Le informazioni sul fitness dai dispositivi indossabili possono rivelare quando il corpo sta combattendo un'infezione. Fotografia di Nico De Pasquale / Stone tramite Getty Images
La difficoltà di molte persone a sottoporsi a test per SARS-CoV-2 e i ritardi nella ricezione dei risultati dei test rendono ancora più importante l'allarme precoce di possibili infezioni da COVID-19 e i dati dei dispositivi indossabili per la salute e il fitness sono promettenti per identificare chi potrebbe avere COVID-19.
Il dispositivo indossabile di oggi raccoglie dati su attività fisica, frequenza cardiaca, temperatura corporea e qualità del sonno. Questi dati vengono generalmente utilizzati per aiutare le persone a monitorare il benessere generale. Gli smartwatch sono il tipo più comune di indossabili. Ci sono anche cinturini da polso intelligenti, anelli per le dita e auricolari. Anche abbigliamento, scarpe e occhiali intelligenti possono essere considerati "indossabili". I marchi popolari includono Fitbits, Apple Watch e Garmin.
Diversi studi lo sono algoritmi di test che valutare i dati dai dispositivi indossabili per rilevare COVID-19. I risultati fino ad oggi mostrano che il concetto è valido. Tuttavia, i dispositivi indossabili possono essere costosi e talvolta difficili da usare. Affrontare questi problemi è importante per consentire a quante più persone possibile di trarne vantaggio.
Rilevare la malattia simil-influenzale
Poiché i dispositivi indossabili sono strumenti eccellenti per il monitoraggio delle condizioni di salute generali, i ricercatori hanno iniziato a studiare i modi per utilizzarli per rilevare la malattia prima della pandemia COVID-19. Ad esempio, i ricercatori hanno utilizzato i dati Fitbit per identificare le persone che potrebbero avere una malattia simile all'influenza dalla frequenza cardiaca a riposo e dai modelli di attività quotidiana. Una frequenza cardiaca a riposo elevata può essere correlata a un'infezione.
Trackers Fitness come questo Fitbit monitora la frequenza cardiaca, l'attività e la qualità del sonno. L'elevata frequenza cardiaca a riposo è un segno di infezione. Krystal Peterson / Flickr
La maggior parte dei modelli Fitbit misura e registra la frequenza cardiaca, quindi i dispositivi possono essere utilizzati per individuare periodi di maggiore frequenza cardiaca a riposo. Inoltre misurano e registrano l'attività, in modo da poter identificare livelli ridotti di attività quotidiana. La combinazione di queste due misure ha permesso ai ricercatori di prevedere meglio chi avesse una malattia simile all'influenza.
Non è possibile determinare se un portatore di smart device abbia una particolare malattia solo da queste misurazioni dei dati. Ma vedere un cambiamento improvviso in queste condizioni può spingere le persone a isolarsi e ottenere test diagnostici, che possono ridurre la diffusione di malattie trasmissibili come COVID-19.
Temperatura corporea
Febbre e tosse persistente sono i sintomi più comuni di COVID-19. Ciò ha innescato uno screening diffuso mediante termometri, più comunemente termometri a infrarossi senza contatto.
Nonostante l'ubiquità dei termometri, i sensori di temperatura nei dispositivi indossabili sono rari. Ciò è dovuto in parte a quanto è complicato per ottenere la temperatura corporea reale dalle misurazioni basate sulla pelle. La temperatura della pelle varia a seconda delle condizioni ambientali e dei livelli di stress, l'evaporazione del sudore può abbassare la temperatura della pelle e i sensori di temperatura a volte hanno un contatto non proprio ideale con la pelle.
Esistono patch di temperatura indossabili che comunicano con dispositivi intelligenti e registrano la temperatura continuamente. Ma la temperatura corporea non è predittiva al 100% della malattia ed è impossibile diagnosticare una particolare infezione, come COVID-19, usando la sola temperatura corporea. Tuttavia, un allarme febbre potrebbe portare a un intervento precoce.
Sudore e lacrime
La ricerca sulla tecnologia di rilevamento continua ad espandere le possibilità dei dispositivi indossabili come dispositivi di monitoraggio e diagnosi della salute. È probabile che l'epidemia di COVID-19 influenzerà la direzione di questa ricerca e la accelererà.
Il retro di questo Smartwatch Garmin mostra i sensori che utilizzano la luce per illuminare i vasi sanguigni al fine di misurare la frequenza cardiaca. Tina Arnold / Flickr
Un approccio è creare sensori che rilevare i composti nel sudore dalla pelle. Questi composti possono fornire molte informazioni sulla salute di una persona. pH, ioni sodio, glucosio e contenuto di alcol sono solo alcune delle cose che i sensori emergenti del sudore possono rilevare. Le lacrime contengono anche composti dal corpo, quindi i ricercatori stanno studiando rilevamento chimico utilizzando lenti a contatto e lenti intelligenti.
È possibile misurare anche il tasso di sudorazione, che può essere utilizzato come indicatore della temperatura, quindi questi sensori vengono esaminati per l'uso in aiutare a rilevare COVID-19.
Verso la rilevazione dei virus
Lo svantaggio di molti sensori indossabili esistenti è che non possono effettivamente rilevare la presenza di un virus come SARS-CoV-2. Per fare ciò, dovrebbero rilevare l'RNA specifico del virus.
Il rilevamento dell'RNA in genere comporta diversi passaggi, tra cui l'estrazione dell'RNA da un campione, la creazione di molte copie dell'RNA e l'identificazione dell'RNA. Sebbene ci siano stati molti progressi nella miniaturizzazione delle apparecchiature di rilevamento dell'RNA da utilizzare in test rapidi e point-of-care, c'è ancora molta strada da fare prima che possano adattarsi ai dispositivi indossabili.
Gran parte della ricerca in corso sullo sviluppo di un rilevamento rapido dei patogeni al punto di cura utilizza la tecnologia "lab-on-a-chip". Lab-on-a-chip si riferisce all'obiettivo di ridurre i test di laboratorio che una volta richiedevano molte grandi apparecchiature fino alle dimensioni di un chip di computer o di un vetrino da microscopio.
Un esempio è a Test diagnostico COVID-19 in fase di sperimentazione clinica. Il sensore del test è specializzato transistor a effetto di campo sensibile agli ioni (ISFET) progettato per rispondere alla presenza del virus RNA. Il dispositivo può eseguire un test in meno di un'ora, ma richiede un campione raccolto mediante tampone nasale.
Sebbene questa tecnologia non sia indossabile, potrebbe diventare il punto di lancio per i futuri dispositivi indossabili di rilevamento dei virus perché possono essere ridotti e consumano poca energia. Un dispositivo indossabile che monitora continuamente una persona e indica che ha contratto o è stata esposta al virus consentirebbe alla persona di cercare cure e isolarsi per prevenire un'ulteriore diffusione.
Cacciaviti sonici e tricorder
I fan di Dr. Who know the cacciavite sonicoe i seguaci di Star Trek conoscono il tricorder. L'indossabile ideale del futuro sarebbe simile a questi meravigliosi dispositivi immaginari. Sarebbe in grado di rilevare la presenza del virus nell'ambiente intorno a chi lo indossa, fornendo l'opportunità di andarsene prima di essere esposto.
Ma il rilevamento di virus aerodispersi richiede attrezzature significative raccogliere campioni d'aria e analizzarli. Altri metodi, come biosensore fototermico plasmonico, forniscono risultati promettenti, ma richiedono comunque all'utente di eseguire l'analisi. Ci vorrà del tempo prima che uno smartwatch possa avvisare chi lo indossa della presenza di un pericoloso virus.
Indossabile e accessibile
Nonostante tutta la promessa dei dispositivi indossabili come strumenti per affrontare la pandemia COVID-19 e le future pandemie, ci sono barriere all'uso diffuso dei dispositivi. La maggior parte dei dispositivi indossabili sono costosi, possono essere difficili da imparare a usare da persone non madrelingua inglese o sono sviluppati senza dati da un'ampia base di popolazione. C'è il rischio che molte persone non accetteranno la tecnologia.
Lo sviluppo continuo di dispositivi indossabili basati sulla salute ampiamente accettati dovrebbe includere il contributo della comunità, come delineato in a Riepilogo del seminario delle accademie nazionali. Garantendo che tutti abbiano accesso ai dispositivi indossabili e li accettino, i dispositivi possono aiutare a mantenere le persone in buona salute nel mezzo di una pandemia globale. La ricerca in corso dovrebbe portare a una tecnologia migliorata che, con cura, andrà a vantaggio di tutta la società.
L'autore
Albert H. Titus, professore di ingegneria biomedica, Università di Buffalo, The State University di New York
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
