La información sobre el estado físico de los dispositivos portátiles puede revelar cuándo el cuerpo está combatiendo una infección. Nico De Pasquale Photography / Stone a través de Getty Images
La dificultad que tienen muchas personas para hacerse la prueba del SARS-CoV-2 y las demoras en recibir los resultados de las pruebas hacen que la advertencia temprana de posibles infecciones por COVID-19 sea aún más importante, y los datos de los dispositivos portátiles de salud y fitness son prometedores para identificar quién podría tener COVID-19.
El dispositivo portátil actual recopila datos sobre la actividad física, la frecuencia cardíaca, la temperatura corporal y la calidad del sueño. Estos datos se utilizan normalmente para ayudar a las personas a realizar un seguimiento del bienestar general. Los relojes inteligentes son el tipo de dispositivo más común. También hay muñequeras, anillos para los dedos y auriculares inteligentes. La ropa, los zapatos y los anteojos inteligentes también se pueden considerar "wearables". Las marcas populares incluyen Fitbits, Apple Watches y Garmin.
Varios estudios son algoritmos de prueba esa evaluar datos desde dispositivos portátiles para detectar COVID-19. Los resultados hasta la fecha muestran que el concepto es sólido. Sin embargo, los dispositivos portátiles pueden ser costosos y, a veces, difíciles de usar. Es importante abordar estos problemas para permitir que la mayor cantidad posible de personas se beneficien de ellos.
Detectar enfermedades similares a la gripe
Debido a que los dispositivos portátiles son herramientas excelentes para monitorear las condiciones generales de salud, los investigadores comenzaron a estudiar formas de usarlos para detectar enfermedades antes de la pandemia de COVID-19. Por ejemplo, los investigadores utilizaron datos de Fitbit para identificar a las personas que podrían tener una enfermedad similar a la influenza de su frecuencia cardíaca en reposo y patrones de actividad diaria. Una frecuencia cardíaca en reposo elevada puede estar relacionada con una infección.
Trackers Gimnasio como este monitor Fitbit de frecuencia cardíaca, actividad y calidad del sueño. La frecuencia cardíaca en reposo elevada es un signo de infección. Krystal Peterson / Flickr
La mayoría de los modelos de Fitbit miden y registran la frecuencia cardíaca, por lo que los dispositivos se pueden utilizar para detectar períodos de aumento de la frecuencia cardíaca en reposo. También miden y registran la actividad, por lo que pueden identificar niveles reducidos de actividad diaria. La combinación de estas dos medidas permitió a los investigadores predecir mejor quién tenía una enfermedad similar a la influenza.
No es posible determinar si el usuario de un dispositivo inteligente tiene una enfermedad en particular a partir de estas medidas de datos. Pero ver un cambio repentino en estas condiciones puede hacer que las personas se aíslen y se realicen pruebas de diagnóstico, lo que puede reducir la propagación de enfermedades transmisibles como COVID-19.
Temperatura corporal
La fiebre y la tos persistente son los síntomas más comunes de COVID-19. Esto ha provocado una detección generalizada utilizando termómetros, más comúnmente termómetros infrarrojos sin contacto.
A pesar de la ubicuidad de los termómetros, los sensores de temperatura en los wearables son poco comunes. Esto se debe en parte a que complicado es para obtener la temperatura corporal real a partir de mediciones basadas en la piel. La temperatura de la piel varía según las condiciones ambientales y los niveles de estrés, la evaporación del sudor puede reducir la temperatura de la piel y los sensores de temperatura a veces tienen un contacto menos que ideal con la piel.
Hay parches de temperatura portátiles que se comunican con dispositivos inteligentes y registran la temperatura de forma continua. Pero la temperatura corporal no es 100% predictiva de la enfermedad y es imposible diagnosticar una infección en particular, como COVID-19, usando solo la temperatura corporal. No obstante, una alerta de fiebre podría conducir a una intervención más temprana.
Sudor y lágrimas
La investigación en tecnología de detección continúa ampliando las posibilidades de los dispositivos portátiles como dispositivos de diagnóstico y monitoreo de la salud. Es probable que el brote de COVID-19 influya en la dirección de esta investigación y la acelere.
La parte trasera de esto Reloj inteligente Garmin muestra los sensores que usan luz para iluminar los vasos sanguíneos con el fin de medir la frecuencia cardíaca. Tina Arnold / Flickr
Un enfoque es crear sensores que detectar compuestos en el sudor de la piel. Estos compuestos pueden proporcionar mucha información sobre la salud de una persona. El pH, los iones de sodio, la glucosa y el contenido de alcohol son solo algunas de las cosas que pueden detectar los sensores de sudor emergentes. Las lágrimas también contienen compuestos del cuerpo, por lo que los investigadores están investigando detección química usando lentes de contacto y lentes inteligentes.
También se puede medir la tasa de sudoración, que se puede utilizar como indicador de temperatura, por lo que estos sensores se están examinando para su uso en ayudando a detectar COVID-19.
Hacia la detección de virus
El inconveniente de muchos sensores portátiles existentes es que en realidad no pueden detectar la presencia de un virus como el SARS-CoV-2. Para hacer esto, tendrían que detectar ARN específico del virus.
La detección de ARN generalmente implica varios pasos, incluida la extracción de ARN de una muestra, hacer muchas copias del ARN e identificar el ARN. Aunque ha habido muchos avances en la miniaturización del equipo de detección de ARN para su uso en pruebas rápidas en el punto de atención, todavía hay mucho camino por recorrer antes de que pueda caber en dispositivos portátiles.
Gran parte de la investigación en curso sobre el desarrollo de la detección rápida de patógenos en el lugar de atención utiliza tecnología de "laboratorio en un chip". Lab-on-a-chip se refiere al objetivo de reducir las pruebas de laboratorio que antes requerían muchos equipos grandes al tamaño de un chip de computadora o portaobjetos de microscopio.
Un ejemplo es un Prueba de diagnóstico COVID-19 sometidos a ensayos clínicos. El sensor de la prueba es un transistor de efecto de campo sensible a iones (ISFET) que está diseñado para responder a la presencia del ARN del virus. El dispositivo puede realizar una prueba en menos de una hora, pero requiere una muestra recolectada con un hisopo nasal.
Si bien esta tecnología no es portátil, podría convertirse en el punto de lanzamiento de futuros dispositivos portátiles de detección de virus porque pueden hacerse pequeños y consumir poca energía. Un dispositivo portátil que monitorea continuamente a una persona e indica que ha contraído o ha estado expuesto al virus le permitiría a la persona buscar tratamiento y aislarse para evitar una mayor propagación.
Destornilladores sónicos y tricorders
Fans del Dr. que conocen el Destornillador sonico, y los seguidores de Star Trek conocen el tricorder. El dispositivo portátil ideal del futuro sería similar a estos maravillosos dispositivos de ficción. Sería capaz de detectar la presencia del virus en el entorno alrededor del usuario, brindando la oportunidad de irse antes de exponerse.
Pero la detección de virus en el aire requiere un equipo importante para recoger muestras de aire y analizarlas. Otros métodos, como el biosensor fototérmico plasmónico, proporcionan resultados prometedores, pero aún requieren que el usuario realice el análisis. Pasará algún tiempo antes de que un reloj inteligente pueda alertar a su usuario de la presencia de un virus peligroso.
Portátil y accesible
A pesar de la promesa de los dispositivos portátiles como herramientas para abordar la pandemia de COVID-19 y las pandemias futuras, existen barreras para el uso generalizado de los dispositivos. La mayoría de los dispositivos portátiles son costosos, pueden ser difíciles de aprender a usar por hablantes no nativos de inglés o se desarrollan sin datos de una amplia base de población. Existe el riesgo de que mucha gente no aceptará la tecnología.
El desarrollo continuo de dispositivos portátiles basados en la salud ampliamente aceptados debe incluir la participación de la comunidad, como se describe en un Resumen del taller de academias nacionales. Al garantizar que todos tengan acceso a los wearables y los acepten, los dispositivos pueden ayudar a mantener a las personas saludables en medio de una pandemia mundial. La investigación en curso debería dar como resultado una tecnología mejorada que, con cuidado, beneficiará a toda la sociedad.
Sobre la autora
Albert H. Titus, profesor de Ingeniería Biomédica, Universidad de Buffalo, Universidad Estatal de Nueva York
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