ウェアラブルデバイスのフィットネス情報は、体が感染症と闘っている時期を明らかにすることができます。 ニコ・デ・パスクアーレ写真/ストーンゲッティイメージズ経由

多くの人々がSARS-CoV-2のテストを受けている難しさとテスト結果の受信の遅延により、COVID-19感染の可能性の早期警告がさらに重要になっています。 ウェアラブルヘルスおよびフィットネスデバイスからのデータは約束を示しています COVID-19を持っているかもしれない人を識別するため。

今日のウェアラブルデバイスは、身体活動、心拍数、体温、睡眠の質に関するデータを収集します。 このデータは通常、人々が一般的な健康を追跡するのに役立ちます。 スマートウォッチは、ウェアラブルの最も一般的なタイプです。 スマートなリストバンド、指輪、イヤホンもあります。 スマートな衣類、靴、眼鏡も「ウェアラブル」と見なすことができます。 人気のブランドには、Fitbits、Apple Watch、Garminの時計があります。

いくつかの研究は テストアルゴリズム それ データを評価する COVID-19を検出するためのウェアラブルデバイスから。 これまでの結果は、コンセプトが健全であることを示しています。 ただし、ウェアラブルは高価で、使用が困難な場合があります。 これらの問題に取り組むことは、できるだけ多くの人々がそれらから利益を得ることができるようにするために重要です。

インフルエンザのような病気の検出

ウェアラブルは一般的な健康状態を監視するための優れたツールであるため、COVID-19の大流行の前に、ウェアラブルを使用して病気を検出する方法の研究を始めました。 たとえば、研究者はFitbitデータを使用しました インフルエンザのような病気にかかっている人を特定する 彼らの安静時心拍数と毎日の活動パターンから。 安静時心拍数の上昇は感染に関連している可能性があります。

フィットネストラッカー このように、Fitbitは心拍数、活動、睡眠の質を監視します。 安静時心拍数の上昇は感染の兆候です。 クリスタル・ピーターソン/フリッカー

ほとんどのFitbitモデルは心拍数を測定して記録するため、デバイスを使用して安静時心拍数が増加している期間を特定できます。 彼らはまた活動を測定して記録するので、彼らは毎日の活動の減少したレベルを識別することができます。 これらのXNUMXつの測定値を組み合わせることで、インフルエンザ様の病気の人をより正確に予測できるようになりました。

これらのデータ測定だけでは、スマートデバイスの装着者に特定の病気があるかどうかを判断することはできません。 しかし、これらの状態の突然の変化を見ると、人々は自分自身を隔離して診断テストを受けるように促され、COVID-19のような伝染病の蔓延を減らすことができます。

体温

発熱と持続的な咳 COVID-19の最も一般的な症状。 これにより、温度計、最も一般的には非接触型赤外線温度計を使用した広範なスクリーニングが促進されました。

温度計の普及にかかわらず、ウェアラブルの温度センサーは一般的ではありません。 これは部分的に原因です どれほど複雑か 皮膚ベースの測定から真の体温を取得します。 皮膚の温度は環境条件やストレスレベルによって異なり、汗の蒸発により皮膚の温度が低下する可能性があります。また、温度センサーが皮膚との接触が理想的とは言えない場合があります。

スマートデバイスと通信して継続的に温度を記録するウェアラブル温度パッチがあります。 しかし、体温は病気を100％予測するものではなく、体温のみを使用してCOVID-19などの特定の感染症を診断することは不可能です。 それにもかかわらず、発熱警告はより早い介入につながる可能性があります。

汗と涙

センシング技術の研究は、健康監視および診断デバイスとしてのウェアラブルの可能性を拡大し続けています。 COVID-19の発生は、この研究の方向性に影響を与えるだけでなく、加速する可能性があります。

これの裏側 ガーミンスマートウォッチ は、心拍数を測定するために光を使用して血管を照らすセンサーを示しています。 ティナアーノルド/ Flickr

XNUMXつのアプローチは、 汗の中の化合物を検出する 皮膚から。 これらの化合物は、人の健康に関する多くの情報を提供できます。 pH、ナトリウムイオン、グルコース、アルコール含有量は、新しい汗センサーが検出できるもののほんの一部です。 涙には体内の化合物も含まれているため、研究者は コンタクトレンズとスマートレンズを使用した化学センシング.

汗の量も測定でき、温度の指標として使用できるため、これらのセンサーは、 COVID-19の検出を支援.

ウイルスの検出に向けて

多くの既存のウェアラブルセンサーの欠点は、SARS-CoV-2のようなウイルスの存在を実際に検出できないことです。 これを行うには、ウイルス特異的RNAを検出する必要があります。

RNAの検出には通常、サンプルからのRNAの抽出、RNAのコピーの作成、RNAの識別など、いくつかのステップが含まれます。 迅速なポイントオブケアテストで使用するためのRNA検出機器の小型化には多くの進歩がありましたが、ウェアラブルデバイスに適合できるようになるまでの道のりはまだあります。

迅速なポイントオブケア病原体検出の開発に関する進行中の研究の多くは、「ラボオンチップ」技術を使用しています。 Lab-on-a-chipは、かつて多くの大規模な機器を必要としていたラボのテストを、コンピューターチップまたは顕微鏡のスライドのサイズに縮小するという目標を指します。

例は COVID-19診断テスト 臨床試験を受けています。 テストのセンサーは特殊です イオン感応性電界効果トランジスタ （ISFET）ウイルスRNAの存在に応答するように設計されています。 このデバイスはXNUMX時間未満でテストを実行できますが、鼻腔スワブでサンプルを収集する必要があります。

このテクノロジーはウェアラブルではありませんが、小型化でき、電力をほとんど使用しないため、将来のウイルス検出ウェアラブルの出発点になる可能性があります。 人を継続的に監視し、ウイルスに感染したかウイルスにさらされたことを示すウェアラブルデバイスを使用すると、その人は治療を求めて隔離され、さらなる拡大を防ぐことができます。

ソニックドライバーとトリコーダー

ドクター・フーのファン ソニックドライバー、そしてスタートレックのフォロワーは知っています トライコーダ。 将来の理想的なウェアラブルは、これらの不思議な架空のデバイスに似ています。 それは着用者の周りの環境でウイルスの存在を検出することができ、暴露される前に去る機会を提供します。

しかし、空中ウイルスの検出には、重要な機器が必要です 空気サンプルを収集して分析する。 などの他の方法 プラズモニック光熱バイオセンサー、有望な結果を提供しますが、それでもユーザーが分析を実行する必要があります。 スマートウォッチが装着者に危険なウイルスの存在を警告できるようになるまでにはしばらく時間がかかります。

ウェアラブルでアクセス可能

COVID-19のパンデミックに取り組むためのツールとしてのウェアラブルのすべての約束、および将来のパンデミックには、デバイスの広範な使用に対する障壁があります。 ほとんどのウェアラブルは高価であり、英語を母国語としないユーザーが使用することを学ぶのが難しい場合があります。または、幅広い人口ベースのデータなしで開発されています。 そのリスクがあります 多くの人々は技術を受け入れません.

広く受け入れられている健康ベースのウェアラブルの継続的な開発には、 全国アカデミーワークショップの概要。 誰もがウェアラブルにアクセスし、それらを受け入れることを保証することにより、デバイスは世界的なパンデミックの真っ只中に人々を健康に保つのを助けることができます。 継続的な研究は、注意を払って、社会のすべてに利益をもたらすであろう改善された技術をもたらすべきです。

著者について

アルバートH.タイタス、生物医学工学教授、 ニューヨーク州立大学バッファロー校

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