웨어러블 피트니스 기기, 코로나 19 감염 가능성에 대한 조기 경고 제공
웨어러블 기기의 피트니스 정보를 통해 신체가 감염과 싸우고있는시기를 알 수 있습니다.
Nico De Pasquale 사진 / 게티 이미지를 통한 돌

많은 사람들이 SARS-CoV-2 검사를받는 데 어려움을 겪고 검사 결과를받는 것이 지연되어 COVID-19 감염 가능성에 대한 조기 경고가 더욱 중요 해지고 있습니다. 웨어러블 건강 및 피트니스 기기의 데이터는 COVID-19에 걸렸을 수있는 사람을 식별하기 위해.

오늘날의 웨어러블 기기는 신체 활동, 심박수, 체온 및 수면의 질에 대한 데이터를 수집합니다. 이 데이터는 일반적으로 사람들이 일반적인 웰빙을 추적하는 데 사용됩니다. 스마트 워치는 가장 일반적인 유형의 웨어러블입니다. 스마트 손목 밴드, 핑거 링 및 이어 버드도 있습니다. 스마트 의류, 신발 및 안경도 "웨어러블"로 간주 될 수 있습니다. 인기 브랜드로는 Fitbits, Apple Watches 및 Garmin 시계가 있습니다.

몇 가지 연구는 테스트 알고리즘데이터 평가 웨어러블 기기에서 COVID-19를 감지합니다. 현재까지의 결과는 개념이 건전하다는 것을 보여줍니다. 그러나 웨어러블은 비용이 많이 들고 때로는 사용하기 어려울 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하는 것은 최대한 많은 사람들이 혜택을 누릴 수 있도록하는 데 중요합니다.

독감과 유사한 질병 감지

웨어러블은 일반적인 건강 상태를 모니터링하는 훌륭한 도구이기 때문에 연구원들은 COVID-19 대유행 전에 질병을 감지하는 데 사용하는 방법을 연구하기 시작했습니다. 예를 들어 연구원들은 Fitbit 데이터를 사용했습니다. 인플루엔자 유사 질병에 걸릴 수있는 사람들을 식별하기 위해 안정시 심박수 및 일일 활동 패턴에서. 안정시 심박수 상승은 감염과 관련이있을 수 있습니다.


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이 Fitbit과 같은 피트니스 트래커는 심박수, 활동 및 수면의 질을 모니터링합니다. 상승 된 안정시 심박수는 감염의 징후입니다.피트니스 추적기 Fitbit은 심박수, 활동 및 수면의 질을 모니터링합니다. 상승 된 안정시 심박수는 감염의 징후입니다. 크리스탈 피터슨 / 플리커

대부분의 Fitbit 모델은 심박수를 측정하고 기록하므로 기기를 사용하여 안정시 심박수가 증가하는 기간을 파악할 수 있습니다. 또한 활동을 측정하고 기록하여 감소 된 일일 활동 수준을 식별 할 수 있습니다. 이 두 가지 측정 값을 결합하여 연구자들은 누가 인플루엔자와 같은 질병에 걸 렸는지 더 잘 예측할 수있었습니다.

이러한 데이터 측정만으로 스마트 기기 착용자가 특정 질병에 걸 렸는지 여부를 판단하는 것은 불가능합니다. 그러나 이러한 상태의 갑작스런 변화를 보면 사람들은 스스로를 격리하고 진단 검사를받을 수 있으며, 이는 COVID-19와 같은 전염성 질병의 확산을 줄일 수 있습니다.

체온

발열과 지속적인 기침은 COVID-19의 가장 흔한 증상. 이로 인해 온도계, 가장 일반적으로 비접촉식 적외선 온도계를 사용하여 광범위한 검사가 시작되었습니다.

온도계의 보편화에도 불구하고 웨어러블의 온도 센서는 흔하지 않습니다. 이것은 부분적으로 얼마나 복잡해 피부 기반 측정에서 실제 체온을 얻습니다. 피부 온도는 환경 조건과 스트레스 수준에 따라 달라지며, 땀 증발은 피부 온도를 낮출 수 있으며, 온도 센서는 때때로 피부와의 접촉이 이상적이지 않습니다.

스마트 기기와 통신하고 지속적으로 온도를 기록하는 웨어러블 온도 패치가 있습니다. 그러나 체온이 질병을 100 % 예측하는 것은 아니며 체온만으로 COVID-19와 같은 특정 감염을 진단하는 것은 불가능합니다. 그럼에도 불구하고 발열 경보는 조기 개입으로 이어질 수 있습니다.

땀과 눈물

감지 기술에 대한 연구는 건강 모니터링 및 진단 장치로서 웨어러블의 가능성을 지속적으로 확장하고 있습니다. COVID-19 확산은이 연구의 방향에 영향을 미칠뿐만 아니라 가속화 할 가능성이 있습니다.

이 Garmin 스마트 워치의 뒷면은 심박수를 측정하기 위해 빛을 사용하여 혈관을 비추는 센서를 보여줍니다.이것의 뒷면 Garmin 스마트 워치 심박수를 측정하기 위해 빛을 사용하여 혈관을 비추는 센서를 보여줍니다. 티나 아놀드 / 플리커

한 가지 접근 방식은 다음과 같은 센서를 만드는 것입니다. 땀에서 화합물을 감지 피부에서. 이 화합물은 사람의 건강에 대한 많은 정보를 제공 할 수 있습니다. pH, 나트륨 이온, 포도당 및 알코올 함량은 새로운 땀 센서가 감지 할 수있는 것들 중 일부에 불과합니다. 눈물에는 신체의 화합물도 포함되어 있으므로 연구자들은 콘택트 렌즈와 스마트 렌즈를 사용한 화학 물질 감지.

땀을 흘리는 비율도 측정 할 수 있으며, 이는 온도의 지표로 사용할 수 있으므로 이러한 센서는 COVID-19 감지 지원.

바이러스 탐지를 위해

기존의 많은 웨어러블 센서의 단점은 SARS-CoV-2와 같은 바이러스의 존재를 실제로 감지 할 수 없다는 것입니다. 이를 위해서는 바이러스 특정 RNA를 탐지해야합니다.

RNA 검출은 일반적으로 샘플에서 RNA 추출, RNA의 많은 사본 만들기 및 RNA 식별을 포함한 여러 단계를 포함합니다. 신속한 현장 진료 테스트에 사용하기 위해 RNA 검출 장비를 소형화하는 데 많은 진전이 있었지만 웨어러블 장치에 적합하기 전에 갈 길이 아직 남아 있습니다.

신속한 현장 병원균 검출을 개발하기위한 지속적인 연구의 대부분은 "랩 온어 칩"기술을 사용합니다. 랩 온어 칩 (Lab-on-a-chip)은 한때 컴퓨터 칩 또는 현미경 슬라이드 크기로 많은 대형 장비가 필요했던 실험실 테스트를 축소하려는 목표를 말합니다.

예는 COVID-19 진단 테스트 임상 시험을 받고 있습니다. 테스트의 센서는 이온에 민감한 전계 효과 트랜지스터 (ISFET) 바이러스 RNA의 존재에 반응하도록 설계되었습니다. 장치는 XNUMX 시간 이내에 검사를 수행 할 수 있지만 비강 면봉으로 채취 한 검체가 필요합니다.

이 기술은 웨어러블이 아니지만 작게 만들 수 있고 전력을 거의 사용하지 않을 수 있기 때문에 향후 바이러스 감지 웨어러블의 시작점이 될 수 있습니다. 지속적으로 사람을 모니터링하고 바이러스에 감염되었거나 노출되었음을 나타내는 웨어러블 장치는 환자가 치료를 받고 더 이상의 확산을 방지하기 위해 스스로를 격리 할 수 ​​있도록합니다.

소닉 스크루 드라이버 및 트리 코더

알고있는 Dr.의 팬 소닉 드라이버, Star Trek 추종자들은 트리 코더. 미래의 이상적인 웨어러블은 이러한 놀라운 가상 장치와 유사 할 것입니다. 착용자 주변 환경에서 바이러스의 존재를 감지하여 노출되기 전에 떠날 기회를 제공 할 수 있습니다.

그러나 공기 중 바이러스 탐지에는 상당한 장비가 필요합니다. 공기 샘플 수집 및 분석. 다음과 같은 기타 방법 플라즈몬 광열 바이오 센서, 유망한 결과를 제공하지만 여전히 사용자가 분석을 수행해야합니다. 스마트 워치가 착용자에게 위험한 바이러스의 존재를 알리기까지는 시간이 걸립니다.

웨어러블 및 접근성

COVID-19 전염병과 미래의 전염병에 대처하기위한 도구로서 웨어러블에 대한 모든 약속에는 장치의 광범위한 사용에 장벽이 있습니다. 대부분의 웨어러블은 비싸고, 영어가 모국어가 아닌 사람이 사용하는 방법을 배우기가 어려울 수 있으며, 광범위한 인구 기반의 데이터없이 개발되었습니다. 위험이 있습니다 많은 사람들이 기술을 받아들이지 않을 것입니다.

광범위하게 수용되는 건강 기반 웨어러블의 지속적인 개발에는에 설명 된대로 커뮤니티 의견이 포함되어야합니다. 국립 아카데미 워크숍 요약. 모든 사람이 웨어러블에 액세스하고이를 수용하도록함으로써이 장치는 전 세계의 유행병 속에서 사람들의 건강을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 지속적인 연구를 통해 모든 사회에 도움이되는 기술이 향상되어야합니다.대화

저자에 관하여

Albert H. Titus,의 생명 공학 교수, 뉴욕 주립 대학 버팔로 대학교

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