通过监测心跳与呼吸，可穿戴设备可提前数天预测COVID-19感染

智能手表以及其他用于持续测量用户的心率、皮肤温度等生理特征的可穿戴设备，被发现还可以在病人确诊之前数天提前发现体内的冠状病毒感染。

纽约西奈山卫生系统（Mount Sinai Health System）和加利福尼亚斯坦福大学等主要医学机构近日研究发现，苹果手表、Garmin 和 Fitbit 等可穿戴设备在病人出现明显症状或者通过检测确诊感染病毒之前，即可以预测出此人 COVID-19 是否呈阳性。因此专家称可穿戴技术在遏制大流行和其他传染病方面可以发挥重要作用。

细微的心跳变化

西奈山的研究人员发现，苹果手表可以通过监测个体心跳的细微变化，利用心率变异性指标来衡量人体的免疫系统的工作情况，进而判断此人是否感染冠状病毒，并且可在出现身体不适或确诊之前 7 天完成预测。

纽约市西奈山伊坎医学院医学助理教授、《战士观察》研究的作者罗布・希尔滕（Rob Hirten）说道：” 我们的目标是在病人感染时或者确诊之前就能使用工具识别出是否感染。”

“我们已经知道心率变异性指标会随着体内炎症的发展而变化，而 Covid 恰好就是一种显著的炎症，”Hirten 表示， ” 这使得我们能够在确诊前提前预测感染情况。”

研究发现，COVID-19 确诊患者的心率变化较小，换句话说，与 COVID-19 检测呈阴性的人相比，确诊患者的心跳间的变化很小。

高心率变异并不能反映出心率升高，而是表明个人的神经系统活跃且适应性强，并能从压力中快速复原。

图 | 智能手表 （来源：CC0 Public Domain）

据悉，在 4 月 29 日至 9 月 29 日，调查人员对佩戴苹果手表的近 300 名西奈山卫生系统工作者进行追踪。虽然苹果并没有参与或资助这项研究，但该公司已经意识到其智能手表的能力。蒂姆・库克（Tim Cook）曾在 9 月份吹捧过苹果手表在西奈山研究中的作用。

“目前我们主要是在人们身体产生不适后再开展相应检测，但佩戴 Apple Watch 意味着不需要任何用户的输入，就能够识别一些无症状的感染病人，从而帮助有效控制传染病。”Hirten 表示。

24 小时全天候监测

斯坦福大学的另一项研究让实验参与者佩戴来自 Garmin、Fitbit、Apple 等制造商出产的各种运动追踪器。研究发现，81% 的冠状病毒阳性参与者在症状出现前长达九天半的时间内，静息心率发生了变化。研究报告称，心率过度升高即是症状出现的标志。

该研究发现于 2020 年 11 月发表在《自然生物医学工程》杂志上，研究人员在病人出现确切症状之前的 4~7 天，利用智能手表收集的数据识别出了近三分之二的 COVID-19 病例，并对 5000 余名参与者中的 32 名病毒检测呈阳性的患者数据进行了分析。

该团队还研发出一种警报系统，可以提醒佩戴者其心率已经持续升高了一段时间。

领导这项研究的斯坦福大学教授迈克尔・斯奈德（Michael Snyder）说:“我们为这一警报系统设置了一定的灵敏度，这样它大约每两个月左右就会响一次。而常规的波动不会触发警报，只有显著的、持续的变化才会触发。”

他补充说:“这一点尤其重要，因为它会提醒人们不要出去和别人约会、聚集。” 例如，最近斯奈德的警报就响起过一次，他立刻取消了一场面对面的会议，以防自己感染病毒。

据悉，这项技术还将有助于弥补冠状病毒检测的一些缺陷，比如就同一个人而言，检测无法做到时刻进行，连续一直做，但是这些设备可以做到全天 24 小时不停地测量；并且智能手表还可以做到实时返回数据，而其他检测手段则大多需要几天才能拿到结果。

同时，可穿戴设备制造商也在研究如何利用这项技术来对抗病毒。用来追踪健康数据的智能环生产商 Oura Health，就资助了加州大学圣地亚哥分校和加州大学旧金山分校的一项研究，并发现该设备能够检测出 COVID-19 的细微症状，如早期出现的发热症状。

制造睡眠跟踪设备的 Whoop 与澳大利亚中昆士兰大学合作，发表了一篇同行评议的论文，表明其技术可以根据用户夜间睡眠时呼吸频率的偏差，帮助预测冠状病毒感染。健康的个体在呼吸频率上几乎没有变化，而出现偏差则表明呼吸道健康受损。

“所有这些研究都表明，从设备上收集的生理功能标记物使我们能够以一种非侵入性的方式识别这些病症和疾病，”Hirten 说，“虽然这些可穿戴设备各有局限性，但它们能够相互补充。”

来源：麻省理工科技评论