Носимая технология прогнозировала случаи заражения COVID-19

Носимая технология новый метод прогнозирования случаев заражения COVID-19

Во время пандемии, носимые фитнес-трекеры помогли обнаружить действенные сигналы предупреждения, которые помогли предотвратить массовое распространение вспышек. ¶ Источник: Syneos Health

В 2020 и 2021 годах, когда пандемия COVID-19 охватила весь мир, методы раннего тестирования подозрительных случаев и социальной изоляции были лучшими инструментами, которыми могли владеть медицинские специалисты в борьбе с этим заболеванием до широкого введения вакцин. Для некоторых из самых бдительных профессионалов здравоохранения носимые фитнес-трекеры помогли обнаружить действенные сигналы предупреждения, которые помогли предотвратить массовое распространение вспышек.

Так было в Флоридском Государственном университете (FSU) в Таллахасси. Спортсмены университета, которые соревнуются на самом высшем уровне американского колледж-спорта, оборудованы наручными браслетами WHOOP, которые регулярно отслеживают их биомаркеры, такие как сердцебиение, температура и частота дыхания. Во время пандемии, медицинский персонал отдела атлетики FSU подозревал, что они могут рано определить, заразился ли спортсмен коронавирусом. Элиза Анджелис, заместитель директора исследований по спорту в Институте спортивных наук и медицины FSU (ISSM), заметила незначительные изменения в данных некоторых спортсменов WHOOP и предположила, что они могут находиться в пре-симптоматической фазе заболевания.

Анджелис и ее коллеги из ISSM недавно опубликовали исследование в журнале Sports Health: Мультидисциплинарный подход, демонстрируя, что предположение оказалось верным. Из 113 женских студенток-спортсменок в футболе, гольфе, софтболе, волейболе в зале, пляжном волейболе и теннисе, которые были проверены на ранние сигналы заболевания, 33 оказались положительными на коронавирус. Спортсмены были оснащены браслетами WHOOP с августа 2020 года по май 2021 года. Анджелис рассказала, что мониторинг, впервые позволивший персоналу FSU связать данные WHOOP с клиническим состоянием, был важным элементом в попытке вернуться к некоторой рутине.

Анджелис сказала, что WHOOP опубликовал свои наблюдения на основе собственных данных, в которых говорилось о том, что COVID можно обнаружить до появления симптомов. “В то время мы рассматривали протоколы возвращения к игре”, – сказала Анджелис, “вернуться к обычной жизни, на самом деле, говорили о том, как мы могли бы безопасно вернуться на кампус”.

Ученые из FSU обнаружили два различных временных периода, в которых изменения жизненно важных биосигналов указывали на начало заболевания: уровень дыхания повышался за три дня до положительного теста на COVID, тогда как покойная частота сердечных сокращений и изменчивость сердечного ритма увеличивались за один день до положительного теста. Один из соавторов исследования, Дэвид Ормсби, отметил, что в одном случае Анджелис быстро реагировала на данные и, возможно, предотвратила массовое распространение заболевания.

“Однажды, просмотрев данные восстановления и заметив явно выделяющиеся и указывающие на потенциальное заражение COVID значения, Анджелис незамедлительно проконсультировалась с медицинским персоналом спорта, чтобы срочно отправить студентку-спортсменку на тестирование и карантин”, – сказал Ормсби в новостном сообщении FSU. “В тот момент эта студентка только что прибыла на командное мероприятие и просмотр матчей Олимпийских игр. Как оказалось, у нее оказалось положительное тестирование на COVID. Однако благодаря быстрому определению и действию, никакие дополнительные члены команды не были подвергнуты контактному выявлению или карантину, и никакие другие члены команды или персонал не заразились COVID на этом мероприятии”.

Анджелис сказала, что сотрудники FSU расширили интерпретацию данных наручных устройств спортсменов не только для определения COVID, но и для предварительного выявления других состояний, таких как грипп, а также для максимизации общего здоровья.

FSU не единственный, кто обнаружил тонкие изменения в биосигналах, которые указывают на значительные последствия. От головных повязок с электроэнцефалографом, надеваемых на лоб и обнаруживающих ранние признаки болезни Альцгеймера, до функций обнаружения фибрилляции предсердий и симптомов болезни Паркинсона в Apple Watch (получивших регуляторное одобрение как медицинские устройства), слияние данных потребительских носимых устройств и клинических результатов развивается с бешеной скоростью. Однако экосистема, окружающая технический прогресс, все еще борется за определение своей формы.

Черные ящики и гетерогенность – преграды.

Доктор Карстен Скарке, исследователь по трансляционной медицине в Университете Пенсильвании, работал с коллегами над исследованием, опубликованным в Nature Communications, в котором было показано, что ни много, ни мало 73 болезни или состояния могут быть предсказаны в некоторой степени на основе незначительных различий в изменении амплитуды изменений температуры тела в течение определенного периода времени измеряемого на запястье.

Используя данные за неделю от 92 000 участников базы данных U.K. Biobank в Великобритании, Скарке и его коллеги обнаружили, что 73 состояния значительно связаны с снижением температурного ритма, что означает, что участники с меньшей разницей между дневными и ночными показателями температуры запястья показывают повышенные риски в будущем для развития этих заболеваний. Среди наиболее значительных ассоциаций выделяются неалкогольная жировая болезнь печени (NAFLD) со связанным риском в 91%, затем сахарный диабет 2 типа с 69%, почечная недостаточность с 25%, гипертония с 23% и пневмония с 22%.

“Эти результаты указывают на возможность совмещения новейших технологий и контроля состояния здоровья в мощном сочетании”, – подчеркнул Скарке.

Новая технология датчиков температуры, присутствующая во многих потребительских устройствах отслеживания, включая несколько моделей Fitbit, а также часы Apple Watch серии 8, 9 и Ultra, представляется естественным каналом для более тесной интеграции домашних измерений и клинической помощи, основывающейся на данных, полученных командой Скарке. “В будущем эти данные могут быть использованы с их командами по здравоохранению в качестве цифрового биомаркера для определения риска развития определенных заболеваний и навигации по вариантам лечения или профилактики”, – сказал Скарке.

Однако, эти возможности имеют одно большое ограничение, как подчеркнул Скарке, – вопросы интеллектуальной собственности и разнообразия производителей являются преградами для широкого принятия подобных результатов на клиническом уровне. “У клиников все еще есть некоторые сомнения в отношении использования этих данных по разным причинам”, – сказал он. “Прежде всего, необходимо учитывать гетерогенность устройств, собирающих данные, поэтому неясно, как это влияет на клиническую интерпретацию любого потока данных. Другая большая проблема понятна – это секретность устройств, являющаяся объектом интеллектуальной собственности. Она направлена на бизнес-модель и, в определенной степени, помогает людям лучше понимать состояние сна, активности и т. д., но это является препятствием для того, чтобы данные были прозрачными”.

Еще одно значительное препятствие для быстрого внедрения цифровых данных о носимых устройствах, связанное с точностью и прозрачностью экспериментальных данных, – это традиционно осторожный подход к новым методам лечения, сказал Скарке.

“Для того чтобы что-то стало клинически значимым, лучшими опорными точками мы имеем новые молекулярные сущности, такие как новые лекарственные препараты. Процесс разработки лекарств в США, утвержденный FDA, является эталоном”

Однако, длительные испытания исследуемых препаратов, связанные с разработкой лекарств, просто несовместимы с темпом, с которым представляются новые устройства или добавляются новые функции к существующим, – сказал он. Поэтому, хотя концептуальная строгость при отборе устройств может напоминать процесс разработки лекарств, необходимо значительно изменить временные рамки.

Проявление инвестиций эпохи пандемии.

Если детали интеграции данных от носимых устройств и физиологических состояний все еще неясны, то их важность осознают и технологические поставщики, и передовые ученые, согласно Скарке и Кита Карагардела, старшего партнера по вопросам медицинской технологии в консалтинговой компании Blue Matter.

“Я совершенно точно видел больше активности в этой области”, – говорит Карагардел, – “и, по моему мнению, этот тренд проявляется все чаще в последние шесть месяцев. При этом многое из инвестиций, которые сейчас окупаются, начались благодаря пандемии”.

Потребность в инвестициях в более совершенные устройства могла ускориться во время пандемии, однако, по словам Карагардела, “большой взрыв” в этой сфере, вероятно, произошел с получением Apple Watch разрешения FDA на обнаружение фибрилляции предсердий в 2018 году. Она указала, что это разрешение заставило каждого серьезного поставщика носимых устройств осознать, что ставки значительно повысились; недавний ряд новых исследований, включая исследования Скарке и Аньес, показывает, что данные от этих устройств могут предлагать важные представления. Следующий этап, по словам Карагардела, – это перевести результаты в работоспособную модель, которая демонстрирует улучшение здоровья и снижение затрат на уровне здравоохранения населения.

Вопрос времени?

В недавней серии блогов, посвященной слиянию потребительских носимых устройств, оснащенных биосенсорами, и регулируемых медицинских устройств, Карагардел и соавтор Дарья Волгина привели веские экономические аргументы в пользу большей приемлемости данных о личном здоровье: “Предполагается, что только 12% жителей США имеют нормальный метаболизм, что указывает на значительную потребность в решениях, которые могут поддерживать метаболическое здоровье”, – написали они. “Эти потребители очень мотивированы следить за своим здоровьем, и многие из них уже используют носимые устройства для отслеживания активностей, связанных со здоровьем”.

Медицинская компания Abbott, производитель медицинских изделий, находится на передовой этого тренда слияния. Компания выпускает продукт Lingo, который представляет собой потребительскую аналогию своего регулируемого непрерывного глюкозометра Freestyle Libre. Продукт находится на передовой электронных устройств для процента населения, находящегося в “великой середине”, для людей, у которых могут быть незаметные ранние показатели болезни, которые пока еще не наблюдаются. Уже сейчас людям с хроническими заболеваниями предлагается круглосуточный мониторинг с помощью сенсоров, таких как непрерывные глюкозометры, и данные от элитных спортсменов, таких как те, кто учатся в FSU, тщательно следятся профессиональным медицинским персоналом.

Кэнгардел сказала, что изменения в потреблении медицинских услуг в сторону удаленного обслуживания и более равноправного “партнерства” между врачами и их пациентами делают возможность включения носимых данных и потенциал использования этих данных для минимизации рисков для здоровья почти неизбежной.

“В целом, то, что мы наблюдаем, это общая потребительская ориентация в здравоохранении”, – сказала она. “Сейчас меньше доверия тому, что ваш врач является хранителем записей о вашем здоровье, и намного больше власти переходит к вам как индивидууму, и эти инструменты поддерживают это”.

Грегори Гоут – писатель, специализирующийся на науке и технологии, базирующийся в Оквилле, Коннектикут.