A hordható eszközök fitneszinformációi felfedhetik, amikor a test egy fertőzés ellen küzd. Nico De Pasquale fotózás / kő a Getty Images-en keresztül

Sokak számára a SARS-CoV-2 tesztelésének nehézségei, és a vizsgálati eredmények késedelme miatt még fontosabb a korai figyelmeztetés a lehetséges COVID-19 fertőzésekre, és a hordható egészségügyi és fitnesz eszközök adatai ígéretet mutatnak annak azonosítására, hogy kinek lehet COVID-19-je.

A mai viselhető eszköz adatokat gyűjt a fizikai aktivitásról, a pulzusról, a testhőmérsékletről és az alvás minőségéről. Ezeket az adatokat általában az emberek általános jólétének nyomon követésére használják. Az okosórák a leggyakoribb hordható típusok. Vannak intelligens csuklópántok, ujjgyűrűk és fülhallgatók is. Az intelligens ruházat, cipő és szemüveg szintén viselhetőnek tekinthető. A népszerű márkák közé tartoznak a Fitbits, az Apple Watch és a Garmin órák.

Számos tanulmány tesztelési algoritmusok hogy értékelje az adatokat a hordható eszközöktől a COVID-19 kimutatásához. Az eddigi eredmények azt mutatják, hogy a koncepció megbízható. A viselhető cikkek azonban drágák lehetnek, és néha kihívást jelentenek a használata. Ezeknek a kérdéseknek a kezelése fontos, hogy a lehető legtöbb ember profitálhasson belőlük.

Influenzaszerű betegség észlelése

Mivel a hordható eszközök kiváló eszközök az általános egészségi állapot figyelemmel kísérésére, a kutatók a COVID-19 világjárvány előtt elkezdték tanulmányozni a betegség kimutatásának módjait. Például a kutatók a Fitbit adatait használták fel azonosítani azokat az embereket, akik influenzaszerű betegségben szenvedhetnek nyugalmi pulzusuktól és napi aktivitási szokásaiktól. A megnövekedett nyugalmi pulzus fertőzéshez köthető.

Fitness nyomozó mint ez a Fitbit monitorozza a pulzusszámot, az aktivitást és az alvás minőségét. A megnövekedett nyugalmi pulzus a fertőzés jele. Krystal Peterson / Flickr

A Fitbit-modellek többsége a pulzusszámot méri és rögzíti, így az eszközökkel meg lehet állapítani a megnövekedett nyugalmi pulzus periódusait. Mérik és rögzítik az aktivitást is, így azonosítani tudják a napi aktivitás csökkent szintjét. E két intézkedés kombinálása lehetővé tette a kutatók számára, hogy jobban megjósolják, kinek volt influenzaszerű betegsége.

Csak ezekből az adatmennyiségekből nem lehet megállapítani, hogy az okoseszköz viselőjének van-e valamilyen betegsége. De ezeknek a feltételeknek a hirtelen megváltozása arra késztetheti az embereket, hogy elszigetelődjenek és diagnosztikai teszteket végezzenek, ami csökkentheti a fertőző betegségek, például a COVID-19 terjedését.

Testhőmérséklet

A láz és a tartós köhögés a a COVID-19 leggyakoribb tünetei. Ez széleskörű szűrést váltott ki hőmérők, leggyakrabban érintés nélküli infravörös hőmérők alkalmazásával.

A hőmérők mindenütt jelenléte ellenére a viselhető ruhák hőmérséklet-érzékelői ritkák. Ez részben annak köszönhető milyen bonyolult hogy a bőrön alapuló mérésekből valódi testhőmérsékletet nyerjünk. A bőr hőmérséklete a környezeti feltételektől és a stressz szintjétől függően változik, a verejték párolgása csökkentheti a bőr hőmérsékletét, és a hőmérséklet-érzékelők néha az ideálisnál kevésbé érintkeznek a bőrrel.

Vannak hordható hőmérsékleti foltok, amelyek kommunikálnak az intelligens eszközökkel és folyamatosan rögzítik a hőmérsékletet. De a testhőmérséklet nem jelzi előre 100% -ban a betegséget, és lehetetlen egy adott fertőzést - például a COVID-19 - egyedül a testhőmérséklet segítségével diagnosztizálni. Ennek ellenére a lázjelzés korábbi beavatkozáshoz vezethet.

Izzadás és könnyek

Az érzékelési technológia kutatása továbbra is kiterjeszti a hordozható eszközök, mint egészségfigyelő és diagnosztikai eszközök lehetőségeit. A COVID-19 járvány valószínűleg befolyásolja és felgyorsítja a kutatás irányát.

Ennek hátulja Garmin okosóra azokat az érzékelőket mutatja, amelyek fényt használnak az erek megvilágítására a pulzus mérése érdekében. Tina Arnold / Flickr

Az egyik megközelítés olyan érzékelők létrehozása, amelyek vegyületek detektálása az izzadságban a bőrből. Ezek a vegyületek sok információt szolgáltathatnak az ember egészségi állapotáról. A pH, a nátriumionok, a glükóz és az alkoholtartalom csak néhány olyan dolog, amelyet a kialakuló izzadságérzékelők képesek észlelni. A könnyek a testből származó vegyületeket is tartalmaznak, ezért a kutatók vizsgálódnak vegyi érzékelés kontaktlencsék és intelligens lencsék használatával.

Mérhető az izzadási sebesség is, amely a hőmérséklet indikátoraként használható, ezért ezeknek az érzékelőknek a használatát vizsgálják segít a COVID-19 felderítésében.

A vírusok felderítése felé

Sok létező hordozható érzékelő hátránya, hogy a SARS-CoV-2-nél valójában nem képesek kimutatni egy ilyen vírus jelenlétét. Ehhez vírusspecifikus RNS-t kell kimutatniuk.

Az RNS kimutatása általában több lépést foglal magában, beleértve az RNS kivonását egy mintából, az RNS sok másolatának elkészítését és az RNS azonosítását. Noha sok előrelépés történt az RNS-detektáló berendezések miniatürizálásában a gyors, gondozáson alapuló teszteléshez, még mindig van mit megtenni, mielőtt elférne a hordható eszközökben.

A kórházi kórházak gyors, kórházi kimutatásának fejlesztésével kapcsolatos folyamatban lévő kutatások nagy része „laboratóriumi chipen” technológiát használ. A chip-on-chip a laboratóriumi vizsgálatok visszaszorításának céljára utal, amelyekhez egykor sok nagy berendezésre volt szükség egy számítógépes chip vagy mikroszkóp tárgylemez nagyságáig.

Ilyen például a COVID-19 diagnosztikai teszt klinikai vizsgálatokon mennek keresztül. A teszt érzékelője egy speciális ionérzékeny terepi tranzisztor (ISFET), amely a vírus RNS jelenlétére reagál. A készülék kevesebb mint egy óra alatt képes elvégezni a tesztet, de orrvesszővel összegyűjtött mintára van szükség.

Bár ez a technológia nem hordható, a jövő vírusdetektáló hordozható eszközeinek kiindulópontjává válhat, mivel ezek kicsiek és kevés energiát használhatnak. Egy viselhető eszköz, amely folyamatosan figyeli az embert, és jelzi, hogy megbetegedtek vagy ki voltak téve a vírusnak, lehetővé tenné a személy számára, hogy kezelést keressen és elszigetelje magát a további terjedés megakadályozása érdekében.

Sonic csavarhúzók és háromhármasok

Rajongói Dr. Ki ismeri a szonikus csavarhúzó, és a Star Trek követői tudják a háromrendű. A jövő ideális viselhetősége hasonló lenne ezekhez a csodálatos kitalált eszközökhöz. Képes lenne kimutatni a vírus jelenlétét a viselője körüli környezetben, lehetőséget biztosítva a távozásra, mielőtt kitett volna.

De a levegőben terjedő vírus kimutatásához jelentős felszerelés szükséges levegőmintákat gyűjteni és elemezni. Egyéb módszerek, például a plazmonikus fototermikus bioszenzor, ígéretes eredményeket nyújtanak, de továbbra is megkövetelik a felhasználótól az elemzés elvégzését. El kell telnie, mire egy okosóra képes lesz figyelmeztetni viselőjét egy veszélyes vírus jelenlétére.

Viselhető és hozzáférhető

A COVID-19 járvány és a jövőbeni járványok leküzdésére szolgáló eszközök viselhető ígéretei előtt vannak akadályok az eszközök széles körű használatának. A legtöbb viselhető drága, nehezen lehet megtanulni használni őket, akik nem angol anyanyelvűek, vagy széles népességből származó adatok nélkül fejlesztik őket. Ennek fennáll a kockázata sokan nem fogják elfogadni a technológiát.

A széles körben elfogadott egészségügyi alapú hordozható ruhák folyamatos fejlesztésének tartalmaznia kell a közösségi hozzájárulást, amint azt az a Nemzeti Akadémiák Műhely összefoglalása. Annak biztosításával, hogy mindenki hozzáférjen a viselhető anyagokhoz, és elfogadja őket, az eszközök hozzájárulhatnak az emberek egészségének megőrzéséhez egy globális járvány közepette. A folyamatban lévő kutatásnak olyan fejlett technológiát kell eredményeznie, amely gondossággal az egész társadalom javát szolgálja.

A szerzőről

Albert H. Titus, az orvosbiológiai mérnök professzora, Buffalo Egyetem, a New York-i Állami Egyetem

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.