可穿戴健身设备提供可能的Covid-19感染的预警

可穿戴健身设备提供可能的Covid-19感染的预警
来自可穿戴设备的健身信息可以揭示人体抵抗感染的时间。
Nico De Pasquale摄影/ Stone通过Getty Images

许多人因SARS-CoV-2的检测而面临的困难以及接收检测结果的延迟使得对可能的COVID-19感染的预警更加重要,并且 来自可穿戴健康和健身设备的数据显示出希望 用于识别谁可能有COVID-19。

如今的可穿戴设备收集有关体育活动,心率,体温和睡眠质量的数据。 该数据通常用于帮助人们追踪总体健康状况。 智能手表是最常见的可穿戴类型。 也有智能腕带,手指环和耳塞。 智能服装,鞋子和眼镜也可以视为“可穿戴设备”。 受欢迎的品牌包括Fitbits,Apple Watch和Garmin手表。

有几项研究 测试算法评估数据 从可穿戴设备检测COVID-19。 迄今为止的结果表明该概念是正确的。 但是,可穿戴设备可能很昂贵,有时使用起来很困难。 解决这些问题对于让尽可能多的人从中受益至关重要。

检测流感样疾病

由于可穿戴设备是监测总体健康状况的极佳工具,因此研究人员开始研究在COVID-19大流行之前使用它们来检测疾病的方法。 例如,研究人员使用Fitbit数据 识别可能患有流感样疾病的人 从他们的静息心率和日常活动模式。 静息心率升高可能与感染有关。

像Fitbit这样的健身追踪器可以监测心率,活动和睡眠质量。 静息心率升高是感染的迹象。健身追踪器 像这样的Fitbit监测心率,活动和睡眠质量。 静息心率升高是感染的迹象。 克里斯塔尔·彼得森/ Flickr

大多数Fitbit模型都会测量并记录心率,因此该设备可用于发现静息心率增加的时期。 他们还可以测量和记录活动,因此可以确定日常活动水平的降低。 结合这两种方法,研究人员可以更好地预测谁患有流感样疾病。

仅通过这些数据测量就无法确定智能设备佩戴者是否患有特定疾病。 但是,看到这些状况的突然变化可以促使人们隔离自己并进行诊断测试,从而可以减少诸如COVID-19之类的传染病的传播。


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体温

发烧和持续咳嗽是 COVID-19的最常见症状。 这引发了使用温度计(最常见的是非接触式红外温度计)的广泛筛选。

尽管温度计无处不在,但可穿戴设备中的温度传感器并不常见。 这部分是由于 它有多复杂 从基于皮肤的测量中获得真实的体温。 皮肤温度根据环境条件和压力水平而变化,汗液蒸发会降低皮肤温度,并且温度传感器有时与皮肤的接触程度不理想。

有可穿戴的温度补丁可以与智能设备通信并连续记录温度。 但是体温不能100%预测疾病,因此仅靠体温不可能诊断出特定的感染,例如COVID-19。 但是,发烧警报可能会导致早期干预。

汗水和眼泪

对传感技术的研究继续扩大了可穿戴设备作为健康监测和诊断设备的可能性。 COVID-19爆发可能会影响并加快这项研究的方向。

Garmin智能手表的背面显示了传感器,这些传感器使用光来照亮血管以测量心率。背面 Garmin智能手表 显示了使用光照射血管以测量心率的传感器。 蒂娜·阿诺德/ Flickr

一种方法是创建传感器 检测汗液中的化合物 从皮肤。 这些化合物可以提供有关人的健康的许多信息。 pH,钠离子,葡萄糖和酒精含量只是新兴的汗液传感器可以检测到的一些东西。 眼泪还含有人体中的化合物,因此研究人员正在研究 使用隐形眼镜和智能眼镜进行化学感应.

还可以测量出汗率,将其用作温度指标,因此正在对这些传感器进行检查以用于 帮助检测COVID-19.

旨在检测病毒

许多现有的可穿戴传感器的缺点在于它们实际上无法检测到SARS-CoV-2等病毒的存在。 为此,他们必须检测病毒特异性RNA。

RNA检测通常涉及几个步骤,包括从样品中提取RNA,制作RNA的许多副本并鉴定RNA。 尽管在用于快速即时检测的小型化RNA检测设备方面已经取得了很大的进步,但要使它适合可穿戴设备仍需要走很长一段路。

正在进行的有关开发快速的即时护理病原体检测的研究,很多都使用“芯片实验室”技术。 片上实验室是指缩减曾经需要许多大型设备的计算机测试或计算机载玻片大小的实验室测试的目标。

一个例子是 COVID-19诊断测试 正在进行临床试验。 测试的传感器是专用的 离子敏感场效应晶体管 (ISFET),旨在对病毒RNA的存在做出反应。 该设备可以在不到一小时的时间内执行测试,但是需要通过鼻拭子采集样本。

尽管该技术不可穿戴,但它可能会成为将来检测病毒的可穿戴设备的起点,因为它们可以做得很小并且消耗很少的电能。 可穿戴式设备会持续监控一个人,并指示他们已经感染或暴露于病毒,这将使该人寻求治疗并隔离自己,以防止进一步扩散。

音速起子和三阶仪

谁知道的博士的粉丝 声波起子,并且《星际迷航》的追随者知道 的tricorder。 未来理想的可穿戴设备将类似于这些奇妙的虚构设备。 它将能够检测出穿戴者周围环境中病毒的存在,从而提供了在暴露之前就离开的机会。

但是机载病毒检测需要大量设备来 收集空气样本并进行分析。 其他方法,例如 等离子体光热生物传感器,提供有希望的结果,但仍然需要用户执行分析。 尚需时日,智能手表才能向佩戴者发出危险病毒的警报。

穿戴式

尽管可穿戴设备作为解决COVID-19大流行以及未来大流行的工具的前景十分广阔,但这些设备的广泛使用仍存在障碍。 大多数可穿戴设备价格昂贵,可能很难由非英语母语者学习使用,或者在没有大量人口数据的情况下开发出来。 有这样的风险 很多人不会接受这项技术.

持续开发基于健康的可穿戴设备应包括社区的投入,如 国家科学院讲习班摘要。 通过确保每个人都可以使用可穿戴设备并接受它们,这些设备可以帮助人们在全球大流行中保持健康。 正在进行的研究应导致改进的技术,在谨慎的情况下,将使全社会受益。谈话

关于作者

Albert H. Titus,生物医学工程教授, 布法罗大学,纽约州立大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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