智慧手錶背後更珍貴的數據價值,哈佛專家如何研究穿戴裝置幫助辨識 COVID-19 早期跡象?

作者 | 發布日期 2020 年 06 月 16 日 16:50 | 分類 穿戴式裝置 , 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


智慧手錶除硬體各式感測器的精準偵測幫助人們實現健康與健身的樂活目標,其背後持續監測所累積的數據更可成為醫療研究的重要資源。尤其人們透過智慧手錶掌握血氧飽和度(SpO2,血液中氧濃度含量)等生理數據,從中得知身體即時變化,評估自我體能狀態。現在更有學術機構投入,研究智慧手錶所蒐集的生理數據是否能幫助辨識 COVID-19(嚴重特殊傳染性肺炎,俗稱武漢肺炎)的早期跡象。

血氧飽和度對日常健康有何關係?

以血氧飽和度來看血液中的氧氣交換程度,台大醫學院緊急醫療研究中心主任孫維仁接受《科技新報》專訪指出,在血氧濃度計偵測下,一般人血氧飽和度正常值是在 95% 以上,低於 95% 就有缺氧情形,要注意身體異狀;若是降至 90% 以下,則有病態的缺氧現象,例如感染肺炎等 COPD(Chronic Obstruction Pulmonary Disease,慢性阻塞性肺疾病)症狀、甚至窒息,嚴重的話恐有生命危險,世界衛生組織統計全球每年約有 300 萬人死於 COPD。除此之外,有打呼、甚至是睡眠呼吸中止症的人,睡眠過程中換氣量不足,容易有低血氧的狀況,影響睡眠品質,這些情況在在顯示血氧飽和度對一般人的重要性。

▲ 台大醫師孫維仁認為,運用智慧手錶掌握個人生理數據,更能即時作出反應。

醫院所用的血氧濃度計雖然量測精準,但一般人家中少有準備,更別提隨身攜帶。而搭載血氧功能的智慧手錶、健身手環等,便於使用者隨時隨地追蹤自己身體的生理數據,甚至全天候 24 小時監測。不僅記錄個人現況,甚至有提前預警作用,例如潛在患者就能透過智慧手錶的血氧飽和度自我監測,免於病症漸漸發作卻未即時獲知。

專家投入研究智慧手錶辨識 COVID-19 早期跡象

智慧手錶設計目的不全是監測疾病,但在醫療領域的應用上卻發光發熱。如今來自世界頂級大學與醫療機構的專家正在積極研究,智慧手錶能否幫助辨識 COVID-19 的早期跡象。

哈佛醫學院內科醫師 Andrew Ahn 針對美國麻州研究 COVID-19 疫情管理,這段期間他手上有超過 50 人的 COVID-19 確診患者。從他的臨床經驗發現,部分患者的症狀變化非常劇烈,初期會有發燒、發冷、疲倦、呼吸急促、咳嗽,然後失去嗅覺與味覺;但在非常短的時間內倒下、急速缺氧,對於人工呼吸器的需求相當急迫。也有少部分患者幾乎沒有感受到呼吸急促或者任何缺氧症狀,這種情況他稱為「快樂缺氧」(Happy Hypoxics);儘管他們的血氧飽和度低至 70%~80%,似乎沒有承受太大的生理壓力,但顯然病況嚴重。

多數對於 COVID-19 的了解來自於到院的患者,這些患者已經發病到相當程度才就診,但其實這些人僅占整體 COVID-19 患者的極小部分。然而還有許多 COVID-19 患者看起來僅有輕微症狀,若不以為意也就沒到醫院就診,後來一旦病情惡化將會相當劇烈、甚至死亡。

▲ 哈佛醫師 Andrew Ahn 研究 COVID-19 疫情管理,第一線觀察患者病況。

為了了解那些未知、輕微症狀而未前往醫院,導致錯過黃金治療期的患者生理數據變化,以找出與 COVID-19 的關連性。Andrew Ahn 以及哈佛醫學院、麻省理工學院、柏克萊加州大學的研究組織,就與國際非營利組織 PhysioQ 以及 Garmin 展開合作計畫,由 PhysioQ 打造健康數據管理平台 NEO,並在使用者同意授權的前提下,將用戶藉由 Garmin 手錶蒐集的數據資料去識別化,以 API 形式串接至 NEO 平台,無償提供給研究組織加以分析。如此一來不僅大幅縮短醫療研究人員蒐集臨床數據的時間,用戶還能連結家人資料,觀測全家人即時且持續性的生理數據走向,作為日常健康參考。

為此 PhysioQ 與 Garmin 號召眾人之力,參與這次 NEO 援助 COVID-19 研究計畫,幫助全世界共同破解新型冠狀病毒。

▲ PhysioQ 創辦人暨產品總監彭擎表示首次與 Garmin 合作,號召用戶貢獻生理數據幫助 COVID-19 研究。

Garmin Health 事業體亞洲區專案業務經理徐宏修接受《科技新報》專訪也指出,Garmin 於泰國、義大利與合作夥伴針對 COVID-19 進行相關應用,透過智慧手錶監測醫護人員、患者或隔離對象,蒐集數據以觀察症狀;此外在德國,則以地理資料結合生理數據分析疫情熱點,由使用者提供郵遞區號產生活動範圍,當系統發現某個地區的平均生理數值出現變化,進一步可推論確診患者增加、恐有病毒大流行,藉以提醒使用者小心防護。

醫療學者:健康不該憑感覺

智慧手錶蒐集生理數據的醫療應用不止於此,台大醫神團隊目前正運用智慧手錶與空氣盒子等裝置,記錄下特定患者的生理數據,同樣以 API 串接至資料庫,與患者病例做 AI 分析,從中探討疾病的發生是否與環境、生活形態有關連性。

台灣大學生醫電子與資訊學研究所教授、同時也是台大醫神計畫主持人之一的賴飛羆進一步觀察,疫情期間需要居家隔離、居家檢疫的對象若能佩戴智慧手錶,蒐集血氧飽和度等生理數據,當有數據波動對觀察對象就很重要,若是血氧飽和度不斷下降發出警告,可讓醫療機構及早反應,啟動關懷機制甚至要求就醫檢查與治療。若運用智慧手錶遠距觀察患者的健康情形,就有科學化數據可以了解他們,非憑患者個人感覺說出自身健康狀況。

孫維仁認為,市面上常見的健身手環多為運動用途,計算每天走了多遠、多少步,鼓勵達成自己設下的運動目標。但容易忽略走上萬步,使得膝蓋磨損、血氧降低,自己卻不自知。原本想要糾正生活形態,但達成運動目標身體卻超出負擔。應思考結合時時監測的心率、呼吸、血氧飽和度等生理數據,在活動當下綜合評估,對使用者的幫助更大。

(圖片來源:Garmin)