Bærbare fitnessapparater giver tidlig advarsel om mulig Covid-19-infektion
Fitnessinformation fra bærbare enheder kan afsløre, hvornår kroppen bekæmper en infektion.
Nico De Pasquale Photography / Stone via Getty Images

Vanskeligheden, som mange mennesker har fået testet for SARS-CoV-2, og forsinkelser i at modtage testresultater gør tidlig advarsel om mulige COVID-19-infektioner desto vigtigere, og data fra bærbare sundheds- og fitnessudstyr viser løfte til at identificere, hvem der muligvis har COVID-19.

Dagens bærbare enhed indsamler data om fysisk aktivitet, puls, kropstemperatur og søvnkvalitet. Disse data bruges typisk til at hjælpe folk med at spore generel trivsel. Smartwatches er den mest almindelige type bærbare. Der er også smarte håndledsbånd, fingerringe og ørepropper. Smart tøj, sko og briller kan også betragtes som "wearables". Populære mærker inkluderer Fitbits, Apple ure og Garmin ure.

Flere undersøgelser er testalgoritmer at vurdere data fra bærbare enheder til at opdage COVID-19. Resultater til dato viser, at konceptet er sundt. Imidlertid kan bærbare enheder være dyre og nogle gange udfordrende at bruge. Det er vigtigt at løse disse problemer for at give så mange mennesker som muligt fordel af dem.

Påvisning af influenzalignende sygdom

Fordi wearables er fremragende værktøjer til overvågning af generelle sundhedsmæssige forhold, begyndte forskere at undersøge måder at bruge dem til at opdage sygdom inden COVID-19-pandemien. For eksempel brugte forskere Fitbit-data at identificere mennesker, der kunne have en influenzalignende sygdom fra deres hvilepuls og daglige aktivitetsmønstre. En forhøjet hvilepuls kan være relateret til en infektion.


indre selv abonnere grafik


Fitness-trackere som denne Fitbit overvåger puls, aktivitet og søvnkvalitet. Forhøjet hvilepuls er et tegn på infektion.Fitness trackers som denne Fitbit overvåger puls, aktivitet og søvnkvalitet. Forhøjet hvilepuls er et tegn på infektion. Krystal Peterson / Flickr

De fleste Fitbit-modeller måler og registrerer puls, så enhederne kan bruges til at få øje på perioder med øget hvilepuls. De måler og registrerer også aktivitet, så de kan identificere reducerede niveauer af daglig aktivitet. Ved at kombinere disse to tiltag kunne forskerne bedre forudsige, hvem der havde en influenzalignende sygdom.

Det er ikke muligt at afgøre, om en bærer af en smart enhed har en bestemt sygdom ud fra netop disse datamål. Men at se en pludselig ændring i disse forhold kan få folk til at isolere sig og få diagnostiske tests, hvilket kan reducere spredningen af ​​smitsomme sygdomme som COVID-19.

Kropstemperatur

Feber og vedvarende hoste er mest almindelige symptomer på COVID-19. Dette har udløst omfattende screening ved hjælp af termometre, oftest kontaktløse infrarøde termometre.

På trods af at termometre er allestedsnærværende, er temperatursensorer i bærbare enheder usædvanlige. Dette skyldes til dels hvor kompliceret det er for at opnå ægte kropstemperatur fra hudbaserede målinger. Hudtemperatur varierer afhængigt af miljøforhold og stressniveauer, fordampning af sved kan sænke hudtemperaturen, og temperatursensorer har undertiden mindre end ideel kontakt med huden.

Der er bærbare temperaturrettelser, der kommunikerer med smarte enheder og registrerer temperatur kontinuerligt. Men kropstemperatur er ikke 100% forudsigelig for sygdom, og det er umuligt at diagnosticere en bestemt infektion, såsom COVID-19, ved kun at bruge kropstemperatur. Ikke desto mindre kan en feberalarm føre til tidligere indgriben.

Sved og tårer

Forskning i sensing teknologi fortsætter med at udvide mulighederne for wearables som sundhedsovervågnings- og diagnosenheder. COVID-19-udbruddet vil sandsynligvis påvirke retning af denne forskning såvel som fremskynde det.

Bagsiden af ​​dette Garmin smartwatch viser de sensorer, der bruger lys til at belyse blodkar for at måle hjertefrekvensen.Bagsiden af ​​dette Garmin smartwatches viser sensorerne, der bruger lys til at belyse blodkar for at måle hjerterytmen. Tina Arnold / Flickr

En tilgang er at skabe sensorer, der opdage forbindelser i sved fra huden. Disse forbindelser kan give en masse information om en persons helbred. pH, natriumioner, glukose og alkoholindhold er blot nogle af de ting, som nye svedesensorer kan opdage. Tårer indeholder også forbindelser fra kroppen, så forskere undersøger kemisk sensing ved hjælp af kontaktlinser og smarte linser.

Svedhastighed kan også måles, som kan bruges som en indikator for temperatur, så disse sensorer undersøges til brug i hjælper med at opdage COVID-19.

Mod at opdage vira

Ulempen ved mange eksisterende bærbare sensorer er, at de faktisk ikke kan opdage tilstedeværelsen af ​​en virus som sådan ved SARS-CoV-2. For at gøre dette skal de detektere virusspecifikt RNA.

RNA-detektion involverer typisk adskillige trin, herunder ekstrahering af RNA fra en prøve, fremstilling af mange kopier af RNA og identifikation af RNA. Selvom der har været meget fremskridt med miniaturisering af RNA-detektionsudstyr til brug i hurtig, point-of-care-test, er der stadig en vej at gå, før det kan passe i bærbare enheder.

Meget af den igangværende forskning om udvikling af hurtig patogen-påvisning af patogen bruger "lab-on-a-chip" -teknologi. Lab-on-a-chip refererer til målet om at krympe laboratorietests, der engang krævede mange store stykker udstyr til størrelsen af ​​en computerchip eller et mikroskopglas.

Et eksempel er en COVID-19 diagnostisk test gennemgår kliniske forsøg. Testens sensor er specialiseret ionfølsom felteffekttransistor (ISFET), der er designet til at reagere på tilstedeværelsen af ​​virus-RNA. Enheden kan udføre en test på mindre end en time, men kræver en prøve, der er indsamlet af næsepinden.

Selvom denne teknologi ikke er bærbar, kan den blive startpunktet for fremtidig virusdetektering af bærbare enheder, fordi disse kan gøres små og bruger lidt strøm. En bærbar enhed, der kontinuerligt overvåger en person og indikerer, at de har fået eller været udsat for virussen, gør det muligt for personen at søge behandling og isolere sig for at forhindre yderligere spredning.

Soniske skruetrækkere og tricorders

Fans af Dr. Who know the lydskruetrækker, og Star Trek tilhængere kender tricorder. Fremtidens ideelle bærbare vil ligne disse vidunderlige fiktive apparater. Det ville være i stand til at opdage tilstedeværelsen af ​​virussen i miljøet omkring bæreren, hvilket giver mulighed for at forlade, før den udsættes for.

Men detektering af luftbåren virus kræver betydeligt udstyr til indsamle luftprøver og analysere dem. Andre metoder, såsom plasmonisk fototermisk biosensor, giver lovende resultater, men kræver stadig, at brugeren udfører analysen. Det vil tage et stykke tid, før et smartur kan advare brugeren om tilstedeværelsen af ​​en farlig virus.

Bærbar og tilgængelig

Til trods for alt løftet om wearables som værktøjer til at tackle COVID-19-pandemien og fremtidige pandemier er der barrierer for udbredt brug af enhederne. De fleste wearables er dyre, kan være vanskelige at lære at bruge af ikke-indfødte engelsktalende eller er udviklet uden data fra en bred befolkningsbase. Der er en risiko for det mange mennesker accepterer ikke teknologien.

Fortsat udvikling af bredt accepterede sundhedsbaserede bærbare produkter bør omfatte input fra samfundet, som beskrevet i a Oversigt over nationale akademier. Ved at sikre, at alle har adgang til wearables og accepterer dem, kan enhederne hjælpe med at holde mennesker raske midt i en global pandemi. Løbende forskning bør resultere i forbedret teknologi, der med omhu vil komme hele samfundet til gode.The Conversation

Om forfatteren

Albert H. Titus, professor i biomedicinsk teknik, Universitet i Buffalo, State University of New York

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.