）、拡張期血圧は8mmHg以内であるべきで、これはデバイスを検証するための世界共通の基準に基づいている。臨床用では6mmHg以下でなければならない。Binah.ai（11mmHg）とNuraLogix（8mmHg）は、消費者の家庭用としては許容できる誤差率を報告しているが、臨床用としてはまだ許容できる範囲ではない。この精度は、一般的な健康状態のモニタリングには十分であるが、医療上の緊急事態が発生した場合には、臨床評価を受けるべきである。したがって、この技術は一般消費者の健康モニタリングに向けて一定の進歩を遂げたといえるが、その知見は一部のユーザーに限られたものである。

2.電波

このソリューションの開発者も電磁スペクトルを利用しているが、生理学的データの取得には波長の長い電波を利用している。電波の低い周波数は、重要な生理学的情報を抽出するために光ほど深く皮膚に浸透することができない。電波を使用する利点は、光子あたりのエネルギーが低いため、エネルギー消費が少なく、大気からの散乱が少ないため、より強い信号を受信できることである。

ネティーラ・テクノロジーズは、心拍や呼吸による皮膚の微小な変位に基づき、バイタルサイン（心拍数、心拍変動、血圧、呼吸数）を5フィート先まで測定できる非接触型サブテラヘルツ・レーダー・オンチップ・デバイスを開発した。病院で使用されているバイタルサインモニターであるMindray ePM 10M患者モニターに匹敵する精度を持つとしている。Neteera社は、米国FDAにデータを提出する際、自社のソリューションが「実質的に同等」であることを示す基準機器としてMindray社のモニターを使用し、その後FDAの認可を取得した。同社はヘルスケア市場に重点を置いているが、コンシューマーヘルス分野でのビジネスチャンスにも興味を持っている。Neteeraは、電波カテゴリー（技術準備度レベル7）で商用製品の試験準備が整っている唯一の新興企業のようだ。オハイオ州立大学、ミネソタ大学、江南大学などの学術機関が、この技術のさらなる開発を積極的に検討している。

要約すると、非接触バイオセンシングは2つの主な理由から有望なアプローチである：

• 定着率の低下をめぐる問題が解消される：一般的にウェアラブル端末の継続率は急速に低下することが研究で示されている。米国の6,000人以上の回答者を対象としたある調査では、6ヶ月後に50％のユーザーがデバイスの装着をやめていることがわかった。非接触型バイオセンシングでは、ほとんどのユーザーがスマートフォンを持ち歩いているか、デバイスを自宅に置くことができるため、このような問題は少ない。
• 複数のユーザーのデータを制限なくモニターできる：ウェアラブルとは異なり、複数のユーザーのデータをモニターすることが可能だ（同時にはできないが）。例えば親は、Binah.aiのアプリを搭載したスマートフォンやDonisiの家庭用デバイスをパートナーや扶養家族に向けて簡単にバイタルサインをチェックすることができる。

とはいえ、非接触バイオセンシングで利用可能なプレーヤーは現在まばらだが、企業は市場に浸透し始めている。利用可能な消費者データセットは特定の集団に限られており、精度と正確性を向上させるためにはさらなる努力が必要だからだ。データのプライバシーに関する懸念も、特に短いビデオクリップの送信に依存するソリューションの普及を遅らせる可能性がある。