Treningsinformasjon fra bærbare enheter kan avsløre når kroppen bekjemper en infeksjon. Nico De Pasquale Photography / Stone via Getty Images

Vanskeligheten mange mennesker har fått testet for SARS-CoV-2 og forsinkelser i å motta testresultater gjør tidlig varsling om mulige COVID-19-infeksjoner enda viktigere, og data fra bærbare helse- og treningsapparater viser løfte for å identifisere hvem som kan ha COVID-19.

Dagens bærbare enhet samler inn data om fysisk aktivitet, hjertefrekvens, kroppstemperatur og søvnkvalitet. Disse dataene brukes vanligvis til å hjelpe folk med å spore generell velvære. Smartklokker er den vanligste typen bærbare. Det er også smarte håndleddbånd, fingerringer og ørepropper. Smarte klær, sko og briller kan også betraktes som "bærbare". Populære merker inkluderer Fitbits, Apple Watches og Garmin klokker.

Flere studier er testing algoritmer Det vurdere data fra bærbare enheter for å oppdage COVID-19. Resultatene hittil viser at konseptet er forsvarlig. Imidlertid kan bærbare enheter være dyre og noen ganger utfordrende å bruke. Å ta tak i disse problemene er viktig for å la flest mulig dra nytte av dem.

Oppdage influensalignende sykdom

Fordi wearables er utmerkede verktøy for å overvåke generelle helsemessige forhold, begynte forskere å studere måter å bruke dem til å oppdage sykdom før COVID-19-pandemien. For eksempel brukte forskere Fitbit-data for å identifisere mennesker som kan ha en influensalignende sykdom fra hvilepuls og daglige aktivitetsmønstre. En forhøyet hvilepuls kan være relatert til en infeksjon.

Treningssporere som denne Fitbit overvåker hjertefrekvens, aktivitet og søvnkvalitet. Forhøyet hvilepuls er et tegn på infeksjon. Krystal Peterson / Flickr

De fleste Fitbit-modeller måler og registrerer hjertefrekvens, slik at enhetene kan brukes til å oppdage perioder med økt hvilepuls. De måler og registrerer også aktivitet, slik at de kan identifisere reduserte nivåer av daglig aktivitet. Ved å kombinere disse to tiltakene kunne forskerne bedre forutsi hvem som hadde en influensalignende sykdom.

Det er ikke mulig å avgjøre om en bærer av smartenheter har en bestemt sykdom ut fra bare disse datatiltakene. Men å se en plutselig endring i disse forholdene kan få folk til å isolere seg og få diagnostiske tester, noe som kan redusere spredningen av smittsomme sykdommer som COVID-19.

Kroppstemperatur

Feber og vedvarende hoste er de vanligste symptomene på COVID-19. Dette har utløst omfattende screening ved bruk av termometre, oftest kontaktløse infrarøde termometre.

Til tross for at termometre er allestedsnærværende, er temperaturfølere i bærbare maskiner uvanlige. Dette skyldes delvis hvor komplisert det er for å oppnå ekte kroppstemperatur fra hudbaserte målinger. Hudtemperaturen varierer avhengig av miljøforhold og stressnivå, svettefordampning kan senke hudtemperaturen, og temperatursensorer har noen ganger mindre enn ideell kontakt med huden.

Det er bærbare temperaturoppdateringer som kommuniserer med smarte enheter og registrerer temperatur kontinuerlig. Men kroppstemperatur er ikke 100% prediktiv for sykdom, og det er umulig å diagnostisere en bestemt infeksjon, for eksempel COVID-19, ved å bruke kroppstemperaturen alene. Likevel kan febervarsling føre til tidligere inngrep.

Svette og tårer

Forskning på sensingsteknologi fortsetter å utvide mulighetene for bærbare enheter som helseovervåking og diagnoseenheter. COVID-19-utbruddet vil sannsynligvis påvirke retningen på denne forskningen samt akselerere den.

Baksiden av dette Garmin smartklokke viser sensorene som bruker lys for å belyse blodkar for å måle hjertefrekvensen. Tina Arnold / Flickr

En tilnærming er å lage sensorer som oppdage forbindelser i svette fra huden. Disse forbindelsene kan gi mye informasjon om en persons helse. pH, natriumioner, glukose og alkoholinnhold er bare noen av tingene som svette sensorer kan oppdage. Tårer inneholder også forbindelser fra kroppen, så forskere undersøker kjemisk sensing ved bruk av kontaktlinser og smarte linser.

Svettehastighet kan også måles, som kan brukes som en indikator på temperatur, så disse sensorene blir undersøkt for bruk i hjelper med å oppdage COVID-19.

Mot å oppdage virus

Ulempen med mange eksisterende bærbare sensorer er at de faktisk ikke kan oppdage tilstedeværelsen av et virus på SARS-CoV-2. For å gjøre dette må de oppdage virusspesifikk RNA.

RNA-deteksjon involverer vanligvis flere trinn, inkludert å trekke ut RNA fra en prøve, lage mange kopier av RNA og identifisere RNA. Selv om det har vært mye fremgang i miniatyrisering av RNA-gjenkjenningsutstyr for bruk i rask, omsorgsfull testing, er det fremdeles noen måter å gå før det kan passe i bærbare enheter.

Mye av den pågående forskningen om utvikling av rask patogenoppdagelse bruker "lab-on-a-chip" -teknologi. Lab-on-a-chip refererer til målet om å krympe laboratorietester som en gang krevde mange store deler av utstyr til størrelsen på en datamaskinbrikke eller et mikroskop-lysbilde.

Et eksempel er en COVID-19 diagnostisk test gjennomgår kliniske studier. Testens sensor er spesialisert ionefølsom felteffekttransistor (ISFET) som er designet for å svare på tilstedeværelsen av viruset RNA. Enheten kan utføre en test på mindre enn en time, men krever en prøve samlet av nesepinne.

Selv om denne teknologien ikke er bærbar, kan den bli startpunktet for fremtidige virusdetekterende bærbare maskiner, fordi disse kan gjøres små og bruker lite strøm. En bærbar enhet som kontinuerlig overvåker en person og indikerer at de har fått eller har blitt utsatt for viruset, vil tillate personen å søke behandling og isolere seg for å forhindre ytterligere spredning.

Soniske skrutrekkere og tricorders

Fans av Dr. Who know the sonisk skrutrekker, og Star Trek-tilhengere kjenner Tricorder. Fremtidens ideelle bærbare ville være lik disse vidunderlige fiktive enhetene. Det vil være i stand til å oppdage tilstedeværelsen av viruset i miljøet rundt brukeren, noe som gir muligheten til å dra før den blir utsatt.

Men deteksjon av luftbåren virus krever betydelig utstyr for å samle luftprøver og analysere dem. Andre metoder, for eksempel plasmonisk fototermisk biosensor, gir lovende resultater, men krever fortsatt at brukeren utfører analysen. Det vil ta en stund før en smartklokke vil kunne varsle brukeren om tilstedeværelsen av et farlig virus.

Slitesterk og tilgjengelig

Til tross for løftet om bærbare apparater som verktøy for å takle COVID-19-pandemien og fremtidige pandemier, er det barrierer for utbredt bruk av enhetene. De fleste wearables er dyre, kan være vanskelige å lære å bruke av ikke engelsktalende, eller er utviklet uten data fra et bredt befolkningsgrunnlag. Det er en risiko for at mange vil ikke akseptere teknologien.

Fortsatt utvikling av bredt aksepterte helsebaserte bærbare produkter bør inkludere innspill fra samfunnet, som beskrevet i a Sammendrag av National Academies Workshop. Ved å sikre at alle har tilgang til wearables, og aksepterer dem, kan enhetene bidra til å holde folk sunne midt i en global pandemi. Pågående forskning bør resultere i forbedret teknologi som, med forsiktighet, vil komme hele samfunnet til gode.

om forfatteren

Albert H. Titus, professor i biomedisinsk teknikk, University at Buffalo, State University of New York

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.