Thông tin thể chất từ ​​các thiết bị đeo có thể tiết lộ khi cơ thể đang chống lại nhiễm trùng. Nico De Pasquale Photography / Stone qua Getty Images

Việc nhiều người gặp khó khăn khi đi xét nghiệm SARS-CoV-2 và sự chậm trễ trong việc nhận kết quả xét nghiệm khiến cảnh báo sớm về khả năng nhiễm COVID-19 càng trở nên quan trọng hơn, và dữ liệu từ các thiết bị thể dục và sức khỏe có thể đeo cho thấy hứa hẹn để xác định ai có thể có COVID-19.

Thiết bị đeo ngày nay thu thập dữ liệu về hoạt động thể chất, nhịp tim, nhiệt độ cơ thể và chất lượng giấc ngủ. Dữ liệu này thường được sử dụng để giúp mọi người theo dõi tình trạng sức khỏe chung. Đồng hồ thông minh là loại đồng hồ đeo tay phổ biến nhất. Ngoài ra còn có dây đeo cổ tay, vòng đeo tay và tai nghe thông minh. Quần áo, giày và kính đeo mắt thông minh cũng có thể được coi là "thiết bị đeo được". Các thương hiệu phổ biến bao gồm Fitbits, Apple Watches và Garmin.

Một số nghiên cứu là thuật toán thử nghiệm việc này đánh giá dữ liệu từ thiết bị đeo để phát hiện COVID-19. Kết quả cho đến nay cho thấy rằng khái niệm là âm thanh. Tuy nhiên, thiết bị đeo được có thể đắt tiền và đôi khi khó sử dụng. Giải quyết những vấn đề này là quan trọng để cho phép càng nhiều người càng tốt được hưởng lợi từ chúng.

Phát hiện bệnh giống cúm

Bởi vì thiết bị đeo được là công cụ tuyệt vời để theo dõi tình trạng sức khỏe nói chung, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu nghiên cứu cách sử dụng chúng để phát hiện bệnh tật trước đại dịch COVID-19. Ví dụ: các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu Fitbit để xác định những người có thể bị bệnh giống cúm từ nhịp tim nghỉ ngơi và mô hình hoạt động hàng ngày của họ. Nhịp tim khi nghỉ ngơi tăng cao có thể liên quan đến nhiễm trùng.

Trackers thể dục như màn hình Fitbit này nhịp tim, hoạt động và chất lượng giấc ngủ. Nhịp tim khi nghỉ ngơi tăng cao là dấu hiệu của nhiễm trùng. Krystal Peterson / Flickr

Hầu hết các mẫu Fitbit đều đo và ghi lại nhịp tim, do đó, các thiết bị này có thể được sử dụng để phát hiện các khoảng thời gian nhịp tim nghỉ ngơi tăng lên. Họ cũng đo lường và ghi lại hoạt động, vì vậy họ có thể xác định mức độ giảm của hoạt động hàng ngày. Kết hợp hai biện pháp này cho phép các nhà nghiên cứu dự đoán tốt hơn ai bị bệnh giống cúm.

Không thể xác định xem người đeo thiết bị thông minh có bị bệnh cụ thể hay không chỉ từ các phép đo dữ liệu này. Nhưng việc chứng kiến ​​sự thay đổi đột ngột của những tình trạng này có thể khiến mọi người tự cô lập bản thân và làm các xét nghiệm chẩn đoán, điều này có thể làm giảm sự lây lan của các bệnh truyền nhiễm như COVID-19.

Thân nhiệt

Sốt và ho dai dẳng là các triệu chứng phổ biến nhất của COVID-19. Điều này đã làm dấy lên sự sàng lọc rộng rãi bằng cách sử dụng nhiệt kế, phổ biến nhất là nhiệt kế hồng ngoại không tiếp xúc.

Bất chấp sự phổ biến của nhiệt kế, cảm biến nhiệt độ trong thiết bị đeo được là không phổ biến. Điều này một phần là do nó phức tạp làm sao để có được nhiệt độ cơ thể thực từ các phép đo dựa trên da. Nhiệt độ da thay đổi tùy thuộc vào điều kiện môi trường và mức độ căng thẳng, sự bốc hơi mồ hôi có thể làm giảm nhiệt độ da và cảm biến nhiệt độ đôi khi tiếp xúc với da ít hơn lý tưởng.

Có các miếng dán nhiệt độ có thể đeo được giao tiếp với các thiết bị thông minh và ghi nhiệt độ liên tục. Nhưng nhiệt độ cơ thể không phải là dự đoán 100% về bệnh tật và không thể chẩn đoán một bệnh nhiễm trùng cụ thể, chẳng hạn như COVID-19, chỉ sử dụng nhiệt độ cơ thể. Tuy nhiên, một cảnh báo sốt có thể dẫn đến sự can thiệp sớm hơn.

Mồ hôi và nước mắt

Nghiên cứu về công nghệ cảm biến tiếp tục mở rộng khả năng cho các thiết bị đeo được làm thiết bị theo dõi và chẩn đoán sức khỏe. Sự bùng phát COVID-19 có khả năng ảnh hưởng đến hướng nghiên cứu cũng như đẩy nhanh nó.

Mặt sau của cái này Đồng hồ thông minh Garmin hiển thị các cảm biến sử dụng ánh sáng để chiếu sáng các mạch máu để đo nhịp tim. Tina Arnold / Flickr

Một cách tiếp cận là tạo ra các cảm biến phát hiện các hợp chất trong mồ hôi từ da. Những hợp chất này có thể cung cấp nhiều thông tin về sức khỏe của một người. pH, ion natri, glucose và nồng độ cồn chỉ là một số thứ mà cảm biến mồ hôi mới nổi có thể phát hiện. Nước mắt cũng chứa các hợp chất từ ​​cơ thể, vì vậy các nhà nghiên cứu đang điều tra cảm biến hóa học bằng cách sử dụng kính áp tròng và thấu kính thông minh.

Tốc độ mồ hôi cũng có thể được đo, có thể được sử dụng như một chỉ báo về nhiệt độ, vì vậy các cảm biến này đang được kiểm tra để sử dụng trong giúp phát hiện COVID-19.

Hướng tới phát hiện vi rút

Hạn chế của nhiều cảm biến có thể đeo hiện tại là chúng không thể thực sự phát hiện ra sự hiện diện của một loại vi rút như SARS-CoV-2. Để làm được điều này, họ sẽ phải phát hiện ra RNA đặc hiệu của virus.

Việc phát hiện RNA thường bao gồm một số bước, bao gồm trích xuất RNA từ một mẫu, tạo nhiều bản sao của RNA và xác định RNA. Mặc dù đã có rất nhiều tiến bộ trong việc thu nhỏ thiết bị phát hiện RNA để sử dụng trong quá trình kiểm tra nhanh chóng tại điểm chăm sóc, nhưng vẫn còn nhiều cách phải làm trước khi nó có thể phù hợp với các thiết bị đeo được.

Phần lớn các nghiên cứu đang diễn ra nhằm phát triển khả năng phát hiện mầm bệnh nhanh chóng, tại điểm chăm sóc sử dụng công nghệ "phòng thí nghiệm trên một con chip". Lab-on-a-chip đề cập đến mục tiêu thu nhỏ các bài kiểm tra trong phòng thí nghiệm từng yêu cầu nhiều thiết bị lớn có kích thước bằng chip máy tính hoặc kính hiển vi.

Một ví dụ là một Kiểm tra chẩn đoán COVID-19 đang thử nghiệm lâm sàng. Cảm biến của bài kiểm tra là một chuyên bóng bán dẫn hiệu ứng trường nhạy cảm ion (ISFET) được thiết kế để đáp ứng với sự hiện diện của RNA vi rút. Thiết bị có thể thực hiện kiểm tra trong vòng chưa đầy một giờ, nhưng yêu cầu lấy mẫu bằng tăm bông.

Mặc dù công nghệ này không thể đeo được, nhưng nó có thể trở thành điểm khởi đầu cho các thiết bị đeo phát hiện virus trong tương lai vì chúng có thể được làm nhỏ và sử dụng ít năng lượng. Một thiết bị đeo được liên tục theo dõi một người và chỉ ra rằng họ đã mắc bệnh hoặc tiếp xúc với vi rút sẽ cho phép người đó tìm cách điều trị và tự cô lập để ngăn chặn sự lây lan thêm.

Tua vít và tua vít Sonic

Những người hâm mộ Tiến sĩ Ai biết tuốc nơ vít âm thanhvà những người theo dõi Star Trek biết máy quay. Thiết bị đeo lý tưởng của tương lai sẽ tương tự như những thiết bị viễn tưởng kỳ diệu này. Nó sẽ có thể phát hiện sự hiện diện của vi-rút trong môi trường xung quanh người mặc, tạo cơ hội để rời đi trước khi bị phơi nhiễm.

Nhưng việc phát hiện vi-rút trong không khí đòi hỏi thiết bị đáng kể để thu thập mẫu không khí và phân tích chúng. Các phương pháp khác, chẳng hạn như cảm biến sinh học quang nhiệt plasmonic, cung cấp kết quả đầy hứa hẹn, nhưng vẫn yêu cầu người dùng thực hiện phân tích. Sẽ mất một thời gian trước khi đồng hồ thông minh có thể cảnh báo người đeo nó về sự hiện diện của một loại vi rút nguy hiểm.

Có thể đeo và có thể truy cập

Đối với tất cả lời hứa về thiết bị đeo được như một công cụ để đối phó với đại dịch COVID-19 và các đại dịch trong tương lai, có những rào cản đối với việc sử dụng rộng rãi các thiết bị này. Hầu hết các thiết bị đeo được đều đắt tiền, có thể khó học sử dụng đối với những người nói tiếng Anh không phải là bản ngữ hoặc được phát triển mà không có dữ liệu từ cơ sở dân số rộng. Có nguy cơ nhiều người sẽ không chấp nhận công nghệ.

Việc tiếp tục phát triển các thiết bị đeo dựa trên sức khỏe được chấp nhận rộng rãi nên bao gồm sự đóng góp của cộng đồng, như được nêu trong Tóm tắt Hội thảo Học viện Quốc gia. Bằng cách đảm bảo rằng tất cả mọi người đều có quyền truy cập vào thiết bị đeo được và chấp nhận chúng, các thiết bị này có thể giúp mọi người khỏe mạnh giữa đại dịch toàn cầu. Các nghiên cứu đang tiến hành sẽ dẫn đến việc cải tiến công nghệ, một cách cẩn thận, sẽ mang lại lợi ích cho tất cả xã hội.

Lưu ý

Albert H. Titus, Giáo sư Kỹ thuật Y sinh, Đại học Buffalo, Đại học Bang New York

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.