Silicon Labs 助力 Ategenos 借助 SmartPatch 推动数字疗法领域的物联网应用发展
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为何物联网在数字疗法领域很重要？
不按处方服药（即便只是漏服单次剂量这样简单的情况），都可能给慢性病患者带来严重后果。事实上，研究表明，多达半数患者并未按处方服药，这使得不按处方服药成为医疗健康领域中常见且成本高的障碍之一（来源：NCBI，2024 年）。仅在美国，这一情况每年就造成超过 5,000 亿美元本可避免的医疗支出。
当您意识到我们大多数人要么亲身经历过这种情况，要么认识有过这种经历的人时，这个问题就会变得更加凸显。个人经历是创立 Ategenos 制药公司并推动其寻求解决方案的重要驱动力之一。另一个因素是，公司创始人认为，从嵌入式系统开发到低功耗无线 MCU 等跨领域技术已发展到一定水平，足以助力打造更有效的数据驱动型疗法；这类疗法能够减少资源浪费、改善治疗效果，并解决不按处方服药问题的根源。
首款透皮医疗贴片借助蓝牙低功耗技术提升医疗正向效果
该团队在制药、生物医学工程及电气工程领域的深厚专业知识，为这些学科的融合奠定了基础，使公司能够以更优的给药方式重新配制成熟药物，并添加智能互联功能来实时监测用药依从性。其愿景的成果，便是首款能够实时监测用药不依从情况的透皮智能贴片。Ategenos SmartPatch 平台包含药物本身、内置传感器以及通信接口，所有这些组件均受专利技术保护。传感器能够检测包装何时被打开、覆盖黏合剂的衬垫何时被取下、贴片何时贴附到皮肤上，以及贴片何时从皮肤上取下。贴片内部的无线 MCU 会根据这些变化切换不同的工作模式（包括休眠、睡眠或激活模式），并通过蓝牙低功耗 (LE) 技术发送使用数据。
这些使用数据由 Ategenos 公司的云软件进行解读，该软件会结合患者电子健康记录中的处方信息，判断患者是否漏服、延迟服药或按计划服药，并确定下一次服药的时间。如果患者漏服关键剂量的药物，系统会向照护者的移动设备发送警报，实现及时干预，助力避免急诊就诊或住院等严重后果。
挑战
用药不依从（即患者未按医嘱服药的情况）是导致糖尿病、心脏病、高血压等疾病恶化的重要因素。为解决这一问题，Ategenos 制药公司希望将物联网的力量赋能于疗法领域，帮助患者避免错过定时用药可能带来的严重后果。
解决方案
该团队着手开发一款物联网设备，它不仅能将治疗药物直接递送至患者血液中，还集成电子元件以监测患者是否按处方服药。这使得照护者能够获取每位患者用药时间表的准确实时信息，并在患者漏服药物时获得介入干预的机会。及时干预有助于避免潜在的严重后果，并改善整体治疗效果。
结果
制药与数字化技术的融合，成为 Ategenos SmartPatch 研发的催化剂，这款贴片是全球首款能够实时监测并确保用药依从性的透皮贴片。Ategenos 公司将嵌入式传感器与由 Silicon Labs BG24 蓝牙无线 SoC 驱动的安全无线连接整合，在数字疗法领域开创了物联网应用的先河。
制药创新与嵌入式系统的融合
要让这款智能贴片成为现实，需要在多个领域取得技术突破。首先，需要通过一个全面的评估流程来确定哪些药物可重新配制为透皮给药形式，并确定应优先针对的医疗应用场景。然后，与药物递送系统完全独立的是传感器设计、电子架构和软件开发，正是这些部分赋予了贴片智能功能。Ategenos 与这些领域的全球领先企业开展合作，共同组建了一个扩展的全球开发团队。
为这款低成本、自供电且一次性使用的贴片选择合适的半导体，需要经过一个详尽的评估流程。在评估现有可选方案后，Silicon Labs BG24 SoC 在尺寸、性能以及能耗方面的综合表现，使其成为 Ategenos 的理想选择。
为何易用性对数字治疗设备至关重要
能够无需任何手动设置即可使用贴片是另一项重要要求。Ategenos 希望打造无缝的用户体验，因此其贴片设计支持自动云端注册。这使得其用户体验与任何其他透皮贴片完全相同。患者只需将其从包装盒中取出、撕去包装膜，然后贴上即可。这种程度的简便性只有 Amazon Sidewalk 才能实现，它是一种远距离、低带宽的社区网络，专为连接家庭以外的智能设备而设计。该网络所能实现的易用性对于提供良好的用户体验至关重要，因此团队需要一款支持 Amazon Sidewalk 的 SoC。
借助 BG24，Ategenos 得以在多方面需求间实现平衡：既满足先进的设备设计要求，又能提供支持 Amazon Sidewalk 所需的内存，还具备用于提供冗余的备用通信协议支持，同时满足低能耗需求，这对实现“两年保质期”和“7 天运行时间”的电池寿命要求至关重要。最后，环境可持续性是一项关键的设计考量因素。每个 SmartPatch 都包含一个柔性印刷电池，并设计为可安全地随家用垃圾处置，而 BG24 通过减少离散元件和符合 RoHS 标准为这一设计提供了支持。
“功耗是我们设计工作的核心考量因素，”Ategenos 联合创始人兼首席技术官 William Kazman 表示。“由于我们的 SmartPatch 需贴附在人体上，因此能够调整辐射的分贝和模式以及其他节能方式，在选择半导体时变得尤为重要。Silicon Labs 在天线设计方面的专业技术，以及他们在信号传播、功耗控制和云端通信领域的深刻见解，助力我们更高效、更精准地推进研发工作。”
物联网在数字疗法中有哪些优势？
医生和家庭照护者可通过一款应用程序查看传感器数据，若出现未按计划的情况，还会收到警报。这些警报为照护者提供所需的透明度，以便在患者未用药时迅速干预；同时还能提供长期的用药历史记录，为处方决策提供参考依据。即便只是确保一种药物的规律服用，也能对患者的整体治疗方案产生积极影响，并改善健康结局。
“我们专注于解决心血管疾病、精神疾病和慢性代谢性疾病领域尤为紧迫的用药依从性问题。在这些领域，漏服一剂药物不仅会打乱治疗计划，还可能导致中风、病情复发或危及生命的并发症，”Ategenos 首席执行官兼联合创始人 Don DeGolyer 表示。“我们正在打造更智能、更安全的护理标准，这一标准既能为患者提供支持，也能让照护者放心，确保关键治疗方案能按处方要求执行。”
Ategenos SmartPatch 平台是一款正在研发中的研究性设备。该产品尚未经过美国食品药品监督管理局 (FDA) 的审查或批准，目前不具备商业销售或分销资格。
