Изменения частоты сердечных сокращений, артериального давления и температуры тела могут указывать на проблемы со здоровьем, такие как сердечно-сосудистые заболевания или инфекции. Хотя они оцениваются при ежегодных осмотрах, без более частого мониторинга заболевания могут оставаться незамеченными и прогрессировать между визитами к врачу. Кроме того, эти параметры сильно различаются в течение дня и у разных людей, поэтому одноразовое чтение может не быть репрезентативным или не давать достаточно информации для проведения персонализированной оценки.Носимые биосенсоры, такие как фитнес-трекеры и мониторы активности, теперь могут регулярно проверять эти параметры.
Хотя многие люди начали использовать их в личных целях, необходимы более масштабные и всесторонние исследования, чтобы изучить их потенциал в сфере здравоохранения.«Вы не можете делать никаких научных выводов из личных данных», — сказала Грейс Пэн, доктор философии, директор программы вычислительного моделирования, моделирования и анализа Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии (NIBIB). «Здесь авторы взяли огромное количество данных и очень систематизировали их смысл, используя инструменты науки о данных и аналитические методы».Команда исследователей из Стэнфордского университета и отдела по делам ветеранов Пало-Альто сначала проследила за результатами одного человека в течение двух лет, когда он носил семь разных устройств. Каждое устройство измеряло множество параметров, включая его уровень активности, радиационное воздействие и уровни связанного с кислородом гемоглобина в его крови, и ежедневно регистрировало более 250 000 измерений.
Основываясь на его точности, способности измерять три ключевые переменные — частоту сердечных сокращений, температуру кожи и движения — и легкодоступных данных, они выбрали устройство марки Basis для наблюдения за дополнительными 43 объектами в среднем в течение пяти месяцев каждый.У первого человека они оценили, как физиологические измерения меняются в течение дня, выявив важность частых измерений, поскольку ежедневное измерение может не дать полной картины. Сравнивая других участников, они отметили широкий диапазон сердечных сокращений, что указывает на необходимость персонализированного анализа.
Результаты также показали, что носимые биосенсоры могут обеспечивать как частые измерения, так и индивидуальный анализ.Затем они оценили случаи, когда показания оказывались ненормальными. У участника, за которым наблюдали в течение двух лет, было четыре периода, в течение которых его частота сердечных сокращений и температура кожи были необычно высокими. В течение трех из этих периодов он сообщал о клинических симптомах, таких как заложенность носа; после одного из отдаленных периодов ему поставили диагноз болезнь Лайма. «Носимое устройство действительно могло предсказать болезнь Лайма еще до того, как у пациента появились какие-либо симптомы», — сказал Пэн.
Трое других участников заболели в какой-то момент во время периода наблюдения. В каждом случае частота пульса участника резко увеличивалась по сравнению с его или ее индивидуальным средним значением. Используя свои данные, команда создала алгоритм, названный Change-of-Heart, для выявления возможного заболевания на основе того, когда частота сердечных сокращений отклонялась от своего нормального диапазона.
«Было невероятно увлекательно, что мы смогли обнаружить болезнь, используя только потребительское носимое устройство», — сказала Джессилин Данн, доктор философии, научный сотрудник Стэнфордского университета и один из ведущих авторов статьи. Данн говорит, что для предотвращения ложных срабатываний они будут продолжать совершенствовать алгоритм, чтобы выявлять только истинные выбросы и учитывать уровень индивидуальной изменчивости. Она пока не рассматривает «Изменение сердца» как диагностический инструмент, а скорее как красный флаг, который говорит людям, что им, возможно, нужно проверить уровень стресса, больше отдыхать или обратиться к врачу.Хотя это еще не средство диагностики, исследование действительно повысило возможность когда-нибудь использовать носимые устройства для выявления риска диабета 2 типа.
Поскольку многие участники подвергались риску развития диабета, команда смогла продемонстрировать физиологические сигналы, такие как высокая частота сердечных сокращений в дневное время, которые коррелировали с инсулинорезистентностью. В исследовании также изучалось, как параметры меняются во время полетов самолета, и способность мониторов обнаруживать радиационное воздействие.
Мониторы, работающие круглосуточно и без выходных, также могут дать более репрезентативную оценку общего состояния здоровья. «Мы знаем, что день, когда вы идете к врачу один раз в год, может быть не вашим обычным днем, поэтому мы можем получить представление о том, что это на самом деле», — сказал Данн.Кроме того, трекеры могут контролировать пациентов в сельской местности или в районах с низким доходом, которые могут иметь затрудненный доступ к врачу. «Те люди, которые не могут легко попасть в клинику, все еще находятся под своего рода механизмом наблюдения за здоровьем», — сказал Данн. «У этого типа технологий есть действительно захватывающий потенциал, чтобы произвести настоящую революцию в модели здравоохранения».