Οι πληροφορίες φυσικής κατάστασης από φορητές συσκευές μπορούν να αποκαλύψουν πότε το σώμα καταπολεμά μια μόλυνση. Nico De Pasquale Photography/Stone μέσω Getty Images
Η δυσκολία που αντιμετωπίζουν πολλοί άνθρωποι να κάνουν εξετάσεις για SARS-CoV-2 και οι καθυστερήσεις στη λήψη των αποτελεσμάτων των εξετάσεων καθιστούν ακόμη πιο σημαντική την έγκαιρη προειδοποίηση για πιθανές λοιμώξεις από τον COVID-19 και δεδομένα από φορητές συσκευές υγείας και φυσικής κατάστασης δείχνουν πολλά υποσχόμενα για τον εντοπισμό ποιος μπορεί να έχει COVID-19.
Η σημερινή φορητή συσκευή συλλέγει δεδομένα σχετικά με τη σωματική δραστηριότητα, τον καρδιακό ρυθμό, τη θερμοκρασία του σώματος και την ποιότητα του ύπνου. Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιούνται συνήθως για να βοηθήσουν τους ανθρώπους να παρακολουθούν τη γενική ευημερία. Τα έξυπνα ρολόγια είναι ο πιο κοινός τύπος φορητών συσκευών. Υπάρχουν επίσης έξυπνες ζώνες καρπού, δαχτυλίδια δακτύλων και ακουστικά. Τα έξυπνα ρούχα, παπούτσια και γυαλιά μπορούν επίσης να θεωρηθούν «φορέσιμα». Οι δημοφιλείς μάρκες περιλαμβάνουν τα Fitbits, Apple Watches και Garmin.
Αρκετές μελέτες είναι αλγόριθμους δοκιμής ότι αξιολογήσει δεδομένα από φορητές συσκευές για τον εντοπισμό του COVID-19. Τα μέχρι σήμερα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ιδέα είναι καλή. Ωστόσο, τα wearables μπορεί να είναι ακριβά και μερικές φορές δύσκολα στη χρήση. Η αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων είναι σημαντική για να επιτραπεί σε όσο το δυνατόν περισσότερα άτομα να επωφεληθούν από αυτά.
Ανίχνευση ασθένειας που μοιάζει με γρίπη
Επειδή τα wearable είναι εξαιρετικά εργαλεία για την παρακολούθηση των γενικών συνθηκών υγείας, οι ερευνητές άρχισαν να μελετούν τρόπους χρήσης τους για την ανίχνευση ασθενειών πριν από την πανδημία COVID-19. Για παράδειγμα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δεδομένα Fitbit για τον εντοπισμό ατόμων που θα μπορούσαν να έχουν μια ασθένεια παρόμοια με τη γρίπη από τον καρδιακό ρυθμό ηρεμίας και τα μοτίβα καθημερινής δραστηριότητας. Ένας αυξημένος καρδιακός ρυθμός ηρεμίας μπορεί να σχετίζεται με λοίμωξη.
Εξοπλισμός παρακολούθησης γυμναστικής όπως αυτό το Fitbit παρακολουθεί τον καρδιακό ρυθμό, τη δραστηριότητα και την ποιότητα του ύπνου. Ο αυξημένος καρδιακός ρυθμός ηρεμίας είναι σημάδι μόλυνσης. Krystal Peterson/Flickr
Τα περισσότερα μοντέλα Fitbit μετρούν και καταγράφουν τον καρδιακό ρυθμό, έτσι ώστε οι συσκευές να μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό περιόδων αυξημένου καρδιακού ρυθμού ηρεμίας. Επίσης, μετρούν και καταγράφουν τη δραστηριότητα, ώστε να μπορούν να εντοπίσουν μειωμένα επίπεδα καθημερινής δραστηριότητας. Ο συνδυασμός αυτών των δύο μέτρων επέτρεψε στους ερευνητές να προβλέψουν καλύτερα ποιος είχε μια ασθένεια που μοιάζει με γρίπη.
Δεν είναι δυνατό να προσδιοριστεί εάν ένας χρήστης έξυπνης συσκευής έχει μια συγκεκριμένη ασθένεια μόνο από αυτά τα μέτρα δεδομένων. Ωστόσο, η εμφάνιση μιας ξαφνικής αλλαγής σε αυτές τις συνθήκες μπορεί να ωθήσει τους ανθρώπους να απομονωθούν και να υποβληθούν σε διαγνωστικές εξετάσεις, οι οποίες μπορούν να μειώσουν την εξάπλωση μεταδοτικών ασθενειών όπως το COVID-19.
Θερμοκρασία σώματος
Ο πυρετός και ο επίμονος βήχας είναι τα τα πιο κοινά συμπτώματα του COVID-19. Αυτό πυροδότησε εκτεταμένο έλεγχο με χρήση θερμόμετρων, συνηθέστερα ανεπαφικών υπέρυθρων θερμόμετρων.
Παρά την πανταχού παρουσία των θερμομέτρων, οι αισθητήρες θερμοκρασίας σε wearables είναι ασυνήθιστοι. Αυτό οφείλεται εν μέρει σε πόσο περίπλοκο είναι για να αποκτήσετε πραγματική θερμοκρασία σώματος από μετρήσεις με βάση το δέρμα. Η θερμοκρασία του δέρματος ποικίλλει ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες και τα επίπεδα στρες, η εξάτμιση του ιδρώτα μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία του δέρματος και οι αισθητήρες θερμοκρασίας μερικές φορές έχουν λιγότερο από ιδανική επαφή με το δέρμα.
Υπάρχουν φορητά patches θερμοκρασίας που επικοινωνούν με έξυπνες συσκευές και καταγράφουν συνεχώς τη θερμοκρασία. Αλλά η θερμοκρασία του σώματος δεν είναι 100% προγνωστική της ασθένειας και είναι αδύνατο να διαγνωστεί μια συγκεκριμένη μόλυνση, όπως το COVID-19, χρησιμοποιώντας μόνο τη θερμοκρασία του σώματος. Ωστόσο, μια ειδοποίηση πυρετού θα μπορούσε να οδηγήσει σε πρώιμη παρέμβαση.
Ιδρώτα και δάκρυα
Η έρευνα για την τεχνολογία ανίχνευσης συνεχίζει να επεκτείνει τις δυνατότητες για φορητές συσκευές ως συσκευές παρακολούθησης και διάγνωσης της υγείας. Το ξέσπασμα του COVID-19 είναι πιθανό να επηρεάσει την κατεύθυνση αυτής της έρευνας καθώς και να την επιταχύνει.
Το πίσω μέρος αυτού Έξυπνο ρολόι Garmin δείχνει τους αισθητήρες που χρησιμοποιούν το φως για να φωτίσουν τα αιμοφόρα αγγεία προκειμένου να μετρήσουν τον καρδιακό ρυθμό. Tina Arnold/Flickr
Μια προσέγγιση είναι η δημιουργία αισθητήρων που ανίχνευση ενώσεων στον ιδρώτα από το δέρμα. Αυτές οι ενώσεις μπορούν να παρέχουν πολλές πληροφορίες για την υγεία ενός ατόμου. Το pH, τα ιόντα νατρίου, η περιεκτικότητα σε γλυκόζη και αλκοόλ είναι μερικά μόνο από τα πράγματα που μπορούν να ανιχνεύσουν οι αναδυόμενοι αισθητήρες ιδρώτα. Τα δάκρυα περιέχουν επίσης ενώσεις από το σώμα, έτσι οι ερευνητές ερευνούν χημική ανίχνευση με χρήση φακών επαφής και έξυπνων φακών.
Ο ρυθμός ιδρώτα μπορεί επίσης να μετρηθεί, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης θερμοκρασίας, επομένως αυτοί οι αισθητήρες εξετάζονται για χρήση σε βοηθώντας στην ανίχνευση του COVID-19.
Προς την ανίχνευση ιών
Το μειονέκτημα πολλών υπαρχόντων φορητών αισθητήρων είναι ότι δεν μπορούν πραγματικά να ανιχνεύσουν την παρουσία ενός ιού όπως στον SARS-CoV-2. Για να γίνει αυτό, θα έπρεπε να ανιχνεύσουν RNA ειδικό για τον ιό.
Η ανίχνευση RNA τυπικά περιλαμβάνει πολλά βήματα, συμπεριλαμβανομένης της εξαγωγής RNA από ένα δείγμα, της δημιουργίας πολλών αντιγράφων του RNA και της ταυτοποίησης του RNA. Αν και έχει σημειωθεί μεγάλη πρόοδος στη σμίκρυνση του εξοπλισμού ανίχνευσης RNA για χρήση σε γρήγορες δοκιμές στο σημείο της φροντίδας, υπάρχουν ακόμη δρόμοι για να χωρέσει σε φορητές συσκευές.
Μεγάλο μέρος της συνεχιζόμενης έρευνας για την ανάπτυξη ταχείας ανίχνευσης παθογόνων στο σημείο της φροντίδας χρησιμοποιεί τεχνολογία «εργαστήριο σε τσιπ». Το Lab-on-a-chip αναφέρεται στον στόχο της συρρίκνωσης των εργαστηριακών δοκιμών που κάποτε απαιτούσαν πολλά μεγάλα κομμάτια εξοπλισμού στο μέγεθος ενός τσιπ υπολογιστή ή μιας διαφάνειας μικροσκοπίου.
Ένα παράδειγμα είναι το α Διαγνωστικό τεστ COVID-19 υποβάλλονται σε κλινικές δοκιμές. Ο αισθητήρας του τεστ είναι εξειδικευμένος ευαίσθητο σε ιόν τρανζίστορ φαινομένου πεδίου (ISFET) που έχει σχεδιαστεί για να ανταποκρίνεται στην παρουσία του RNA του ιού. Η συσκευή μπορεί να εκτελέσει μια δοκιμή σε λιγότερο από μία ώρα, αλλά απαιτεί δείγμα που συλλέγεται με ρινικό στυλεό.
Αν και αυτή η τεχνολογία δεν μπορεί να φορεθεί, θα μπορούσε να γίνει το σημείο εκκίνησης για μελλοντικά φορητά προϊόντα που ανιχνεύουν ιούς, επειδή αυτά μπορούν να γίνουν μικρά και να χρησιμοποιούν λίγη ισχύ. Μια φορητή συσκευή που παρακολουθεί συνεχώς ένα άτομο και υποδεικνύει ότι έχει προσβληθεί ή εκτεθεί στον ιό θα του επέτρεπε να αναζητήσει θεραπεία και να απομονωθεί για να αποτρέψει περαιτέρω εξάπλωση.
Κατσαβίδια και τρίκορντ Sonic
Οι θαυμαστές του Dr. Who know the ηχητικό κατσαβίδι, και οι ακόλουθοι του Star Trek το γνωρίζουν τρίφωνο. Το ιδανικό wearable του μέλλοντος θα ήταν παρόμοιο με αυτές τις θαυμάσιες φανταστικές συσκευές. Θα είναι σε θέση να ανιχνεύσει την παρουσία του ιού στο περιβάλλον γύρω από τον χρήστη, παρέχοντας την ευκαιρία να φύγει πριν εκτεθεί.
Αλλά η ανίχνευση του ιού στον αέρα απαιτεί σημαντικό εξοπλισμό συλλέγουν δείγματα αέρα και τα αναλύουν. Άλλες μέθοδοι, όπως η πλασμονικός φωτοθερμικός βιοαισθητήρας, παρέχουν πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα, αλλά εξακολουθούν να απαιτούν από τον χρήστη να εκτελέσει την ανάλυση. Θα περάσει αρκετός καιρός μέχρι να μπορέσει ένα smartwatch να ειδοποιήσει τον χρήστη για την παρουσία ενός επικίνδυνου ιού.
Φοριέται και προσβάσιμο
Παρά την υπόσχεση των wearables ως εργαλείων για την αντιμετώπιση της πανδημίας COVID-19 και των μελλοντικών πανδημιών, υπάρχουν εμπόδια στην ευρεία χρήση των συσκευών. Τα περισσότερα wearables είναι ακριβά, μπορεί να είναι δύσκολο να μάθουν να χρησιμοποιούνται από μη μητρικούς αγγλόφωνους ή έχουν αναπτυχθεί χωρίς δεδομένα από μια ευρεία πληθυσμιακή βάση. Υπάρχει κίνδυνος αυτό Πολλοί άνθρωποι δεν θα δεχτούν την τεχνολογία.
Η συνεχής ανάπτυξη ευρέως αποδεκτών φορητών συσκευών που βασίζονται στην υγεία θα πρέπει να περιλαμβάνει τη συμβολή της κοινότητας, όπως περιγράφεται σε ένα Σύνοψη εργαστηρίου Εθνικών Ακαδημιών. Διασφαλίζοντας ότι όλοι έχουν πρόσβαση σε wearables και τα αποδέχονται, οι συσκευές μπορούν να βοηθήσουν τους ανθρώπους να διατηρηθούν υγιείς εν μέσω μιας παγκόσμιας πανδημίας. Η συνεχιζόμενη έρευνα θα πρέπει να οδηγήσει σε βελτιωμένη τεχνολογία που, με προσοχή, θα ωφελήσει όλη την κοινωνία.
Σχετικά με το Συγγραφέας
Albert H. Titus, Καθηγητής Βιοϊατρικής Μηχανικής, Πανεπιστήμιο στο Μπάφαλο, Κρατικό Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
