Orologio intelligente che rileva le malattie

Presto il medico potrebbe essere in grado di dire cosa c'è che non va prima di prendere un appuntamento.

I biosensori indossabili potrebbero renderlo possibile.

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I biosensori monitorano i segni vitali che rivelano molto di ciò che sta accadendo all'interno del corpo. I problemi gravi rilevabili includono l'insorgenza di infezioni, infiammazioni e insulino-resistenza.

Un team di ricercatori dell'Università di Stanford ha rivelato queste scoperte in uno studio pubblicato oggi su PLOS Biology.

Michael Snyder, Ph. D., professore e presidente di genetica a Stanford, è l'autore senior dello studio, insieme ai co-autori postdoctoral di piombo Xiao Li, Ph. D. e Jessilyn Dunn, Ph. D. e l'ingegnere del software Denis Salins.

Snyder e i suoi colleghi hanno iniziato il loro studio in corso nel 2014 con 60 soggetti di età compresa tra i 28 e i 72 anni, divisi per genere. Snyder è uno dei suoi partecipanti allo studio e indossa sette sensori.

"Indossiamo vari tipi di monitor per orologi intelligenti 24 ore al giorno", ha detto Snyder a Healthline. "Alcune persone hanno indossato questi dispositivi per un massimo di due anni e mezzo ora. "

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Essere intelligenti per la salute

I primi orologi intelligenti sono diventati disponibili nel 2013 e lo studio ha iniziato a utilizzare gli orologi Basis quando hanno debuttato nel 2014.

Oggi, i soggetti di Snyder usano l'app Moves e gli smartwatch che raccolgono dati su un iPhone e quindi inviano informazioni anonime direttamente a un database.

"Ci sono un gran numero e un'ampia varietà di questi dispositivi per usi diversi", ha detto Snyder. "L'orologio intelligente misura la frequenza cardiaca, l'attività - passi o corsa - e la temperatura della pelle. Alcuni, come l'app Moves, sono proprio sul tuo cellulare. Il dispositivo Base è un orologio intelligente da indossare al polso. Posizionare il monitor dell'ossigeno nel sangue SpO2 sul dito. Si posiziona il Dexcom sulla pelle e misura i livelli di glucosio. Uso anche un monitor per radiazioni che misura la sensibilità alle radiazioni. "

Nel lavoro correlato a Stanford, Snyder ha detto che Ronald Davis e Lars Steinmetz, professori di genetica, stanno costruendo un dispositivo che misura il sudore.

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Snyder e il suo team hanno raccolto quasi 2 miliardi di misurazioni dai partecipanti. Le informazioni includevano feed continui di dati dai biosensori indossabili di ciascuna persona, nonché dati periodici da test di laboratorio sulla loro chimica del sangue, espressione genica e altre misure.

I soggetti dello studio indossavano da uno a sette monitor di attività disponibili in commercio e altri dispositivi che raccoglievano più di 250.000 misurazioni al giorno.

I dati includevano peso, frequenza cardiaca, ossigeno nel sangue e temperatura della pelle.I monitor hanno anche registrato attività come il sonno, passi, passeggiate, ciclismo e corsa. Altri dati includevano calorie bruciate, accelerazione e persino esposizione a raggi gamma e raggi X.

Snyder ha detto che un aspetto importante del loro approccio era stabilire una gamma di valori normali, o di base, per ogni persona studiata.

"Vogliamo studiare le persone a livello individuale", ha detto.

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Tempo per il futuro

I biosensori hanno un luminoso futuro.

"I dispositivi e i sensori indossabili stanno sicuramente attirando l'attenzione del pubblico laico, che si tratti di orologi di Apple o Fitbit, o inseguitori del sonno e sensori che monitorizzano la respirazione e la frequenza cardiaca", ha detto il Dr. Atul Butte a Healthline. Pubblicità

Butte è direttore dell'Istituto per le scienze della salute computazionale e un illustre professore di pediatria all'Università della California, a San Francisco (UCSF). "Penso che alcune persone che cercano di rimanere in buona salute e rimanere in buona salute usano questi dispositivi per raggiungere i loro obiettivi. "

Butte attribuisce la sua perdita di peso di 50 libbre a gadget da Fitbit.

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" Nella scienza medica, significa che potremmo essere in grado di studiare meglio i pazienti il proprio ambiente domestico " "Forse una sperimentazione clinica del futuro, testando l'effetto di un potenziale nuovo farmaco, potrebbe attingere ai dati che i pazienti si forniscono, come gli effetti sull'umore, sul sonno o sulla dieta, attraverso i loro dispositivi. "

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Rilevazione della malattia

Un'esperienza medica personale ha dimostrato a Snyder il valore della sua ricerca.

"L'anno scorso ho aiutato mio fratello a montare le recinzioni in una zona del Massachusetts infetta da Lyme", ha detto. "Due settimane dopo, quando volavo in Norvegia, notai che i miei livelli di ossigeno nel sangue erano molto più bassi del normale e che non tornarono alla normalità all'atterraggio.

"Questi sono stati entrambi rilevati utilizzando [i sette] dispositivi portatili. Sapevo che non era giusto e sospettavo che potessi ammalarmi. Nei giorni successivi, ho sviluppato una febbre di basso grado e poi ho visitato un medico in Norvegia che mi ha dato la doxiciclina, che ha eliminato l'infezione. La malattia di Lyme è stata successivamente confermata. "

Snyder rimase colpito dal fatto che i biosensori indossabili indicassero un'infezione prima ancora di sapere che era malato. "I dispositivi indossabili hanno aiutato a fare la diagnosi iniziale", ha detto.

Le analisi successive confermarono il suo sospetto che le deviazioni dalla normale frequenza cardiaca e dai livelli di ossigeno durante il volo verso la Norvegia fossero state anormali.

Il team di Snyder ha scritto un programma software per i dati di un orologio intelligente chiamato Change of Heart per rilevare le deviazioni dalle misure di base dei partecipanti e per rilevare quando le persone si ammalavano.

I dispositivi sono stati in grado di rilevare raffreddori comuni e aiutano a identificare lo sviluppo di Snyder della malattia di Lyme.

Il valore più cruciale dei biosensori potrebbe essere il loro potenziale di allerta precoce.

Gli scienziati di Stanford dicono che il loro studio evidenzia l'importante possibilità di identificare malattie infiammatorie in persone che potrebbero non sapere nemmeno di essere ammalate.

I dati di diversi soggetti hanno mostrato che livelli più elevati del normale per la frequenza cardiaca e la temperatura cutanea erano correlati con l'aumento dei livelli di proteina C-reattiva nelle analisi del sangue. La proteina C-reattiva, un marcatore del sistema immunitario per l'infiammazione, spesso indica infezione, malattie autoimmuni, sviluppo di malattie cardiovascolari o persino cancro.

I biosensori di Snyder hanno rivelato tre diversi periodi di malattia e infiammazione, oltre all'infezione della malattia di Lyme. I suoi dispositivi hanno anche dimostrato che non era a conoscenza di un'altra infezione fino a quando non ha visto i suoi dati del sensore, che hanno rivelato un aumento del livello di proteina C-reattiva.

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I primi segni di malattia

Butte dice che altre malattie possono essere rilevabili con i biosensori.

"Molti di questi dispositivi si concentrano sui segni vitali, come la frequenza del polso e la temperatura corporea, quindi le malattie che alterano quelle potrebbero essere le più facili da rilevare, come le malattie infettive o anche i disturbi riproduttivi", ha detto. "È noto che diverse malattie croniche presentano frequenti" razzi ", come la sclerosi multipla e la malattia infiammatoria intestinale. E forse quelli potrebbero essere rilevati in precedenza per consentire terapie correttive. Disturbi psicologici o dell'umore potrebbero essere rilevabili. "

Presso l'UCSF Institute for Computational Health Sciences, Butte ei suoi colleghi stanno utilizzando tutti i dati disponibili sui pazienti per aiutare a sviluppare la diagnostica o la terapia, o semplicemente per capire meglio le malattie.

Alcuni esempi di lavoro sui sensori includono lo studio Health eHeart, che analizza la frequenza cardiaca e il ritmo cardiaco per individuare prima le malattie cardiache, ha detto.

Ricercatori, pazienti e famiglie dell'UCSF stanno anche esaminando tipi più sofisticati di sensori, ha detto Butte, come i monitor del glucosio dati alle persone con diabete di tipo 1 e stanno imparando da quelle misurazioni.

"Oltre ai sensori che effettivamente toccano il corpo, gli smartphone dispongono anche di ottime fotocamere, e ci sono lavori in corso per utilizzare quelle fotocamere e le immagini per diagnosticare le malattie prima", ha detto Butte. "Penso che se si riescono a raggiungere liquidi corporei, come sangue, saliva e urina, c'è una gamma molto più ampia di rilevabilità. "

UCSF ha anche un Centro per l'innovazione della salute digitale in cui vengono sviluppate più di queste tecnologie, ha detto.

Snyder ha esaminato gli aspetti pratici dell'utilizzo dei dati sanitari raccolti dai sensori.

"Le informazioni raccolte potrebbero aiutare il tuo medico, anche se possiamo aspettarci alcune sfide iniziali su come integrare i dati nella pratica clinica", ha affermato. "Alcuni pazienti potrebbero voler proteggere la privacy dei loro dati fisiologici, o potrebbero voler condividere solo alcuni di essi.

"Stiamo cercando di implementare la salute basata sui dati, utilizzando i dati per seguire le persone quando sono in buona salute e quindi rilevare quando si ammalano il prima possibile.“