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可穿戴传感器“监测”身体 能告诉你有没有生病

2017-01-14 09:08
小伊琳
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据斯坦福大学医学院科研人员的一项研究,可穿戴传感器能够监测心率、活动、体温和其它能够揭示一个人体内变化的变量,包括感染、炎症、甚至胰岛素抵抗的发生。

正在进行的研究,有一个重要的组成部分是为每一个人建立一系列的正常或基准值,当他们生病的时候可以作为参数。“我们想要针对每一个个体进行研究,”遗传学教授迈克尔 斯奈德说。

斯奈德是这项研究的资深作者,这篇论文发表在1月12日出版的《PLOS生物学》期刊上。博士后学者Xiao Li,Jessilyn Dunn,和软件工程师Denis Salins共同完成了这篇文章。

该团队一共收集了来自60个人的20亿个测量数据,包括每一个参与者的可穿戴生物传感器设备上的连续数据,来自他们的血液化学、基因表达的实验室测试的周期数据以及其它测量数据。参与者佩戴1到8个运动监测器和其它监测器,每天收集超过25万个测量数据。研究团队收集了体重、心率、血氧、体温、活动(包括睡眠、步数、步态、骑自行车和跑步)、卡路里消耗、加速度、甚至包括暴露于伽马射线和X射线的数据。

“我对所有收集到的数据,都有非常深刻的印象,” 斯克里普斯研究所的基因组学教授埃里克 托普说,他没有参与该研究。“这项研究用到了大量的传感器,而且从每个人身上收集到了大量不同的数据。”

研究表明,对每个人给定一个基准范围值,就可以监测偏离正常值以及这些偏离与环境条件、疾病或其他影响健康的因素之间存在的关联。偏离正常值的特殊模式与特定的健康问题有关系。设计一种算法,研究这些变化的模式,有助于临床诊断和研究。

该研究是斯坦福大学医学院专注精准医疗研究的一个例子,他们的目标是,对健康人预测和预防疾病,对病人精确地诊断和治疗疾病。

一个意想不到的诊断

去年,全家飞往挪威度假,在长途飞机上,斯奈德注意到他的心率和血氧水平发生了变化。作为这项数字健康研究的60个参与者之一,他当时佩戴了7个生物传感器。从以前的旅行中,斯奈德了解到在飞机飞行途中,他的血氧水平通常会下降,在飞机刚起飞的时候,心率会加快,这种现象在其他参与者身上也会发生。但是长途飞行结束,飞机降落后,这些数据就会回到正常范围。但这一次,他的数据没有回到正常值。身体一定是出现了情况,当斯奈德出现发烧和其它疾病征兆的时候,他并没有非常吃惊,已经有了心里准备。

两周前,他一直在帮他在马萨诸塞州农场的哥哥建围栏,所以他最担心的是,他可能被蜱虫咬伤而且感染莱姆病。在挪威,斯奈德说服医生给他开了多西环素,这是一种治疗莱姆病的抗生素。随后的试验证实,斯奈德的确感染了莱姆病。

在他知道自己生病之前,可穿戴传感器就发现了他被感染,斯奈德对此印象深刻。“可穿戴传感器能够帮助早期诊断”,他说。后来的数据分析证实了他的怀疑,在飞往挪威的长途飞机上心率和血氧水平偏离了正常值,这个结果的确存在异常,应该得到重视。

“在疾病发生之前,你可以通过监测发现你被病毒感染,” Topol说。

可穿戴设备的未来

在看医生的时候,患者会被测量血压和体温,但是这些数据每一年或两年才采集一次,而且往往被忽视,除非这些结果偏离了正常值,否则不会引起注意。但是生物医学研究人员的设想和规划是,对人类健康进行持续监测。

斯奈德说:“汽车上的传感器比人身上还要多”。在未来,他希望这种情况能够得到扭转,人身上的传感器应该比车上多。消费者已经购买了大量的可穿戴设备,包括5千万个智能手表和2千万个健身监测器。大多数的监测器用于监测活动数据,但是,它们很容易就可以被调整成能够直接监测健康数据的设备,斯奈德说。

用精准医疗的方法,每一个人都可以知道他或她的几十项正常基准数据。自动数据分析可以发现奇异数据点,这表示出现了健康风险,需要提供干预、预防或者治疗的方法。

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