Rockley Photonics 社は、先日、SPAC（特別目的買収会社）¹を通じて株式公開を発表しました。その一環として、同社は、医療・ライフサイエンス市場への技術に焦点を移します。この動きは、ライフサイエンス業界におけるオプティクスおよびフォトニクスの可能性の高まりと、同業界向けに開発されている技術ソリューションの小型化の推進を意味しています。

オプティクス・フォトニクスの技術は、ライフサイエンスにおいて常に重要な役割を果たしてきました。この役割は、新型コロナウイルスのパンデミックにより増幅されましたが、ウイルスを追跡して戦う手段を提供するだけではありません。パンデミックにより、患者と医師の安全を確保するために、臨床現場以外で個人を監視し、治療する必要性が加速しました。オプティクス・フォトニクスの技術が、遠隔医療の一部である仮想通信技術を支えていることは言うまでもありませんし、遠隔医療の利用と普及は今後も拡大していくでしょう（最近の連邦政府による償還方針の拡大がそれを示しています²）。しかし、遠隔医療が最大限の効果を発揮するためには、患者が自身の健康状態をセルフモニタリングし、自己申告できることが必要であり、そのためには携帯型やウェアラブルの診断機器が必要となります。

ここ数年、光コヒーレンストモグラフィ装置^3,4,5や空間ヘテロダイン分光器⁶など、小型でポータブルな診断機器の開発に莫大な労力が費やされてきました。これと並行して、ウェアラブル診断機器の開発も進んでおり、患者の健康状態をよりシンプルかつダイレクトにモニタリングできる可能性があり、オプティカルセンサはこれらのシステムの重要な構成要素となっています。Odin Technologies社⁷、Maxim Integrated社⁸、Rockley Photonics社⁹など、いくつかの企業がウェアラブルデバイスの開発を大きく進めています。ハンドヘルド型やウェアラブル型の診断機器は、現時点では主に臨床医や研究者が使用していますが、使いやすいシステムを患者に直接提供し、家庭内で使用する機会が増えています。

既存の光学技術の継続的な革新に加えて、マイクロオプティクスと統合フォトニクスがヘルスケア機器の小型化を推進しています。マイクロオプティクスのソリューションが高解像度の顕微鏡¹¹や内視鏡¹²などの開発に使われている一方で、シリコンフォトニクスとフォトニックインテグレーテッドチップは、産業界⁹と研究者¹³の両方で生み出されている新しいデバイスの基盤となっています。また、深層学習は、システムの簡素化¹⁴や大規模データからの意味の抽出などで注目されていますが、この技術により、よりコンパクトなデバイスの開発が可能になります。

従来の形状から複雑な自由曲面の光学部品（プラスチック成形や 3D プリンティング技術を用いて容易に製造可能）へ、また、従来の反射屈折設計から回折材料やホログラム材料を用いた設計へと進歩してきましたが、これらの利点は、製造、アライメント、およびテストに関する新たな課題をもたらします。さらに、設計されたメカ部品や内部および外部からの加熱によってもたらされる構造的および熱的な摂動の影響は、より小型で複雑なデバイスほど深刻になります。医療・ライフサイエンス業界では、要求事項が厳格で、法令によって管理されているため、製品開発においてミスが許されない状況になっています。これらの傾向は、次世代の光学デバイスや診断機器を開発する企業にとって、統合された共同シミュレーションと設計の重要性が高まっていることを示しています。

医療・ライフサイエンス業界の盛り上がりと機会を考えると、Rockley Photonics 社のような道を歩む企業が増えても不思議ではありません。これは、オプティクスとフォトニクスの技術が、私たちの世界を形成し、私たち全員の生活をより良くするための一つの方法に過ぎません。

著者：

Sanjay Gangadhara
CTO：最高技術責任者

参照：

1. https://www.lightwaveonline.com/business/companies/article/14199845/rockley-photonics-to-go-public-focus-on-healthcare-market
2. https://telehealth.org/telehealth-reimbursement-5/
3. https://medicalxpress.com/news/2019-11-low-cost-portable-oct-ophthalmology.html
4. https://www.photonics.com/Articles/Handheld_OCT_Device_Catches_Eye_Disease_Early/p1/vo118/i752/a55594
5. https://dukeeyecenter.duke.edu/news-events/handheld-device-handles-high-resolution-retinal-imaging
6. https://www.laserfocusworld.com/biooptics/article/14197866/is-a-shs-renaissance-on-the-horizon
7. https://www.odinhealthtech.com/
8. https://www.maximintegrated.com/en/products/sensors/healthcare-sensor-ics/optical-health-sensors.html
9. https://rockleyphotonics.com/applications/
10. http://www.octchip.researchproject.at/index.php
11. https://spie.org/news/new-phase-for-synthetic-aperture-microscopy?SSO=1
12. https://www.laserfocusworld.com/optics/article/14187686/aspherical-microlens-is-laserwritten-onto-the-tip-of-a-fiberoptic-microendoscope
13.  http://www.octchip.researchproject.at/index.php
14. https://www.laserfocusworld.com/software-accessories/software/article/14196292/deep-learning-enables-singleshot-autofocus-in-microscopy-applications