Μπορούν τα smartwatches να κάνουν κάτι περισσότερο από το να μας δείχνουν απλώς την ώρα;

Σύντομη επισκόπηση της ακρίβειας των έξυπνων συσκευών για εφαρμογές υγείας

Έξυπνες συσκευές, smartwatches

Πολλοί από εμάς χρησιμοποιούν εδώ και καιρό smartwatches ή fitness tracker, είτε ως επέκταση των συσκευών smartphone είτε για λόγους υγείας και αθλητισμού. Κάποιοι άλλοι μπορεί να χρησιμοποιούν έξυπνη ζυγαριά και άλλες έξυπνες εκδόσεις συμβατικών συσκευών, όπως έξυπνες συσκευές για τη μέτρηση των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα, της θερμοκρασίας του σώματος και της αρτηριακής πίεσης.

Κατά συνέπεια, ένα ερώτημα που τίθεται συχνά είναι αν αυτές οι συσκευές μπορούν πραγματικά να κάνουν κάτι περισσότερο από το να μας δείχνουν απλώς ωραίες απεικονίσεις κάποιων μετρήσεων. Είναι δυνατόν να ανιχνεύσουν συμπτώματα μιας μη ανιχνευμένης ακόμη μόλυνσης; Θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την πρόβλεψη πιθανών προβλημάτων υγείας; Μπορούν να εντοπίσουν περιπτώσεις όπου απαιτείται επείγουσα ιατρική φροντίδα; Ευτυχώς, πολλοί ερευνητές εργάζονται για να απαντήσουν σε αυτά τα ερωτήματα!

Τι είδους πληροφορίες μπορούν να συλλεχθούν από τις φορητές συσκευές; 

Στο επιστημονικό άρθρο οι C. Jeong, D. Bychkov, και P. C. Searson [1] παρουσιάζουν λεπτομερώς διάφορες παραμέτρους και τον τρόπο μέτρησής τους. Αυτές περιλαμβάνουν τις τυπικές πλέον παραμέτρους, όπως για παράδειγμα: καρδιακός ρυθμός, αρτηριακή πίεση, σωματική δραστηριότητα, αλλά και άλλες πιο προηγμένες, όπως ο αναπνευστικός ρυθμός, ο ιδρώτας, ακόμη και το συναίσθημα, το οποίο μπορεί να επηρεαστεί έντονα από την ποιότητα του ύπνου. Οι συγγραφείς αναφέρουν ότι ακόμη και αν οι συσκευές αυτές αργούν να εισέλθουν στην αγορά της υγειονομικής περίθαλψης, παρουσιάζουν τεράστιες ευκαιρίες λόγω των δυνατοτήτων τους.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό που αναφέρει ο J. M. Raja [2] είναι ότι οι συσκευές αυτές μπορούν να παρέχουν συνεχή παρακολούθηση Ηλεκτροκαρδιογραφήματος (ΗΚΓ), το οποίο μπορεί να μεταφορτωθεί στο διαδίκτυο και να αξιολογηθεί από οπουδήποτε στον κόσμο. Αυτό είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα σε σύγκριση με τα συμβατικά μόνιτορ Holter, τα οποία πρέπει να επιστραφούν στον γιατρό για ανάλυση. Οι συγγραφείς αναφέρουν επίσης ότι, ακόμη και αν υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί όσον αφορά τις εν λόγω συσκευές, παραμένουν ωστόσο αισιόδοξοι λέγοντας ότι αυτά τα υφιστάμενα ζητήματα μπορούν να αμβλυνθούν με τις μελλοντικές εξελίξεις και τους αλγορίθμους.

Τρέχουσες έρευνες

Παρόλο που αυτές οι έξυπνες συσκευές όπως smartwatches, μπορεί να μην αποτελούν το απόλυτο εργαλείο για τη διάγνωση της κολπικής μαρμαρυγής για παράδειγμα, εντούτοις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον γενικό πληθυσμό ως εργαλείο προειδοποίησης. Αυτοί οι περιορισμοί που αναφέρονται στο [2], ήταν εμφανείς σε μια μεγάλης κλίμακας έρευνα που χρηματοδοτήθηκε από την Apple και παρουσιάστηκε στο [3], η οποία παρακολούθησε περισσότερα από 400 000 άτομα για 8 μήνες. Στόχος της μελέτης αυτής ήταν να εξεταστεί η δυνατότητα ανίχνευσης της κολπικής μαρμαρυγής με τη χρήση του εμπορικά διαθέσιμου ρολογιού της Apple. Τα αποτελέσματα, ωστόσο, δεν ήταν τόσο συνεπή, έδειξαν χαμηλή ευαισθησία και ειδικότητα.

Αντίθετα, μια έρευνα που προσπαθούσε να προβλέψει τον κίνδυνο διαβήτη είχε καλύτερα αποτελέσματα, όπως φαίνεται στο [4]. Οι ερευνητές συνέλεξαν κάποιες βασικές πληροφορίες από τους χρήστες, όπως το ύψος, το βάρος και την ηλικία, και από διάφορες συσκευές συνέλεξαν τον αριθμό των βημάτων, το είδος και τη διάρκεια της δραστηριότητας, τις θερμίδες, τα επίπεδα γλυκόζης, την αρτηριακή πίεση και άλλα. Αναλύοντας όλα αυτά τα δεδομένα και εφαρμόζοντας διάφορους αλγορίθμους μηχανικής μάθησης είχαν πάνω από 80% ακρίβεια στην πρόβλεψη του κινδύνου διαβήτη!

Μια ασυνήθιστη περίπτωση αναφέρεται στο [5]. Ένα φαινομενικά υγιές άτομο έλαβε μια ειδοποίηση από το έξυπνο ρολόι του ότι ο καρδιακός του ρυθμός ήταν ακανόνιστος και σχετικά υψηλός. Αφού εισήχθη στο νοσοκομείο και υποβλήθηκε σε ορισμένες εξετάσεις, διαπιστώθηκε ότι ο ακανόνιστος καρδιακός ρυθμός οφειλόταν σε έναν προηγουμένως μη εντοπισμένο όγκο στον πνεύμονα, ο οποίος αφαιρέθηκε αμέσως. Χωρίς την προειδοποίηση από το ρολόι, σχολιάζουν οι ερευνητές, ότι ο όγκος θα συνέχιζε να μεγαλώνει επιδεινώνοντας την κατάστασή του.

Πλεονεκτήματα σε μεγαλύτερη κλίμακα

Εκτός από αυτό, τα έξυπνα ρολόγια μπορούν να έχουν πλεονεκτήματα ακόμη και σε μεγαλύτερη κλίμακα. Στο [6], οι ερευνητές έδειξαν ότι με την παρακολούθηση διαφόρων μετρήσεων από wearables, μπορούν να προβλεφθούν σε πραγματικό χρόνο τα ποσοστά ασθενειών που μοιάζουν με γρίπη, γεγονός που μπορεί να δώσει το χρόνο στα νοσοκομεία και τα ιατρικά ιδρύματα να προσαρμοστούν και να προετοιμαστούν για αυξημένη εισροή ασθενών. Μια άλλη εξέλιξη σύμφωνα με τους συγγραφείς είναι ότι αυτό το είδος ανάλυσης μπορεί να εφαρμοστεί στο μέλλον για την ανίχνευση ασθενειών που μοιάζουν με γρίπη σε ατομικό επίπεδο. Θα μπορούσατε να λάβετε μια ειδοποίηση ότι έχετε γρίπη ακόμη και πριν εμφανίσετε συμπτώματα!

Και τι γίνεται με το COVID-19; Τα πρώτα αποτελέσματα από την [7], έδειξαν ότι με τη χρήση της μεθόδου τους η μόλυνση με COVID-19 μπορούσε να ανιχνευθεί 9,5 ημέρες πριν από την έναρξη των συμπτωμάτων! Ωστόσο, αναφέρουν ότι χωρίς πρόσθετες μετρήσεις και δεδομένα, ο COVID-19 δεν μπορούσε να διακριθεί από άλλες ιογενείς λοιμώξεις.

Όλα αυτά ακούγονται πολύ ελπιδοφόρα, δεν υπάρχουν όμως ανησυχίες ή άλλοι προβληματισμοί;

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα αποτελέσματα από τη μεγάλης κλίμακας μελέτη της Apple [3] δεν ήταν πολύ συνεπή. Η χαμηλή ευαισθησία και ειδικότητα οδηγούν σε αυξημένες περιπτώσεις ψευδώς θετικών (υγιή άτομα που λαμβάνουν προειδοποιήσεις για πιθανά προβλήματα) ή ψευδώς αρνητικών (άτομα που πάσχουν από κολπική μαρμαρυγή αλλά δεν ανιχνεύεται από το ρολόι).

Επιπλέον, οι άνθρωποι εμπιστεύονται και μπορούν να παραπλανηθούν σχετικά με τις δυνατότητες των συσκευών τους. Ως εκ τούτου, χωρίς να λάβουν καμία προειδοποίηση, οι ψευδώς αρνητικές περιπτώσεις μπορεί να αποφύγουν να αναζητήσουν ιατρική περίθαλψη, αυξάνοντας τον κίνδυνο για την υγεία τους. Από την άλλη πλευρά, οι ψευδώς θετικές περιπτώσεις μπορεί να οδηγήσουν σε υπερδιάγνωση, να προκαλέσουν περιττές υψηλές ιατρικές δαπάνες και να οδηγήσουν σε υπερφόρτωση του συστήματος υγειονομικής περίθαλψης. 

Οι ερευνητές σχολίασαν τους λόγους για τους οποίους η μελέτη της Apple δεν ήταν επιτυχής. Οι μετρήσεις του καρδιακού ρυθμού δεν ήταν τόσο συχνές, οπότε οι σύντομης διάρκειας ανωμαλίες δεν έγιναν αντιληπτές. Αυτά τα smartwatches έχουν σχεδιαστεί για να εκτελούν πολλές διαφορετικές ενέργειες και επομένως απαιτούν συχνή φόρτιση. Πολλοί άνθρωποι, επιπλέον, αποφεύγουν επίσης να φορούν τις συσκευές τους κατά τη διάρκεια του ύπνου, μιας περιόδου που θα μπορούσε ενδεχομένως να αποκαλύψει πολλές χρήσιμες πληροφορίες. Αυτό σημαίνει ότι για ώρες ολόκληρες δεν γίνονται καθόλου μετρήσεις.

Οι συγγραφείς της μελέτης [8] είναι επίσης λίγο πιο διστακτικοί όσον αφορά τη χρήση αυτών των συσκευών στην ιατρική. Σύμφωνα με αυτούς, η ποιότητα των δεδομένων είναι αμφισβητήσιμη, μπορεί να υπάρχουν μη ταξινομήσιμες καταγραφές, οι οποίες δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν και υπάρχουν πιθανά ζητήματα ασφάλειας στον κυβερνοχώρο.

Προοπτικές για το μέλλον

Παρ’ όλα αυτά, κανείς δεν μπορεί παρά να είναι αισιόδοξος. Οι πρόσφατες εξελίξεις προσπαθούν να αντιμετωπίσουν τους περιορισμούς αυτών των συσκευών. Τα πιο σύγχρονα smartwatches μπορούν να έχουν συνεχή παρακολούθηση του καρδιακού ρυθμού και Ηλεκτροκαρδιογραφήματος. Σε συνδυασμό με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας καθιστά τις συσκευές ικανές να ανιχνεύουν ανωμαλίες μικρής διάρκειας. Πρόσθετοι αισθητήρες, όπως η αρτηριακή πίεση, η θερμοκρασία του δέρματος και του κορεσμού οξυγόνου, ανοίγουν τη δυνατότητα ακριβούς ανίχνευσης ποικίλων πιθανών προβλημάτων υγείας. Περισσότεροι άνθρωποι θα είναι ανοιχτοί στο να φορούν τις συσκευές τους σε πιο συχνή βάση και ακόμη και κατά τη διάρκεια του ύπνου, καθώς οι συσκευές αυτές γίνονται σταδιακά ελαφρύτερες, με καλύτερη εφαρμογή και άνεση. Οι βελτιωμένοι και πιο προηγμένοι αλγόριθμοι θα είναι καλύτεροι στην ανάλυση των δεδομένων που συλλέγονται αλλά και στην εξαγωγή πολύτιμων πληροφοριών.

Aνυπομονούμε να δούμε τι θα φέρει το μέλλον!


Αναφορές

[1] I. C. Jeong, D. Bychkov, and P. C. Searson, “Wearable devices for precision medicine and health state monitoring,” IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 66, no. 5, pp. 1242–1258, 2019, doi: 10.1109/TBME.2018.2871638.

[2] J. M. Raja et al., “Apple Watch, Wearables, and Heart Rhythm: where do we stand?,” Annals of Translational Medicine, vol. 7, no. 17, pp. 417–417, 2019, doi: 10.21037/atm.2019.06.79.

[3] M. v. Perez et al., “Large-Scale Assessment of a Smartwatch to Identify Atrial Fibrillation,” New England Journal of Medicine, vol. 381, no. 20, pp. 1909–1917, Nov. 2019, doi: 10.1056/nejmoa1901183.

[4] J. Ramesh, R. Aburukba, and A. Sagahyroon, “A remote healthcare monitoring framework for diabetes prediction using machine learning,” Healthcare Technology Letters, vol. 8, no. 3, pp. 45–57, Jun. 2021, doi: 10.1049/htl2.12010.

[5] A. P. C. Cole, A. Kar, K. Nimako, and J. Smelt, “Smartwatch helps detects lung cancer: Using personal technology to advance healthcare,” JRSM Open, vol. 13, no. 1, p. 205427042110686, Jan. 2022, doi: 10.1177/20542704211068651.

[6] J. M. Radin, N. E. Wineinger, E. J. Topol, and S. R. Steinhubl, “Harnessing wearable device data to improve state-level real-time surveillance of influenza-like illness in the USA: a population-based study,” The Lancet Digital Health, vol. 2, no. 2, pp. e85–e93, 2020, doi: 10.1016/S2589–7500(19)30222–5.

[7] T. Mishra et al., “Pre-symptomatic detection of COVID-19 from smartwatch data,” Nature Biomedical Engineering, vol. 4, no. 12, pp. 1208–1220, Dec. 2020, doi: 10.1038/s41551–020–00640–6.

[8] D. Jin, H. Adams, A. M. Cocco, W. G. Martin, and S. Palmer, “Smartphones and wearable technology: benefits and concerns in cardiology,” Medical Journal of Australia, vol. 212, no. 2, pp. 54–56.e1, 2020, doi: 10.5694/mja2.50446.


Το άρθρο έγραψε ο Άγγελος Θεοφιλάτος.

Επικοινωνία

Patras Science Park S.A. Stadiou, Platani 265 04, Greece