Silicon Labs が SmartPatch で Ategenos のデジタル治療における IoT の進歩を支援
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デジタル治療におけるIoTが重要な理由
処方薬の服用不遵守は、たとえ投薬をたった1回忘れることであっても、慢性疾患を管理する人々に壊滅的な結果をもたらす可能性があります。実際、研究によると、患者の最大半数が処方通りに薬を服用しておらず、不遵守は医療において最も一般的で費用のかかる障害の一つとなっています（NCBI、2024）。米国だけでも、これにより毎年5000億ドル以上の予防可能な医療費が発生しています。
この問題は、私たちの多くが直接的に経験したことがあるか、またはそのような人を知っていることを考えると、さらに鮮明な焦点になります。個人的な経験は、Ategenos Pharmaceuticalsの設立とそのソリューションの追求の原動力の一つとなりました。もう1つの要因は、創始者が、埋め込みシステム開発から低消費電力ワイヤレス MCUまで、さまざまなドメインにわたるテクノロジーが、無駄を減らし、結果を改善し、服用不遵守の根本原因に対処する、より効果的でデータ駆動型の治療法を導入できるところまで来ていると確信したことです。
初の経皮的医療パッチが Bluetooth LE を活用し医療成果の向上を図る
製薬、生物医学工学、電気工学におけるチームの深い専門知識は、これらの分野を融合するための基盤を築き、企業が実証済みの医薬品をより良い投与方法で再処方し、リアルタイムで服薬遵守を監視するスマートで接続された機能を追加することが可能になりました。彼らのビジョンの結果として、薬の服薬遵守不履行をリアルタイムで測定する初の経皮的スマートパッチが誕生しました。Ategenos SmartPatchプラットフォームには、医薬品自体、内蔵センサー、通信インターフェースが含まれており、これらはすべて特許取得済みの技術によって保護されています。センサーは、包装が開封された時、接着剤を覆うライナーが除去された時、パッチが皮膚に接着された時、およびパッチが皮膚から除去された時を検出できます。パッチ内のワイヤレス MCU は、休止モード、スリープモード、アクティブモードなどの異なる動作モードを切り替えることでこれらの変化に対応し、Bluetooth Low Energy (LE) を介して使用データを送信します。
使用データはAtegenosのクラウドソフトウェアによって解釈され、患者の電子カルテの処方情報を使用して、服用漏れ、遅延、予定通りの服用の有無を評価し、次回の投薬がいつ行われるべきかを決定します。重要な服薬を忘れた場合、介護者のモバイルデバイスにアラートが送信され、タイムリーな介入が可能になり、救急治療室への来院や入院などの深刻な結果を防ぐのに役立ちます。
課題
服薬不遵守、すなわち患者が指示通りに処方薬を服用しない場合、糖尿病、心臓病、高血圧などの疾患の進行を大きく促すことになります。この問題に対処するために、Ategenos PharmaceuticalsはIoTの力を治療に取り入れ、患者が予定通り服薬しなかったことによる壊滅的な結果を避けるのを助けたいと考えました。
ソリューション
チームは、治療薬を直接血流に供給するだけでなく、患者が処方通りに薬を服用しているかどうかを監視するための電子機器を含むIoTデバイスの開発に着手しました。これにより、介護者は、各患者の投与スケジュールに関する正確なリアルタイムの洞察にアクセスでき、投与を逃した時に介入する機会が得られます。タイムリーな介入は、潜在的に深刻な結果を防ぎ、全体的な結果を改善するうえで役立ちます。
その結果
製薬とデジタル化の融合が、Ategenos SmartPatchの開発の契機となり、世界初のリアルタイムで薬の服薬遵守を測定し、確実にする経皮的パッチが誕生したのです。埋め込みセンサーとSilicon Labs の BG24 Bluetooth ワイヤレス SoC を搭載した安全なワイヤレス接続を統合したことで、Ategenosはデジタル治療におけるIoTの先駆者となっています。
製薬イノベーションと埋め込みシステムを統合
スマートパッチを実現するには、いくつかの分野での進展が必要でした。第一に、どの薬剤が経皮投与用に再処方できるかを決定し、対象とすべき医療用途に優先順位付けするための広範な評価プロセスが必要でした。次に、薬剤送達システムとは全く別に、パッチのスマート機能を提供するためのセンサー設計、電子アーキテクチャ、およびソフトウェア開発が行われました。Ategenosは、これらの分野における世界的なリーダーと協力し、広範なグローバル開発チームの一員として取り組みました。
低コストで自己駆動型、使い捨てのパッチに適した半導体を選定するためには、徹底的な評価プロセスが必要でした。利用可能なオプションを検討した後、Silicon Labs の BG24 SoC は、そのサイズと性能、およびエネルギー消費の組み合わせを考慮したうえで、Ategenos にとって理想的な選択となりました。
デジタル治療装置にとって使いやすさが重要な理由
手動セットアップなしでパッチを適用できることも、もう1つの重要な要件です。Ategenos はシームレスなユーザー体験を実現したいと考えたため、パッチは自動的にクラウドに登録されるように設計されています。これにより、ユーザー体験は他の経皮パッチと同一になります。患者は箱から取り出し、ラッパーから取り出して、装着するだけです。このレベルのシンプルさは、自宅を超えてスマートデバイスを接続するために設計された長距離、低帯域幅のコミュニティネットワークであるAmazon Sidewalkでのみ利用できます。優れたユーザー体験を提供するには使いやすさが重要だったため、チームはAmazon Sidewalkに対応するSoCが必要でした。
BG24 により、Ategenos は、Ategenosは高度なデバイス設計と、Amazon Sidewalkをサポートするために必要なメモリ、冗長性のための二次通信プロトコルのサポート、そして2年間の保管期限と7日間の稼働に必要な低エネルギー消費をうまくバランスさせることができました。最後に、環境の持続可能性が重要な設計上の考慮事項でした。各SmartPatchには、フレキシブルなプリントバッテリーが含まれており、家庭廃棄物として安全に処理できるように設計されています。これは、少ないディスクリート部品でBG24がサポートされ、RoHSにも準拠しています。
AtegenosのCTOであり、共同創設者でもあるWilliam Kazman氏は、次のように述べています。「電力消費は我々の設計の中心となっています。SmartPatchは体に取り付けられるので、半導体を選定する際には、エネルギーを節約するための他の方法とともに、放射線のデシベルやパターンを調整できることが非常に重要でした。Silicon Labs のアンテナ設計の専門知識と、信号伝播、電力使用、クラウド通信に関する洞察を得ることで、より速く、よりスマートに開発を進めることができました。」
デジタル治療におけるIoTのメリットとは？
医師および家族介護者は、アプリを介してセンサーデータにアクセスし、予定通りに何かが実行されなかった場合にはアラートを受け取ります。アラートにより、介護者が患者が薬を服用していない場合に迅速に介入するために必要な透明性が得られるとともに、処方決定に役立つ情報を提供する経時的履歴も取得できます。たとえ一つの医薬品の服用を一貫して行うだけでも、患者の全体的な治療計画に良い影響を与え、転帰を改善することができます。
「私たちは、服薬遵守の最も緊急な課題を解決することに注力しています。特に心血管疾患、精神疾患、慢性代謝疾患の分野では、服薬を忘れることが単に治療計画を乱すだけでなく、脳卒中や再発、さらには命に関わる合併症を引き起こす可能性があります。私たちは、患者をサポートし、介護者が重要な治療が指示通りに行われていることに自信を持てるような、より賢く、より安全なケアの基準を作り出しています。」と、AtegenosのCEO兼共同設立者であるDon DeGolyer氏は述べています。
Ategenos SmartPatch Platformは、現在開発中の治験機器です。米国食品医薬品局（FDA）による審査または承認は行われておらず、商業販売または流通には使用できません。
