Aunque puede ser tentador confiar en su rastreador de actividad física para detectar los primeros signos de COVID-19, los investigadores de la Universidad de Northwestern advierten que los dispositivos portátiles de consumo no son lo suficientemente sofisticados como para controlar la complicada enfermedad.
El equipo de Northwestern, dirigido por el pionero de la bioelectrónica John A. Rogers, publicó una perspectiva hoy 1 de julio en la revista Avances científicos , en el que diferencian entre la electrónica de consumo popular y los sistemas de monitoreo de grado clínico.
Rogers fue coautor de la perspectiva con el Dr. Shuai Xu, un dermatólogo de Northwestern Medicine, y Hyoyoung Jeong, un becario postdoctoral en el laboratorio de Rogers.
"Según el Revista de la Asociación Médica Americana dijo, los tres primeros síntomas más importantes para COVID-19 son fiebre, dificultad para respirar y tos ", dijo Rogers." Para una tecnología portátil, desea rastrear esos síntomas clave. Un dispositivo portátil convencional, como un rastreador de ejercicios, se sienta en la muñeca o el dedo, no en la ubicación anatómica más relevante para COVID-19 ".
La primavera pasada, el grupo Rogers y los investigadores de Shirley Ryan AbilityLab introdujeron un nuevo dispositivo portátil y un conjunto de algoritmos de datos diseñados específicamente para detectar signos y síntomas tempranos asociados con COVID-19 y para monitorear a los pacientes a medida que la enfermedad progresa.de un sello postal, el dispositivo inalámbrico suave y flexible se encuentra justo debajo de la muesca supraesternal, la inmersión visible en la base de la garganta, un lugar ideal para controlar la salud respiratoria.
Más recientemente, el equipo de Rogers agregó un oxímetro de pulso flexible y portátil para emparejarse con el dispositivo montado supraesternal. Esto permite a los médicos monitorear continuamente la hipoxia silenciosa, una característica a menudo asintomática marcada por niveles alarmantemente bajos de oxígeno en la sangre. Agregar esta característicaayudar al dispositivo y a los algoritmos que lo acompañan, dar una imagen más completa del inicio, la progresión y la respuesta de la enfermedad al tratamiento.
"El dispositivo mide vibraciones muy pequeñas en la piel y tiene un sensor de temperatura integrado para la fiebre", dijo Rogers. "Cuando tose y respira, cuenta la tos, controla la intensidad de la tos y detecta la respiración dificultosa. La ubicación en ella garganta también está lo suficientemente cerca de la arteria carótida como para poder medir las firmas mecánicas del flujo sanguíneo, monitoreando la frecuencia cardíaca ".
"Este sistema sensor detecta los síntomas clave de COVID-19, con el objetivo de identificar la infección antes en los pacientes", dijo Xu. "Es un conjunto de sensores de grado clínico envueltos en un pequeño dispositivo. Y una vez que se coloca en elgarganta, la gente ni siquiera se da cuenta de que está allí "
Rogers es profesor de Ciencia de Materiales e Ingeniería Biomédica de Louis Simpson y Kimberly Querrey en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern, profesor de cirugía neurológica en la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad de Northwestern y director del Instituto de Bioelectrónica Querrey Simpson QSIB.
Xu es profesor asistente de dermatología en Feinberg y de ingeniería biomédica en McCormick. También es el director médico de QSIB.
Diferencias entre pacientes con COVID-19 y controles sanos
Desde el lanzamiento del dispositivo en abril, el equipo lo probó en 52 médicos, enfermeras, especialistas en rehabilitación y pacientes positivos para COVID-19 en Shirley Ryan AbilityLab y Northwestern Memorial Hospital. El dispositivo se probó tanto en el hospital como en el hogar.
De estas pruebas, Rogers y su equipo han recolectado 3,000 horas de datos, lo que continuará fortaleciendo los algoritmos del dispositivo. Eventualmente, los algoritmos de aprendizaje automático se volverán lo suficientemente inteligentes como para distinguir entre una tos COVID y más tos benigna dealergias, resfriados o sequedad. El equipo espera evaluar 500 sujetos para fin de año.
"Ya estamos viendo claras diferencias en los signos vitales recopilados por el sensor entre pacientes con COVID-19 y controles sanos", dijo Arun Jayaraman, investigador científico asistente de Shirley Ryan AbilityLab, quien lidera el desarrollo del algoritmo "Nosotros"estamos trabajando juntos para desarrollar algoritmos predictivos para detectar la enfermedad antes "
el cirujano torácico controla de forma remota a los pacientes
El Dr. Ankit Bharat, jefe de cirugía torácica de Northwestern Medicine que realizó el primer trasplante de doble pulmón en un paciente con COVID-19 en los Estados Unidos, está probando activamente el dispositivo en sus pacientes pulmonares. El dispositivo transmite datos de forma inalámbrica a unNube protegida por HIPAA, donde los algoritmos automatizados producen resúmenes gráficos diseñados para facilitar el monitoreo rápido y remoto. Esto le permite a Bharat continuar monitoreando a sus pacientes mucho después de que hayan sido dados de alta del hospital.
"Ha proporcionado información valiosa sobre el estado respiratorio de cada paciente", dijo Bharat. "Esperamos que a medida que ganemos experiencia con este dispositivo, mejore en gran medida nuestra capacidad de monitorear a los pacientes de forma remota. Bajo las circunstancias de la pandemia, monitoreo remotolas capacidades mejoran la eficiencia en la atención médica al tiempo que aumentan la protección de los trabajadores de la salud contra el virus ".
Investigación y despliegue continuos
Para acelerar la fabricación y el despliegue, Rogers y Xu lanzaron la nueva empresa de tecnología Sonica Health, basada en la propiedad intelectual IP desarrollada conjuntamente por Northwestern y Shirley Ryan AbilityLab. La IP relacionada con este proyecto ha sido opcional a través de la Oficina de Innovación y Nuevas Empresas de NorthwesternEl esfuerzo cuenta con el apoyo de la Autoridad de Implementación de Investigación Avanzada Biomédica BARDA, parte de la Oficina del Subsecretario de Preparación y Respuesta del Departamento de Salud y Servicios Humanos de los EE. UU.
Sonica Health se asoció anteriormente con BARDA para la tecnología centrada en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica EPOC. Ahora, la asociación se ha expandido para centrarse en la detección temprana de COVID-19 y otras infecciones respiratorias en poblaciones clínicas de alto riesgo y, en colaboración con otrospinout de QSIB, Sibel Health, para proporcionar el sensor de oximetría de pulso.
Con el apoyo de BARDA, Sonica Health y Sibel Health presentarán conjuntamente el dispositivo y los algoritmos asociados para la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos FDA a fines de este mes. El objetivo general es una plataforma aprobada por la FDA que advierta con anticipación COVID-19contracción, lo que ayuda a reducir la transmisión del virus.
Este trabajo fue apoyado por el Programa de Notificación Temprana para Actuar, Controlar y Tratar de Biomedical Advanced Research and Development DRIVe 75A50119C00043.
Nota del editor: Rogers, Xu y Northwestern tienen intereses financieros en Sonica Health y Sibel Health.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Original escrito por Amanda Morris. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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