可穿戴设备数据预测COVID感染
可穿戴设备数据预测COVID-19感染情况
2020年和2021年，随着COVID大流行在全球肆虐，除了大规模推广疫苗之前，早期疑似病例的检测和社交隔离成为医护人员抗击这种疾病的最佳武器。对于其中一些最警觉的专业人士来说，可穿戴健身追踪器帮助提供了可操作的早期预警信号，有助于遏制更广泛的爆发。
例如，在塔拉哈西的佛罗里达州立大学（FSU），该大学的运动员是美国大学体育最高级别的竞技者，他们配备有经常监测其生物标志物（如心率、体温和呼吸率）的WHOOP手环。在疫情高峰期，FSU运动系医疗工作人员怀疑他们可以及早判断运动员是否被COVID病毒感染。FSU体育科学与医学研究所（ISSM）副理事长艾丽莎·安赫尔斯（Elisa Angeles）注意到一些运动员的WHOOP数据出现细微变化，并猜测他们可能处于疾病的无症状前期。
ISSM的安赫尔斯和同事最近在《Sports Health：多学科方法》上发表了一项研究，证明她的猜测确实准确：在被监测早期疾病信号的113名女性学生运动员中，有33人检测呈阳性。这些运动员在2020年8月至2021年5月期间佩戴了WHOOP手环。安赫尔斯告诉Communications，这次监测是FSU工作人员首次尝试将WHOOP数据与临床情况联系起来，是重返正常生活的关键因素之一。
安赫尔斯表示，WHOOP已经发表了关于其数据的观察结果，显示在症状出现前就可以识别COVID。“当时，我们正在考虑恢复比赛的协议，”安赫尔斯说道，“实际上是考虑如何安全地返回校园”。
FSU研究人员发现，在疾病开始出现前有两个明显的时间段：在COVID测试呈阳性之前的三天，呼吸频率增加，而心率和心率变异性在被检测者呈阳性前一天增加。研究合著者之一的大卫·奥姆斯比（David Ormsbee）指出，至少有一个例子显示安赫尔斯在数据分析后迅速采取了行动，可能避免了更广泛的暴发。
奥姆斯比在佛罗里达州立大学的新闻发布中说：“某一天，安赫尔斯在检查恢复数据时发现一个明显的异常值，并怀疑有可能是COVID感染。她立即与体育医学工作人员商讨，紧急进行了测试和隔离。”奥姆斯比补充道：“当时，该学生运动员刚参加奥运会的团队活动和观看聚会。果然，她的COVID检测呈阳性。然而，由于快速识别和行动，没有其他团队成员与之接触或隔离，也没有其他团队成员或工作人员经由该事件感染COVID。”
安赫尔斯表示，FSU工作人员已经将解读运动员可穿戴设备数据的范围扩展到除COVID之外的其他疾病，例如流感，并努力提高整体活力水平。
佛罗里达州立大学并不是唯一一个发现微妙的生物信号变化暗示着更重要影响的机构。从前额佩戴的脑电图头箍能够早期检测出阿尔茨海默病的迹象，到苹果手表的房颤和帕金森病症状检测功能（已获得医疗器械的监管批准），消费者可穿戴数据与临床结果的融合正在以极快的速度加速。然而，围绕这些技术进步的生态系统仍在努力塑形。
黑匣子和异质性是障碍。
宾夕法尼亚大学的转化医学研究员卡斯滕·斯卡尔克（Carsten Skarke）与同事在《Nature Communications》中发表了一项研究，发现通过指定时间段内手腕测量的体温变化的微小差异，可以在某种程度上预测不少于73种疾病或疾病情况。
利用英国生物银行数据库中92,000名参与者一周的数据，Skarke和他的同事发现73种疾病与温度节律的减少显著相关，这意味着手腕温度读数的日夜差异较小的参与者未来患上这些疾病的风险增加。其中最大的相关性是非酒精性脂肪肝病（NAFLD），风险增加了91%，其次是2型糖尿病，风险增加了69%，肾功能衰竭，风险增加了25%，高血压，风险增加了23%，以及肺炎（pneumonia），风险增加了22%。
“这些发现表明了将新兴技术与健康监测有力地结合在一起的潜力，”Skarke说。
温度传感器的新兴技术已经在许多消费者追踪器中使用，包括Fitbit的几个型号和Apple Watch 8、9和Ultra系列，这似乎是将家庭测量与Skarke团队发现的临床指导更紧密地结合起来的自然渠道。 “未来，这些信息可能作为数字生物标记与他们的护理团队配合使用，以了解他们患上某些疾病的风险，以及导航治疗或预防保健选择，”Skarke说。
然而，Skarke告诉《通讯》（Communications），这些可能性存在一个重大的限制。尽管他使用的开源设备是英国生物银行认可的Axivity设备，将这些结果转化为众多制造商和知识产权问题的多元景观是广泛采纳这些研究结果的障碍。
他说：“临床医生在各种原因下仍然对整合这些数据持怀疑态度。”“你首先要考虑收集数据的异质性，并且不清楚如何将其纳入任何数据流的临床解释中。另一个巨大的挑战显而易见，就是绕着设备存在的黑匣子，那里有着大量的知识产权。这符合商业模式，在一定程度上有助于帮助个人更多地了解睡眠、活动等等，但是这阻碍了这些数据的透明性。”
与数字可穿戴设备数据快速临床应用的重要性及实验数据的可信度和透明度相关的另一个重大障碍是对新疗法保持谨慎的传统文化，Skarke说。
他说：“如果你想要让任何东西在临床中得以应用，我们最好的参考点是新的分子实体，比如新的处方药物。FDA的药物研发过程是基准。”
然而，围绕药物研发的长期试验程序与新设备的推出速度或对现有设备的新增功能不兼容，因此，尽管设备审核的概念严谨性可能需要与药物研发类似，但时间表需要显著改变。
大流行时代的投资显现。
根据Skarke和咨询公司Blue Matter的健康技术副主管Kit Cangardel的说法，尽管可穿戴设备数据与生理状况整合的具体方式尚不明确，但技术供应商和先驱科学家都认识到其重要性，并且这一认识越来越常见。
Cangardel说：“我绝对看到了这个领域的更多活动，”“我感觉这种趋势在过去六个月里比以前更多。话虽如此，该领域的许多投资现在开始见效是由大流行引发的。”
投资在更有能力的设备上的需求可能在大流行期间加速增长，但Cangardel表示，这个行业的“大爆炸”可能是美国食品和药物管理局（FDA）在2018年批准了Apple Watch的房颤检测机制。她说，这一批准使每个严肃的可穿戴设备供应商意识到赌注已经大大提高；Skarke和Angeles等人最近发表的许多研究表明，这些设备的数据可以提供重要的见解。 Cangardel表示，下一个前沿是将研究结果转化为某种可行的模型，以显示在人群健康水平上提高健康和降低成本。
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在最近一篇博客系列中，该系列讨论了具有生物传感器的消费可穿戴设备和受监管医疗设备的融合，Cangardel和共同作者Darya Volgina列举了支持更多接受日常个人健康数据的有力经济学原因: “据估计，只有12%的美国居民在代谢健康方面表现良好，这表明了对任何支持代谢健康的解决方案的巨大需求，”他们写道：”这些消费者非常积极地监控他们的健康状况，许多人可能已经使用消费型可穿戴设备来追踪健康活动。”
医疗设备巨头雅培正在这种融合趋势的前沿。该公司正在推销Lingo，它是其受监管的Freestyle Libre持续血糖监测仪（CGM）的消费级模拟产品。该产品处于“伟大中产阶级”人群设备的前沿，这些人可能具有尚未受到密切关注的疾病早期迹象。已经有慢性疾病的患者可以通过CGM等传感器进行全天候监测，而弗斯特大学等精英运动员的数据则受到专业医疗团队的密切关注。
康加德尔说，医疗服务消费向远程服务和临床医生与患者之间更平等的“伙伴关系”转变，使得将可穿戴数据纳入，并利用这些数据以降低健康风险的可能性几乎可以确定。
“总体来说，我们正在看到健康的整体消费化，”她说。“对于你的医生作为你的健康记录持有人的信任较少，力量的交集更多地转向你作为个人，而这些工具支持这一点。”
格雷戈里·高斯是一名科技作家，工作地点位于康涅狄格州奥克维尔。
