發(fā)表在全球醫(yī)學(xué)頂刊《柳葉刀》上的一項(xiàng)研究表明，可穿戴設(shè)備在監(jiān)測(cè)新冠肺炎感染領(lǐng)域的研究仍處于初期，尚未有較大進(jìn)展。
在新冠肺炎疫情爆發(fā)的早期，智能手表廠商和可穿戴技術(shù)公司就想用心率和血氧等指標(biāo)來(lái)提前標(biāo)記這類人群。即使沒(méi)有顯著進(jìn)展，但現(xiàn)有的研究仍表明，可穿戴設(shè)備仍然是追蹤新冠肺炎癥狀的有效方法。
荷蘭烏得勒支大學(xué)的研究人員檢索了 2020 年至 2021 年 7 月 27 日之間發(fā)布的關(guān)于使用可穿戴設(shè)備識(shí)別新冠肺炎感染的研究文章和方案，識(shí)別和篩選了 3196 條記錄后，研究人員分析了 12 篇文章和研究方案。
這些方案都試圖從蘋果 Apple Watch、谷歌旗下的 fitbit 和美國(guó)智能運(yùn)動(dòng)手環(huán) Whoop 的智能手表、手環(huán)、智能戒指等設(shè)備中，收集的用戶健康數(shù)據(jù)中找到方法，其中，智能手表的相關(guān)研究較多。
本文的作者指出，這些研究中的大多數(shù)都集中在已經(jīng)檢測(cè)出新冠陽(yáng)性的人身上，都不是嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)，現(xiàn)有的研究也沒(méi)有充足的證據(jù)表明，可穿戴設(shè)備能更早地檢測(cè)出新冠肺炎感染。
該論文將于 5 月 1 日在《柳葉刀》上開放存取，論文標(biāo)題為 The performance of wearable sensors in the detection of SARS-CoV-2 infection: a systematic review(《關(guān)于可穿戴設(shè)備在檢測(cè)新冠肺炎感染中的性能：系統(tǒng)評(píng)價(jià)》)。
一、研究論文都存在局限性，以確診人群數(shù)據(jù)
12 項(xiàng)研究中的研究團(tuán)隊(duì)都采用了不同的方法來(lái)判斷可穿戴設(shè)備檢測(cè)新冠肺炎感染的能力。
其中 9 項(xiàng)研究使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來(lái)識(shí)別生物數(shù)據(jù)檢測(cè)新冠肺炎感染，包括異常檢測(cè)自編碼器、梯度增強(qiáng)分類器和深度卷積或門控循環(huán)單元神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。其余 3 項(xiàng)研究使用了統(tǒng)計(jì)分析，例如混合效應(yīng)模型和 Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)。
另外，有 9 項(xiàng)研究建立了直接比較新冠肺炎陽(yáng)性患者與健康患者的可穿戴數(shù)據(jù)或新冠肺炎陰性對(duì)照的模型。8 項(xiàng)研究考慮了參與者從未感染到癥狀前再到有癥狀感染的基線參數(shù)變化。
這篇評(píng)論文章中稱，目前大多數(shù)研究都采用回顧性數(shù)據(jù)，樣本量較小，并且大多數(shù)作者只關(guān)注新冠肺炎的癥狀，忽略了新冠癥狀與其他流感等疾病的生理差異。
雖然有充分的證據(jù)表明，體溫變化、心率變異性和其他指標(biāo)等生理信號(hào)會(huì)指向新冠感染，然而 fitbit 的研究主管 Conor Heneghan 去年告訴外媒 The Verge，fitbit 的研究發(fā)現(xiàn)流感數(shù)據(jù)與新冠肺炎數(shù)據(jù)之間存在重疊，“我的直覺(jué)是，很難明確地區(qū)分它們。”
研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)從可穿戴數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)新冠肺炎的算法主要集中在有癥狀的疾病上。研究顯示，從癥狀出現(xiàn)前 14 天到前 1 天，算法檢測(cè)確診前感染的能力差異很大，會(huì)呈現(xiàn)從 20% 到 88% 的趨勢(shì)。“積累的證據(jù)表明，模型的準(zhǔn)確性與其在癥狀出現(xiàn)前識(shí)別新冠肺炎感染的能力之間存在權(quán)衡。”該篇論文的作者在文中稱。
用可穿戴設(shè)備識(shí)別新冠肺炎感染的方式是為了較早標(biāo)記那些出現(xiàn)癥狀的人，以便他們可以在將疾病傳播給他人之前接受核酸檢測(cè)和隔離，最終的確診標(biāo)準(zhǔn)仍然是核酸監(jiān)測(cè)。
這些論文還有一個(gè)局限性是，患者感染新冠肺炎的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不同，僅有三篇論文在研究過(guò)程中會(huì)使用 PCR 檢測(cè)來(lái)確認(rèn)患者是否被感染新冠，仍有一些研究未采用 PCR 檢測(cè)確認(rèn)，這樣的話可能會(huì)導(dǎo)致診斷偏差并限制研究之間的可比性。
事實(shí)上，3 篇引入 PCR 檢測(cè)的文章中有 2 篇研究是單獨(dú)面向醫(yī)療保健專業(yè)人員，因?yàn)樾鹿诜窝妆l(fā)期間的工作需求，這類人群可能更容易獲得 PCR 檢測(cè)。
這篇論文中還提到，將可穿戴設(shè)備用作新冠肺炎或其他疾病檢測(cè)器也存在公平問(wèn)題。這些研究分析的樣本具有較差的種族多樣性，因此尚不清楚這些模型在非白人人群中的表現(xiàn)是否同樣好。
此外，還有研究表明，可穿戴設(shè)備在深色膚色上的工作方式不同且不太準(zhǔn)確，并且在審查中評(píng)估的模型也沒(méi)有考慮到女性月經(jīng)周期，因?yàn)轶w溫在月經(jīng)周期的不同階段其相關(guān)的變量也會(huì)發(fā)生變化。
二、能識(shí)別 0.2°C 的細(xì)微變化，手腕溫度穩(wěn)定如前額
關(guān)于使用可穿戴設(shè)備檢測(cè)新冠肺炎的證據(jù)表明，該項(xiàng)研究是有希望的，但仍處于初期階段。
盡管存在這些局限性，但這 12 項(xiàng)研究為未來(lái)對(duì)可穿戴設(shè)備測(cè)量生理參數(shù)的研究提供了有價(jià)值的見(jiàn)解。例如，8 項(xiàng)研究顯示心率增加與新冠肺炎感染有關(guān)，這與流感相關(guān)的人群心率數(shù)據(jù)一致。同樣，體溫和心率的變化為配備溫度傳感器和加速度傳感器的新型可穿戴設(shè)備提供了機(jī)遇。
此外，在呼吸頻率和心率變化方面建立一個(gè)準(zhǔn)確的新冠肺炎預(yù)測(cè)模型，仍需要更多的研究來(lái)證明現(xiàn)有的相互矛盾或不確定的結(jié)論。其他還有來(lái)自機(jī)械聲學(xué)傳感器的咳嗽模式，可用于破譯與新冠肺炎感染相關(guān)的進(jìn)一步趨勢(shì)。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，可穿戴設(shè)備在健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的功能越來(lái)越多，體溫、呼吸頻率、心率和血氧飽和度等生理參數(shù)的細(xì)微波動(dòng)可以通過(guò)智能手表、智能戒指和健身追蹤器表現(xiàn)出來(lái)。
值得注意的是，研究表明，通過(guò)可穿戴設(shè)備測(cè)量的外圍溫度在檢測(cè) 0.2°C 以上細(xì)微溫度變化方面表現(xiàn)出了比口腔測(cè)量更高的靈敏度，并且手腕溫度與前額溫度相比同樣穩(wěn)定且不易受環(huán)境影響。
因此，越來(lái)越多的研究人員開始對(duì)可穿戴設(shè)備在早期和全面檢測(cè)新冠肺炎感染中的作用進(jìn)行更多研究，發(fā)揮出可穿戴設(shè)備在監(jiān)測(cè)個(gè)人健康和新冠肺炎預(yù)測(cè)方面的潛在能力。
幾項(xiàng)研究已經(jīng)表明，可穿戴設(shè)備通過(guò)監(jiān)測(cè)一個(gè)或多個(gè)生理參數(shù)來(lái)指示存在新冠肺炎感染風(fēng)險(xiǎn)方面是可行的，但尚無(wú)更多研究概述。
盡管現(xiàn)有研究存在局限性，但可穿戴設(shè)備仍有可能成為追蹤和監(jiān)測(cè)疾病的好方法。只需要進(jìn)行更好的研究來(lái)證明這一點(diǎn)，并找出在這些情況下使用設(shè)備的最佳方式。專家們確實(shí)認(rèn)為，即使是一個(gè)可以提醒某人他們可能生病的基本工具仍然很有用。
三、無(wú)癥狀患者傳播率占一半，潛伏期內(nèi)仍可傳播
研究論文顯示，遏制新冠肺炎疫情蔓延的一個(gè)關(guān)鍵策略是快速識(shí)別和追蹤感染者。目前較權(quán)威的新冠肺炎診斷測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是核酸檢測(cè)(RT-PCR)。
盡管核酸檢測(cè)的診斷時(shí)間在一步步縮短，但相比于快速的新冠肺炎感染傳播階段，檢測(cè)時(shí)間仍然對(duì)控制病毒傳播提供了阻力。研究論文稱，平均而言，從新冠肺炎感染到出現(xiàn)癥狀需要 6 天，而潛伏期可能長(zhǎng)達(dá) 18 天。
在潛伏期內(nèi)，患者上呼吸道的病毒載量會(huì)增加，在癥狀出現(xiàn)前后達(dá)到高峰，然后病毒載量逐漸下降。
許多國(guó)家會(huì)建議在相關(guān)癥狀出現(xiàn)后或疑似接觸病毒幾天后對(duì)普通人群進(jìn)行檢測(cè)，以防止新冠呈陽(yáng)性前病毒仍繼續(xù)傳播。然而，在人們出現(xiàn)癥狀之前，人體內(nèi)病毒載量就足以感染其他人。
僅根據(jù)報(bào)告的癥狀，仍難以將新冠肺炎與其他呼吸道疾病區(qū)分開來(lái)。許多常見(jiàn)的發(fā)燒、咳嗽等新冠肺炎癥狀與其他流感疾病癥狀類似。
一些確診的新冠肺炎患者會(huì)出現(xiàn)嗅覺(jué)喪失等僅新冠病毒會(huì)引發(fā)的獨(dú)特癥狀，但此類癥狀很少在病毒感染早期出現(xiàn)。
此外，20%-30% 的新冠肺炎感染者會(huì)一直呈無(wú)癥狀。美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心報(bào)告說(shuō)，未出現(xiàn)明顯癥狀或無(wú)癥狀的確診患者占新冠肺炎病毒傳播的一半。
因此，為了降低普通人群的傳播率，在出現(xiàn)癥狀之前或沒(méi)有癥狀出現(xiàn)的情況下識(shí)別新冠肺炎感染至關(guān)重要。
結(jié)語(yǔ)：無(wú)法類比核酸檢測(cè)，但可用性有提升空間
智能手表、手環(huán)、戒指等可穿戴設(shè)備功能、品類都越來(lái)越多，其與人體的天然適配性以及便捷性使得越來(lái)越多的科技巨頭們向健康賽道進(jìn)軍。再加上，新冠疫情肆虐，其傳播的快速、不可控性也為遏制其傳播增加了阻力，因此，可穿戴設(shè)備在健康監(jiān)測(cè)、新冠肺炎預(yù)測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿Σ粩噌尫拧?/p>
但從這些研究分析中，我們也可以看到相比于核酸檢測(cè)，可穿戴設(shè)備對(duì)新冠肺炎的檢測(cè)有用性較低。該論文在最后也指出，關(guān)于該領(lǐng)域未來(lái)的研究還應(yīng)考慮可穿戴傳感器方法、原始數(shù)據(jù)處理和算法開發(fā)的固有差異如何有助于檢測(cè)與感染相關(guān)的生理測(cè)量偏差，以及如何解決偏差來(lái)源。
可穿戴設(shè)備在預(yù)測(cè)新冠肺炎癥狀領(lǐng)域有一定的可行性，隨著研究的不斷深入，其準(zhǔn)確性、實(shí)用性也有可能會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。
