Smart klocka som upptäcker sjukdomar

Snart kan din läkare berätta vad som är fel med dig innan du gör en tid.

Bärbara biosensorer kan göra det möjligt.

Annons Annonsering

Biosensorer övervakar vitale tecken som avslöjar mycket om vad som händer inom kroppen. Allvarliga problem som kan påvisas innefattar infektion, inflammation och insulinresistens.

Ett team av forskare från Stanford University avslöjade dessa upptäckter i en studie publicerad idag i PLOS Biology.

Michael Snyder, Ph.D., professor och ordförande för genetik i Stanford, är seniorens författare tillsammans med ledande postdoktorella medförfattare Xiao Li, Ph.D. och Jessilyn Dunn, Ph.D., och mjukvaruingenjör Denis Salins.

Annons

Snyder och hans kollegor började sin pågående studie 2014 med 60 ämnen som varierar i åldrar från 28 till 72, fördelade lika efter kön. Snyder är en av sina egna deltagare och bär sju sensorer.

"Vi har olika typer av smarta klockskärmar 24 timmar om dygnet," sa Snyder Healthline. "Vissa människor har bär på dessa enheter i upp till två och ett halvt år nu. "

AnnonsAdvertisement

Läs mer: Kan teknik hjälpa dig att sova bättre? »

Var smart om hälsan

De första smarta klockorna blev tillgängliga 2013, och studien började använda basklockor när de debuterade 2014.

Idag använder Snyders ämnen Moves-appen och smarta klockor som samlar data på en iPhone och skickar sedan anonym information direkt till en databas.

"Det finns ett stort antal och många olika enheter för olika användningsområden," sa Snyder. "Den smarta klockan mäter hjärtfrekvens, aktivitet - steg eller löpning - och hudtemperatur. Några, som Moves-appen, är rätt på din mobiltelefon. Basis-enheten är en smart klocka som du bär på din handled. Du placerar SpO2 blod syremonitorn på fingret. Du placerar Dexcom på din hud och det mäter glukosnivåer. Jag använder till och med en strålningsmonitor som mäter strålningskänslighet. "

I relaterat arbete vid Stanford sa Snyder att Ronald Davis och Lars Steinmetz, genetikprofessorer, bygger en enhet som mäter svett.

AnnonsAdvertisement

Snyder och hans team samlade nästan 2 miljarder mätningar från deltagarna. Informationen innehöll kontinuerliga dataöverföringar från varje persons bärbara biosensorer, såväl som periodiska data från laboratorietester av deras blodkemi, genuttryck och andra åtgärder.

Studieämnena bar från en till sju kommersiellt tillgängliga aktivitetsmonitorer och andra enheter som samlade mer än 250 000 mätningar per dag.

Data inkluderade vikt, hjärtfrekvens, blodsyre och hudtemperatur.Bildskärmarna registrerade också aktiviteter som sömn, steg, gå, cykla och springa. Andra data inkluderade kalorier som brändes, accelererade och till och med exponerade för gammastrålar och röntgenstrålar.

Annons

Snyder sa att en viktig aspekt av deras tillvägagångssätt var att fastställa en rad normala eller baslinjevärden för varje studerad person.

Läs mer: Teknik med genredigering för att bekämpa cancer.

Tid för framtiden

Biosensorer har en ljus framtida. "999" Slitstarka enheter och sensorer når verkligen uppmärksamheten hos lekmännen, oavsett om det är klockor från Apple eller Fitbit eller sömnspårare och sensorer som övervakar andning och hjärtfrekvens ", säger Atul Butte, till Healthline.

Butte är chef för Institute of Computational Health Sciences, och en framstående professor i barnläkare vid University of California, San Francisco (UCSF). "Jag tror att vissa individer som försöker bli friska och vara hälsosamma använder dessa enheter som hjälper till att nå sina mål. "

Butte krediterar sin egen viktminskning på 50 pund för gadgetar från Fitbit.

AdvertisementAdvertisement
" Medicinsk vetenskap innebär att vi kanske kan studera patienter bättre inom deras egen hemmiljö " sade han. "Kanske kan en framtida klinisk prövning, som testar effekten av ett potentiellt nytt läkemedel, utgå ifrån data som patienterna tillhandahåller, som effekter på humör eller sömn eller kost, via sina enheter. "
Läs mer: Konsumenter som bärbar teknik men oroar sig för datasäkerhet»

Upptäckande av sjukdom
En personlig medicinsk erfarenhet visade Snyder värdet av sin forskning.
"Förra året hjälpte jag min bror att lägga staket i ett lymeinfekterat område i Massachusetts", sa han. "Två veckor senare när jag flyttade till Norge märkte jag att syrehalten i blodet var mycket lägre än normalt, och de återvände inte till normala vid landning.

"Dessa upptäcktes båda med hjälp av [de sju] bärbara enheterna. Jag visste att det här inte var rätt och misstänkt att jag skulle bli sjuk. Under de närmaste dagarna utvecklade jag en lågkvalitativ feber och besökte sedan en läkare i Norge som gav mig doxycyklin, vilket rensade infektionen. Lyme-sjukdomen bekräftades därefter. "

Snyder var imponerad av att de bärbara biosensorerna pekade på en infektion innan han visste att han var sjuk. "Wearables hjälpte till att göra den första diagnosen", sa han.

Senare analys bekräftade hans misstanke om att avvikelserna från hans normala hjärtfrekvens och syrgasnivåer på flygningen till Norge faktiskt hade varit onormala.

Snyder team skrev ett program för data från en smart klocka som heter Change of Heart för att upptäcka avvikelser från deltagarnas baslinjemätningar och att känna av när människor blev sjuk.

Enheterna kunde upptäcka förkylningar såväl som hjälp att identifiera Snyder utveckling av Lyme sjukdom.

Det mest avgörande värdet av biosensorer kan vara deras tidiga varningspotential.

Stanford-forskarna säger att deras studier pekar på den viktiga möjligheten att identifiera inflammatorisk sjukdom hos personer som kanske inte ens vet att de blir sjuk.

Data från flera ämnen visade att högre än normala nivåer för hjärtfrekvens och hudtemperatur korrelerade med ökade nivåer av C-reaktivt protein i blodprov. C-reaktivt protein, ett immunsystem markör för inflammation, indikerar ofta infektion, autoimmuna sjukdomar, utveckling av hjärt-kärlsjukdom eller till och med cancer.

Snyder egna biosensorer avslöjade tre olika slag av sjukdom och inflammation, förutom infektionen i Lyme-sjukdomen. Hans apparater visade också att han inte kände till en annan infektion tills han såg sin sensordata, vilket avslöjade en ökad nivå av C-reaktivt protein.

Läs mer: Ny teknik tillåter forskare att rikta sig mot hiv, cancerceller »

Tidiga tecken på sjukdom

Butte säger att andra sjukdomar kan upptäckas med biosensorer.

"Många av dessa enheter fokuserar på vitala tecken, såsom puls och kroppstemperatur, så sjukdomar som förändrar dem kan vara enklast att upptäcka, som smittsamma sjukdomar eller till och med reproduktionsstörningar," sa han. "Flera kroniska sjukdomar är kända att presentera med frekventa" flares "som multipel skleros och inflammatorisk tarmsjukdom. Och kanske kan de upptäckas tidigare för att möjliggöra korrigerande terapi. Psykologiska eller humörstörningar kan också upptäckas. "

På UCSF-institutet för beräkningshälsovetenskap använder Butte och hans kollegor all tillgänglig data på patienter för att utveckla diagnostik eller terapi, eller helt enkelt för att bättre förstå sjukdomar.

Några exempel på sensorns arbete är Health eHeart-studien, som tittar på hjärtfrekvens och hjärtrytm för att upptäcka hjärtsjukdomar tidigare, sa han.

UCSF-forskare, patienter och familjer tittar också på mer sofistikerade typer av sensorer, säger Butte, som glukosmonitorer som ges till personer med typ 1-diabetes och lär sig från dessa mätningar.

"Förutom de sensorer som faktiskt rör kroppen, har smarta telefoner också stora kameror, och det finns jobb att använda de kamerorna och bilderna för att diagnostisera sjukdomar tidigare", menade Butte. "Jag tror att om man kan komma till kroppsvätskor, som blod, saliv och urin, finns det ett mycket bredare spektrum av detekterbarhet. "

UCSF har också ett centrum för digital hälsa innovation där mer av dessa teknologier utvecklas, sa han.

Snyder tittade på de praktiska aspekterna av att använda sensoruppsamlade hälsodata.

"Den insamlade informationen kan hjälpa din läkare, även om vi kan förvänta oss några första utmaningar när det gäller att integrera data i klinisk praxis," sa han. "Vissa patienter kanske vill skydda integriteten i deras fysiologiska data, eller kanske bara delar del av det.

"Vi försöker genomföra datadriven hälsa - använder data för att följa människor när de är friska och upptäcker då när de blir sjuk så tidigt som möjligt.”