Informațiile despre fitness de pe dispozitivele purtabile pot dezvălui când corpul luptă împotriva unei infecții. Fotografie Nico De Pasquale / Stone prin Getty Images
Dificultatea pe care mulți oameni o testează pentru SARS-CoV-2 și întârzierile în primirea rezultatelor testelor fac cu atât mai importantă avertizarea timpurie a posibilelor infecții cu COVID-19 și datele de pe dispozitive portabile de sănătate și fitness arată promițătoare pentru identificarea celor care ar putea avea COVID-19.
Dispozitivul portabil de astăzi colectează date despre activitatea fizică, ritmul cardiac, temperatura corpului și calitatea somnului. Aceste date sunt de obicei utilizate pentru a ajuta oamenii să urmărească bunăstarea generală. Ceasurile inteligente sunt cel mai comun tip de articole portabile. Există, de asemenea, benzi inteligente pentru încheietura mâinii, inele și căști. Îmbrăcămintea inteligentă, încălțămintea și ochelarii de vedere pot fi, de asemenea, considerate „purtabile”. Marcile populare includ Fitbits, Apple Watches și Garmin.
Există mai multe studii algoritmi de testare acea evaluează datele de la dispozitive purtabile pentru a detecta COVID-19. Rezultatele până în prezent arată că conceptul este solid. Cu toate acestea, portabilele pot fi costisitoare și uneori dificile de utilizat. Abordarea acestor probleme este importantă pentru a permite cât mai multor oameni să beneficieze de ele.
Detectarea bolilor asemănătoare gripei
Deoarece portabilele sunt instrumente excelente pentru monitorizarea stărilor generale de sănătate, cercetătorii au început să studieze modalitățile de utilizare a acestora pentru a detecta bolile înainte de pandemia COVID-19. De exemplu, cercetătorii au folosit datele Fitbit pentru a identifica persoanele care ar putea avea o boală asemănătoare gripei din ritmul cardiac de odihnă și din tiparele de activitate zilnică. Un ritm cardiac crescut în repaus poate fi legat de o infecție.
Trackere de fitness ca acest monitor Fitbit monitorizează ritmul cardiac, activitatea și calitatea somnului. Ritmul cardiac crescut în repaus este un semn de infecție. Krystal Peterson / Flickr
Majoritatea modelelor Fitbit măsoară și înregistrează ritmul cardiac, astfel încât dispozitivele pot fi utilizate pentru a detecta perioade de creștere a ritmului cardiac în repaus. De asemenea, măsoară și înregistrează activitatea, astfel încât să poată identifica niveluri reduse de activitate zilnică. Combinarea acestor două măsuri le-a permis cercetătorilor să prezică mai bine cine a avut o boală asemănătoare gripei.
Nu este posibil să se stabilească dacă un purtător de dispozitive inteligente are o anumită boală doar prin aceste măsuri de date. Dar observarea unei schimbări bruște a acestor condiții poate determina oamenii să se izoleze și să facă teste de diagnostic, care pot reduce răspândirea bolilor transmisibile, cum ar fi COVID-19.
Temperatura corpului
Febra și tusea persistentă sunt cele mai frecvente simptome ale COVID-19. Acest lucru a declanșat screening-ul pe scară largă folosind termometre, cel mai frecvent termometre cu infraroșu fără contact.
În ciuda omniprezenței termometrelor, senzorii de temperatură din portabile sunt mai puțin frecvente. Acest lucru se datorează în parte cât de complicat este pentru a obține temperatura corpului adevărată din măsurători pe piele. Temperatura pielii variază în funcție de condițiile de mediu și de nivelurile de stres, evaporarea transpirației poate reduce temperatura pielii, iar senzorii de temperatură au uneori un contact mai puțin ideal decât pielea.
Există patch-uri de temperatură purtabile care comunică cu dispozitive inteligente și înregistrează temperatura continuu. Dar temperatura corpului nu este 100% predictivă a bolilor și este imposibil să se diagnosticheze o anumită infecție, cum ar fi COVID-19, folosind doar temperatura corpului. Cu toate acestea, o alertă de febră ar putea duce la o intervenție anterioară.
Sudoare și lacrimi
Cercetarea tehnologiei de detectare continuă să extindă posibilitățile pentru dispozitivele portabile, ca dispozitive de monitorizare și diagnosticare a sănătății. Este posibil ca focarul COVID-19 să influențeze direcția acestei cercetări și să-l accelereze.
Partea din spate a acestui lucru Ceas inteligent Garmin arată senzorii care utilizează lumina pentru a ilumina vasele de sânge pentru a măsura ritmul cardiac. Tina Arnold / Flickr
O abordare este de a crea senzori care detectează compușii din transpirație din piele. Acești compuși pot oferi o mulțime de informații despre starea de sănătate a unei persoane. pH-ul, ionii de sodiu, conținutul de glucoză și alcool sunt doar câteva dintre lucrurile pe care senzorii de transpirație emergenți le pot detecta. Lacrimile conțin și compuși din corp, așa că cercetătorii investighează detectarea chimică utilizând lentile de contact și lentile inteligente.
Rata de transpirație poate fi, de asemenea, măsurată, care poate fi utilizată ca indicator al temperaturii, astfel încât acești senzori sunt examinați pentru utilizare în ajutând la detectarea COVID-19.
Către detectarea virușilor
Dezavantajul multor senzori portabili existenți este că aceștia nu pot detecta de fapt prezența unui virus de tipul SARS-CoV-2. Pentru a face acest lucru, ar trebui să detecteze ARN-ul specific virusului.
Detectarea ARN implică în mod obișnuit mai mulți pași, inclusiv extragerea ARN-ului dintr-o probă, realizarea multor copii ale ARN-ului și identificarea ARN-ului. Deși s-au înregistrat multe progrese în ceea ce privește echipamentele de detecție a ARN-ului miniaturizante pentru a fi utilizate în testarea rapidă, la punctul de îngrijire, mai sunt încă câteva modalități de parcurs înainte ca acesta să se încadreze în dispozitive purtabile.
O mare parte din cercetările în curs de desfășurare privind dezvoltarea rapidă, de detectare a patogenilor la punctul de îngrijire utilizează tehnologia „laborator-pe-un-cip”. Lab-on-a-chip se referă la obiectivul de reducere a testelor de laborator care odinioară necesitau multe piese mari de echipament la dimensiunea unui cip de computer sau a unei diapozitive pentru microscop.
Un exemplu este un Test de diagnostic COVID-19 supuse studiilor clinice. Senzorul testului este specializat tranzistor cu efect de câmp sensibil la ioni (ISFET) care este conceput pentru a răspunde la prezența ARN-ului virusului. Dispozitivul poate efectua un test în mai puțin de o oră, dar necesită o probă colectată prin tampon nazal.
Deși această tehnologie nu este purtabilă, aceasta ar putea deveni punctul de lansare pentru viitorii echipamente portabile de detectare a virusului, deoarece acestea pot fi reduse și pot utiliza puterea redusă. Un dispozitiv purtabil care monitorizează continuu o persoană și indică faptul că s-a contractat sau a fost expus la virus ar permite persoanei să caute tratament și să se izoleze pentru a preveni răspândirea în continuare.
Șurubelnițe și tricordere sonice
Fanii doctorului care cunosc șurubelniță sonică, iar adepții Star Trek știu tricorder. Portabilul ideal al viitorului ar fi similar cu aceste minunate dispozitive fictive. Ar putea detecta prezența virusului în mediul din jurul purtătorului, oferind posibilitatea de a pleca înainte de a fi expus.
Dar detectarea virusului aerian necesită un echipament semnificativ colectați probe de aer și analizați-le. Alte metode, cum ar fi biosenzor fototermic plasmonic, oferă rezultate promițătoare, dar totuși necesită utilizatorului efectuarea analizei. Va trece ceva timp înainte ca un ceas inteligent să-și poată alerta purtătorul cu privire la prezența unui virus periculos.
Portabil și accesibil
Pentru toate promisiunile portabile ca instrumente de combatere a pandemiei COVID-19 și pandemii viitoare, există bariere în calea utilizării pe scară largă a dispozitivelor. Cele mai multe articole portabile sunt scumpe, pot fi dificil de învățat să fie utilizate de către vorbitori de limbă engleză care nu sunt native, sau sunt dezvoltate fără date de la o bază largă de populație. Există riscul mulți oameni nu vor accepta tehnologia.
Dezvoltarea continuă a articolelor portabile acceptate pe scară largă pe bază de sănătate ar trebui să includă contribuția comunității, așa cum este subliniat într-un Rezumatul atelierului Academiilor Naționale. Prin asigurarea faptului că toată lumea are acces la articole portabile și le acceptă, dispozitivele pot ajuta la menținerea sănătății oamenilor în mijlocul unei pandemii globale. Cercetările continue ar trebui să aibă ca rezultat îmbunătățirea tehnologiei care, cu grijă, va aduce beneficii întregii societăți.
Despre autor
Albert H. Titus, profesor de inginerie biomedicală, Universitatea din Buffalo, Universitatea de Stat din New York
Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.
