智東西4月27日消息，發表在全球醫學頂刊《柳葉刀》上的一項研究表明，可穿戴設備在監測新冠肺炎感染領域的研究仍處於初期，尚未有較大進展。在新冠肺炎疫情爆發的早期，智能手錶廠商和可穿戴技術公司就想用心率和血氧等指標來提前標記這類人群。
作者 | 程茜
編輯 | 心緣
即使沒有顯著進展，但現有的研究仍表明，可穿戴設備仍然是追蹤新冠肺炎癥狀的有效方法。
荷蘭烏得勒支大學的研究人員檢索了2020年至2021年7月27日之間發布的關於使用可穿戴設備識別新冠肺炎感染的研究文章和方案，識別和篩選了3196條記錄后，研究人員分析了12篇文章和研究方案。
這些方案都試圖從蘋果Apple Watch、Google旗下的fitbit和美國智能運動手環Whoop的智能手錶、手環、智能戒指等設備中，收集的用戶健康數據中找到方法，其中，智能手錶的相關研究較多。
本文的作者指出，這些研究中的大多數都集中在已經檢測出新冠陽性的人身上，都不是嚴格的臨床試驗，現有的研究也沒有充足的證據表明，可穿戴設備能更早地檢測出新冠肺炎感染。
該論文將於5月1日在《柳葉刀》上開放存取，論文標題為The performance of wearable sensors in the detection of SARS-CoV-2 infection: a systematic review（《關於可穿戴設備在檢測新冠肺炎感染中的性能：系統評價》）。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/S2589-7500(22)00019-X
一、研究論文都存在局限性，以確診人群數據
12項研究中的研究團隊都採用了不同的方法來判斷可穿戴設備檢測新冠肺炎感染的能力。
其中9項研究使用機器學習算法來識別生物數據檢測新冠肺炎感染，包括異常檢測自編碼器、梯度增強分類器和深度卷積或門控循環單元神經網絡。其餘3項研究使用了統計分析，例如混合效應模型和Wilcoxon秩和檢驗。
另外，有9項研究建立了直接比較新冠肺炎陽性患者與健康患者的可穿戴數據或新冠肺炎陰性對照的模型。8項研究考慮了參與者從未感染到癥狀前再到有癥狀感染的基線參數變化。
▲使用可穿戴設備檢測新冠肺炎陽性個體生理參數變化的部分研究
這篇評論文章中稱，目前大多數研究都採用回顧性數據，樣本量較小，並且大多數作者只關注新冠肺炎的癥狀，忽略了新冠癥狀與其他流感等疾病的生理差異。
雖然有充分的證據表明，體溫變化、心率變異性和其他指標等生理信號會指向新冠感染，然而fitbit的研究主管Conor Heneghan去年告訴外媒The Verge，fitbit的研究發現流感數據與新冠肺炎數據之間存在重疊，“我的直覺是，很難明確地區分它們。”
研究發現，大多數從可穿戴數據中預測新冠肺炎的算法主要集中在有癥狀的疾病上。研究顯示，從癥狀出現前14天到前1天，算法檢測確診前感染的能力差異很大，會呈現從20%到88%的趨勢。“積累的證據表明，模型的準確性與其在癥狀出現前識別新冠肺炎感染的能力之間存在權衡。”該篇論文的作者在文中稱。
用可穿戴設備識別新冠肺炎感染的方式是為了較早標記那些出現癥狀的人，以便他們可以在將疾病傳播給他人之前接受核酸檢測和隔離，最終的確診標準仍然是核酸監測。
這些論文還有一個局限性是，患者感染新冠肺炎的檢測標準不同，僅有三篇論文在研究過程中會使用PCR檢測來確認患者是否被感染新冠，仍有一些研究未採用PCR檢測確認，這樣的話可能會導致診斷偏差並限制研究之間的可比性。
事實上，3篇引入PCR檢測的文章中有2篇研究是單獨面向醫療保健專業人員，因為新冠肺炎爆發期間的工作需求，這類人群可能更容易獲得PCR檢測。
這篇論文中還提到，將可穿戴設備用作新冠肺炎或其他疾病檢測器也存在公平問題。這些研究分析的樣本具有較差的種族多樣性，因此尚不清楚這些模型在非白人人群中的表現是否同樣好。
此外，還有研究表明，可穿戴設備在深色膚色上的工作方式不同且不太準確，並且在審查中評估的模型也沒有考慮到女性月經周期，因為體溫在月經周期的不同階段其相關的變量也會發生變化。
二、能識別0.2°C的細微變化，手腕溫度穩定如前額
關於使用可穿戴設備檢測新冠肺炎的證據表明，該項研究是有希望的，但仍處於初期階段。
儘管存在這些局限性，但這12項研究為未來對可穿戴設備測量生理參數的研究提供了有價值的見解。例如，8項研究顯示心率增加與新冠肺炎感染有關，這與流感相關的人群心率數據一致。同樣，體溫和心率的變化為配備溫度傳感器和加速度傳感器的新型可穿戴設備提供了機遇。
此外，在呼吸頻率和心率變化方面建立一個準確的新冠肺炎預測模型，仍需要更多的研究來證明現有的相互矛盾或不確定的結論。其他還有來自機械聲學傳感器的咳嗽模式，可用於破譯與新冠肺炎感染相關的進一步趨勢。
隨着技術的進步，可穿戴設備在健康監測領域的功能越來越多，體溫、呼吸頻率、心率和血氧飽和度等生理參數的細微波動可以通過智能手錶、智能戒指和健身追蹤器表現出來。
值得注意的是，研究表明，通過可穿戴設備測量的外圍溫度在檢測0.2°C以上細微溫度變化方面表現出了比口腔測量更高的靈敏度，並且手腕溫度與前額溫度相比同樣穩定且不易受環境影響。
因此，越來越多的研究人員開始對可穿戴設備在早期和全面檢測新冠肺炎感染中的作用進行更多研究，發揮出可穿戴設備在監測個人健康和新冠肺炎預測方面的潛在能力。
幾項研究已經表明，可穿戴設備通過監測一個或多個生理參數來指示存在新冠肺炎感染風險方面是可行的，但尚無更多研究概述。
儘管現有研究存在局限性，但可穿戴設備仍有可能成為追蹤和監測疾病的好方法。只需要進行更好的研究來證明這一點，並找出在這些情況下使用設備的最佳方式。專家們確實認為，即使是一個可以提醒某人他們可能生病的基本工具仍然很有用。
三、無癥狀患者傳播率佔一半，潛伏期內仍可傳播
研究論文顯示，遏制新冠肺炎疫情蔓延的一個關鍵策略是快速識別和追蹤感染者。目前較權威的新冠肺炎診斷測試標準是核酸檢測（RT-PCR）。
儘管核酸檢測的診斷時間在一步步縮短，但相比於快速的新冠肺炎感染傳播階段，檢測時間仍然對控制病毒傳播提供了阻力。研究論文稱，平均而言，從新冠肺炎感染到出現癥狀需要6天，而潛伏期可能長達18天。
在潛伏期內，患者上呼吸道的病毒載量會增加，在癥狀出現前後達到高峰，然後病毒載量逐漸下降。
許多國家會建議在相關癥狀出現后或疑似接觸病毒幾天後對普通人群進行檢測，以防止新冠呈陽性前病毒仍繼續傳播。然而，在人們出現癥狀之前，人體內病毒載量就足以感染其他人。
僅根據報告的癥狀，仍難以將新冠肺炎與其他呼吸道疾病區分開來。許多常見的發燒、咳嗽等新冠肺炎癥狀與其他流感疾病癥狀類似。
一些確診的新冠肺炎患者會出現嗅覺喪失等僅新冠病毒會引發的獨特癥狀，但此類癥狀很少在病毒感染早期出現。
此外，20%-30%的新冠肺炎感染者會一直呈無癥狀。美國疾病控制和預防中心報告說，未出現明顯癥狀或無癥狀的確診患者佔新冠肺炎病毒傳播的一半。
因此，為了降低普通人群的傳播率，在出現癥狀之前或沒有癥狀出現的情況下識別新冠肺炎感染至關重要。
結語：無法類比核酸檢測，但可用性有提升空間
智能手錶、手環、戒指等可穿戴設備功能、品類都越來越多，其與人體的天然適配性以及便捷性使得越來越多的科技巨頭們向健康賽道進軍。再加上，新冠疫情肆虐，其傳播的快速、不可控性也為遏制其傳播增加了阻力，因此，可穿戴設備在健康監測、新冠肺炎預測領域的發展潛力不斷釋放。
但從這些研究分析中，我們也可以看到相比於核酸檢測，可穿戴設備對新冠肺炎的檢測有用性較低。該論文在最後也指出，關於該領域未來的研究還應考慮可穿戴傳感器方法、原始數據處理和算法開發的固有差異如何有助於檢測與感染相關的生理測量偏差，以及如何解決偏差來源。
可穿戴設備在預測新冠肺炎癥狀領域有一定的可行性，隨着研究的不斷深入，其準確性、實用性也有可能會進一步增強。
來源：《柳葉刀》、The Verge