Maklumat kecergasan dari alat yang boleh dipakai dapat mendedahkan ketika tubuh melawan jangkitan. Fotografi / Batu Nico De Pasquale melalui Getty Images

Kesukaran banyak orang untuk diuji untuk SARS-CoV-2 dan kelewatan dalam menerima keputusan ujian menjadikan amaran awal kemungkinan jangkitan COVID-19 menjadi lebih penting, dan data dari alat kesihatan dan kecergasan yang boleh dipakai menunjukkan janji untuk mengenal pasti siapa yang mungkin mempunyai COVID-19.

Peranti yang boleh dipakai hari ini mengumpulkan data mengenai aktiviti fizikal, degupan jantung, suhu badan dan kualiti tidur. Data ini biasanya digunakan untuk membantu orang mengesan kesejahteraan umum. Jam tangan pintar adalah jenis yang boleh dipakai yang paling biasa. Terdapat juga gelang pergelangan tangan pintar, cincin jari dan earbud. Pakaian, kasut, dan cermin mata pintar juga dapat dianggap sebagai "pakai." Jenama popular termasuk jam tangan Fitbits, Apple Watches dan Garmin.

Beberapa kajian adalah algoritma pengujian Bahawa menilai data dari peranti yang boleh dipakai untuk mengesan COVID-19. Keputusan hingga kini menunjukkan bahawa konsepnya tepat. Walau bagaimanapun, alat pemakai boleh mahal dan kadang-kadang sukar digunakan. Menangani masalah ini adalah mustahak untuk membolehkan sebanyak mungkin orang mendapat manfaatnya.

Mengesan penyakit seperti selesema

Oleh kerana alat pemakai adalah alat yang sangat baik untuk memantau keadaan kesihatan umum, para penyelidik mula mengkaji cara menggunakannya untuk mengesan penyakit sebelum wabak COVID-19. Sebagai contoh, penyelidik menggunakan data Fitbit untuk mengenal pasti orang yang mungkin mempunyai penyakit seperti influenza dari kadar denyutan jantung dan corak aktiviti harian mereka yang berehat. Denyut jantung rehat yang tinggi boleh dikaitkan dengan jangkitan.

Penjejak kecergasan seperti ini Fitbit memantau kadar degupan jantung, aktiviti dan kualiti tidur. Denyutan jantung rehat yang tinggi adalah tanda jangkitan. Krystal Peterson / Flickr

Sebilangan besar model Fitbit mengukur dan mencatat kadar denyutan jantung, jadi alat ini dapat digunakan untuk mengesan jangka masa peningkatan denyut jantung rehat. Mereka juga mengukur dan mencatat aktiviti, sehingga mereka dapat mengenal pasti tahap aktiviti harian yang berkurang. Menggabungkan kedua-dua langkah ini membolehkan para penyelidik dapat meramalkan dengan lebih baik siapa yang mempunyai penyakit seperti influenza.

Tidak mungkin untuk menentukan sama ada pemakai peranti pintar mempunyai penyakit tertentu hanya dari ukuran data ini. Tetapi melihat perubahan mendadak dalam keadaan ini dapat mendorong orang untuk mengasingkan diri dan menjalani ujian diagnostik, yang dapat mengurangkan penyebaran penyakit berjangkit seperti COVID-19.

Suhu badan

Demam dan batuk berterusan adalah simptom COVID-19 yang paling biasa. Ini telah mendorong penyaringan yang meluas menggunakan termometer, termometer inframerah yang paling sering tidak bersentuhan.

Walaupun terdapat termometer di mana-mana, sensor suhu pada alat pakai tidak biasa. Ini sebahagiannya disebabkan betapa rumitnya untuk mendapatkan suhu badan yang sebenar dari pengukuran berdasarkan kulit. Suhu kulit berbeza-beza bergantung pada keadaan persekitaran dan tahap tekanan, penyejatan peluh dapat menurunkan suhu kulit, dan sensor suhu kadang-kadang mempunyai hubungan yang kurang sesuai dengan kulit.

Terdapat tampalan suhu yang boleh dipakai yang berkomunikasi dengan peranti pintar dan mencatat suhu secara berterusan. Tetapi suhu badan tidak 100% meramalkan penyakit, dan mustahil untuk mendiagnosis jangkitan tertentu, seperti COVID-19, hanya menggunakan suhu badan. Walaupun begitu, amaran demam boleh menyebabkan intervensi lebih awal.

Peluh dan air mata

Penyelidikan teknologi penginderaan terus memperluas kemungkinan alat pakai sebagai alat pemantauan dan diagnosis kesihatan. Wabak COVID-19 cenderung mempengaruhi arah penyelidikan ini dan mempercepatnya.

Bahagian belakang ini Jam tangan pintar Garmin menunjukkan sensor yang menggunakan cahaya untuk menerangi saluran darah untuk mengukur kadar denyutan jantung. Tina Arnold / Flickr

Satu pendekatan adalah dengan membuat sensor yang mengesan sebatian dalam peluh dari kulit. Sebatian ini dapat memberikan banyak maklumat mengenai kesihatan seseorang. Kandungan pH, ion natrium, glukosa dan alkohol hanyalah beberapa perkara yang dapat dikesan oleh sensor peluh. Air mata juga mengandungi sebatian dari badan, jadi para penyelidik sedang menyiasat penderiaan kimia menggunakan kanta lekap dan kanta pintar.

Tingkat peluh juga dapat diukur, yang dapat digunakan sebagai indikator suhu, sehingga sensor ini sedang diperiksa untuk digunakan di membantu mengesan COVID-19.

Ke arah mengesan virus

Kelemahan dari banyak sensor yang boleh pakai ialah mereka sebenarnya tidak dapat mengesan kehadiran virus seperti di SARS-CoV-2. Untuk melakukan ini, mereka harus mengesan RNA khusus virus.

Pengesanan RNA biasanya melibatkan beberapa langkah, termasuk mengekstrak RNA dari sampel, membuat banyak salinan RNA dan mengenal pasti RNA. Walaupun telah banyak kemajuan dalam peralatan pengesanan RNA miniaturisasi untuk digunakan dalam pengujian titik perawatan yang cepat, masih ada cara untuk dilakukan sebelum dapat digunakan pada perangkat yang dapat dipakai.

Sebilangan besar penyelidikan yang sedang dilakukan untuk mengembangkan pengesanan patogen titik rawatan yang cepat menggunakan teknologi "lab-on-a-chip". Lab-on-a-chip merujuk kepada tujuan mengecilkan ujian makmal yang pernah memerlukan banyak peralatan besar dengan ukuran cip komputer atau slaid mikroskop.

Contohnya ialah a Ujian diagnostik COVID-19 menjalani ujian klinikal. Sensor ujian adalah khusus transistor kesan medan sensitif ion (ISFET) yang dirancang untuk bertindak balas terhadap kehadiran virus RNA. Peranti boleh melakukan ujian dalam waktu kurang dari satu jam, tetapi memerlukan sampel yang dikumpulkan dengan menggunakan sapuan hidung.

Walaupun teknologi ini tidak dapat dipakai, teknologi ini dapat menjadi titik awal untuk perangkat yang dapat dikesan virus di masa depan kerana teknologi ini dapat dibuat kecil dan menggunakan sedikit tenaga. Peranti yang boleh dipakai yang terus memantau seseorang dan menunjukkan bahawa mereka telah dijangkiti atau terdedah kepada virus akan membolehkan orang itu mendapatkan rawatan dan mengasingkan diri untuk mengelakkan penyebaran lebih lanjut.

Pemutar skru dan tricorder sonik

Peminat Dr. Yang tahu pemutar skru sonik, dan pengikut Star Trek mengetahui triorder. Ideal yang boleh dipakai pada masa akan datang serupa dengan peranti rekaan yang luar biasa ini. Ia akan dapat mengesan kehadiran virus di lingkungan sekitar pemakainya, memberi kesempatan untuk pergi sebelum terkena.

Tetapi pengesanan virus melalui udara memerlukan peralatan yang signifikan mengumpulkan sampel udara dan menganalisisnya. Kaedah lain, seperti biosensor fototerma plasmonik, memberikan hasil yang menjanjikan, tetapi masih memerlukan pengguna untuk melakukan analisis. Beberapa saat sebelum smartwatch dapat memberi amaran kepada pemakainya tentang adanya virus berbahaya.

Boleh pakai dan boleh diakses

Untuk semua janji pakai yang dapat dipakai sebagai alat untuk mengatasi pandemi COVID-19, dan pandemi masa depan, ada halangan penggunaan peranti secara meluas. Sebilangan besar pakaian yang dikenakan itu mahal, sukar dipelajari untuk digunakan oleh penutur bahasa Inggeris bukan asli, atau dikembangkan tanpa data dari pangkalan penduduk yang luas. Terdapat risiko bahawa ramai orang tidak akan menerima teknologi tersebut.

Pembangunan berkelanjutan dari alat pakai berdasarkan kesihatan yang diterima secara luas harus merangkumi input masyarakat, seperti yang dijelaskan dalam a Ringkasan Bengkel Akademi Negara. Dengan memastikan bahawa setiap orang mempunyai akses ke alat pakai, dan menerimanya, peranti dapat membantu menjaga kesihatan orang di tengah wabak global. Penyelidikan yang berterusan harus menghasilkan peningkatan teknologi yang, dengan berhati-hati, akan menguntungkan seluruh masyarakat.

Mengenai Penulis

Albert H. Titus, Profesor Kejuruteraan Bioperubatan, Universiti di Buffalo, Universiti Negeri New York

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.