Smartwatche, które potrafią przewidzieć chorobę Parkinsona

Autor: Getty Images

Jako główny anestezjolog w Szpitalu Uniwersyteckim CHUV, Patrick Schoettker jest zbyt świadomy powikłań, które mogą nastąpić po długotrwałej operacji pod znieczuleniem ogólnym. Szybka utrata krwi podczas operacji może wywołać u pacjenta szok, wywołując nagłe i niebezpieczne spadki w przepływie krwi przez organizm. Jednak u pacjentów mogą się jeszcze pojawić silne problemy z płucami po wielu godzinach głębokiej sedacji, powikłanie, które odpowiada za jedną czwartą wszystkich zgonów w ciągu pierwszych sześciu dni operacji. Takie nieszczęścia zdarzają się czasem przez leżące u podstaw słabości w ludzkiej fizjologii, które nie zostały wykryte. A co, jeśli szpitale miałyby szybki, tani sposób na badania przesiewowe przed ważnymi procedurami?

Schoettker I jego koledzy przeprowadzają doświadczenie, które polega na zakładaniu pacjentom smartwatchów znane jako Masimo W1 na parę tygodni przed konsultacją przedoperacyjną. Dane, które są gromadzone, są wykorzystywane w celu dokonania oceny ich stanu zdrowia. W1 zapewnia stałe odczyty tętna, częstotliwości oddechów, tlenu we krwi, pulsu, a nawet poziomu nawodnienia, wszystko z dokładnością medyczną. Schoettker porównuje cały ten zlepek informacji do „cyfrowego bliźniaka” i wierzy, że może pomóc w ratowaniu ludziom życia. „Mamy zamiar użyć tych danych uzyskanych przed operacją, aby przewidzieć możliwe przed lub pooperacyjne powikłania i działać na nie w prewencyjny sposób” - mówi Schoettker.

To jest tylko jeden przykład jak dynamiczny rynek smartwatchów – niektóre analizy przewidziały, że do 2027 r. sprzedanych będzie ponad 400 milionów smartwatchów – otwiera nową, odważną epokę profilaktyki zdrowotnej. Masimo, Apple, Samsung, Withings, FitBit i Polar opracowały zegarki będące w stanie zapisać nadzwyczajną ilość danych, umożliwiając pomiary takie jak jakość snu, ciśnienie krwi, zmienność rytmu serca oraz poziomy nasycenia krwi tlenem – wskaźnik tego, jak dobrze pracuje serce i płuca – do śledzenia w czasie rzeczywistym.

Niektóre smartwatche są w stanie wykazać wczesne oznaki choroby Parkinsona do siedmiu lat przed jego zdiagnozowaniem. Autor: Getty Images

Gosia Wamil, specjalistka kardiologii w Mayo Clinic Healthcare w Londynie, mówi, że te informacje już teraz pomagają i alarmują lekarzy o potencjalnych chorobach zdrowotnych, umożliwiając im wcześniejsze działania. „Coraz więcej pacjentów jest chętnych do używania swoich smartwatchów, aby pozyskać niektóre dane, a następnie przynieść nam wydruki i wyniki” - mówi Wamil. Wtedy jesteśmy w stanie prowadzić dalsze postępowanie i potwierdzić te zaburzenia.

Jak dotąd, część z największych aplikacji powiązana została ze zdrowiem serca. W kwietniu tego roku jedno badanie odkryło, że pomiary elektrokardiogramu (EKG) – odczyty aktywności elektrycznej serca – uzyskane ze smartwatcha mogłyby wiarygodnie wykryć dodatkowe bicia serca u zdrowych osób w wieku od 50 do 70 roku życia. Może być to znak ostrzegawczy przed bardziej poważnym stanem, migotanie przedsionków, gdzie serce zaczyna bić nieregularnie albo bicie przyśpieszy, wymykając się spod kontroli bez ostrzeżenia.

Jest nadzieja, że dane zebrane przez smartwatche mogłyby wkrótce pomóc w zmniejszeniu ryzyka pojawienia się powikłań podczas operacji. Autor: Getty Images   

Inne badania wykazały, że algorytmy sztucznej inteligencji mogą używać odczytów Apple Watch ECG, aby wykrywać u ludzi niską frakcję wyrzutową – ilość krwi, którą twoje serce pompuje za każdym razem, kiedy bije, co może być kluczowym znakiem ostrzegawczym przed niewydolnością serca – z 88% dokładnością. Wamil opowiada, że ta kombinacja platform uczenia maszynowego oraz dane pozyskane ze smartwatcha mogą okazać się rewolucyjne dla pacjentów z wszelkiego rodzaju chorobami serca. 

„W klinikach kardiologicznych spotykamy się z pacjentami, skarżącymi się na kołatanie serca, a my posiadaliśmy takie taśmy, które nakładaliśmy pacjentom na klatkę piersiową i rejestrowaliśmy ich EKG przez 24 godziny” - mówi Wamil. „Bardzo często pacjenci mogą nie wykazywać objawów w ciągu tych 24 godzin. Jednak przy pomocy smartwatchów, kiedy pacjent będzie doświadczać objawów, może wcisnąć przycisk na swoim urządzeniu, pozyskać EKG i nam je pokazać”.

Wamil mówi, że to już teraz prowadzi do leczenia profilaktycznego, umożliwiając kardiologom przepisanie leków na rozrzedzenie krwi pacjentom z objawami nieregularnego bicia serca, aby zapobiec udarom. Ciekawi ją też to czy dane te mogą być zastosowane, by zapobiec niektórym powikłaniom sercowo – naczyniowym, jakie doświadczają pacjenci z cukrzycą drugiego typu.

Jest nadzieja, że dane zebrane przez smartwatche mogłyby wkrótce pomóc w zmniejszeniu ryzyka pojawienia się powikłań podczas operacji. Autor: Getty Images  

„Powodem, dla którego ludzie z cukrzycą żyją krócej, jest to, że są o wiele bardziej narażeni na rozwinięcie się problemów z sercem” - mówi Wamil. „Mamy nadzieję, że w przyszłości te dane będą mogły zostać wykorzystane do wykrycia wczesnych objawów, aby ostrzec pacjentów i lekarzy o ich ryzyku zawału serca i udaru w przyszłości”. 

Przewidywanie problemów neurologicznych

Jednak wiele aplikacji smartwatchów może wykraczać o wiele dalej poza sercem. W lipcu 2023 r. badacze z Cardiff University opublikowali badanie, używając danych od ponad 100,000 ludzi, którzy otrzymali smartwatcha na tydzień. Wyniki ujawniły, że możliwe było wykrycie u osób oznak choroby Parkinsona do 7 lat przed diagnozą lekarską. Zostało to dokonane poprzez wykrycie drobnych nieprawidłowości w ich rytmie chodzenia, mierzonym przez czujniki ruchu urządzenia. 

Cynthia Sandor, która przeprowadziła badanie, wierzy, że możliwe byłoby wykazanie tych objawów nawet wcześniej poprzez połączenie danych ruchu wraz z innymi pomiarami smartwatcha, takimi jak jakość snu, o której wiadomo, że jest zaburzona u ludzi, u których choroba się rozwija. „W przypadku choroby Parkinsona, diagnoza jest poprzedzona długą fazą, w której to objawy, takie jak drobne zmiany motoryczne, stają się widoczne” - mówi Sandor. „Odkryliśmy, że najbardziej przewidująca cecha spowalniała ruch podczas lekkiej aktywności fizycznej, zbyt subtelna, aby osoby mogły to same dostrzec”. 

Sandor wierzy, że ta informacja mogłaby być wkrótce wykorzystana, żeby zwerbować osoby do badań lekarskich. Jedną z teorii dotyczących tego, dlaczego efektywne leczenie Parkinsona okazało się nieuchwytne, jest to, że pacjenci są diagnozowani na etapie, w którym doszło już do poważnego uszkodzenia mózgu, a łatwiej było by spowolnić lub nawet cofnąć chorobę we wcześniejszym etapie. „Mamy nadzieję, że narzędzia do wczesnych badań przesiewowych oparte na danych ze smartwatchów mogą wcześnie diagnozować ludzi, co potencjalnie umożliwi, że badania nad leczeniem neuroprotekcyjnym okażą się sukcesem” - mówi.

Ma się nadzieję również na to, że smartwatche byłyby w stanie wkrótce któregoś dnia pomóc ludziom, żyjącym z chorobami przewlekłymi, takimi jak epilepsja poprzez zapewnienie im wczesnych sygnałów, które ostrzegałyby o nadchodzącej padaczce. Upadki oraz poważne wypadki, będące wynikiem padaczki, są znanymi czynnikami ryzyka dla osób, którzy żyją z epilepsją. „Niepewność związana z tym, kiedy padaczka może nastąpić, jest najtrudniejszym aspektem życia z epilepsją” - mówi Aileen McGonigal z Queensland Brain Institute. „Prognozowanie padaczki jest jeszcze jednak na wczesnym etapie”.

McGonigal jest zainteresowana tym czy specjalne wersje prototypowe smartwatchów Empatica przeznaczone do badań mogą pomóc w przewidywaniu padaczki. W nadchodzącym projekcie badawczym stosuje algorytmy sztucznej inteligencji do kombinacji strumieni danych. Należą do nich zmienność rytmu serca, temperatura skóry, wzorce ruchowe ciała oraz zmiany w przewodnictwie elektrycznym skóry z powodu pocenia się, które odzwierciedla zmiany w autonomicznym układzie nerwowym organizmu. Każde z tych parametrów może być mierzone przez zegarek. 

„Naszym celem jest analiza wzorców w godzinach poprzedzających padaczkę”- mówi McGonigal. „Najlepsi badacze napadów i lekarze chcieliby, aby pacjenci byli w stanie przewidzieć, kiedy napady prawdopodobnie nastąpią, co może umożliwić odpowiednie dostosowanie leczenia, wliczając w to różne dawki leków i przystosowanie codziennych aktywności, aby zmniejszyć ryzyko upadków i ran, związanych z padaczką” - mówi.

Jednak w czasie, kiedy są spore emocje związane z tym, co potęga kombinacji algorytmów sztucznej inteligencji oraz coraz dokładniejsze pomiary zakładanych urządzeń będą w stanie osiągnąć, niektórzy lekarze obawiają się tego, że mogą wystąpić fałszywe wyniki. Istnieją obawy, że nadużycie smartwatchów może doprowadzić do wzrostu niepokoju u pacjenta, jak również do testowania zasobów już i tak przeciążonych systemów opieki zdrowotnej.

Niektóre smartwatche mogą wykonywać EKG na żądanie. Autor: Getty Images            

„Technologia pomaga medycynie na wiele różnych sposobów”- mówi Jeremy Smelt, konsultant torakochirurgiczny w St George's Hospital NHS Foundation Trust. „Jednym z nich jest wczesne wykrycie problemów, a nawet ratowanie życia. Jak w przypadku wszystkich technologii, smartwatche muszą być wypróbowane i przetestowane. Fałszywe wyniki spowodują niepokój i skończy się to na tym, że ludzie będą chodzić do lekarza pierwszego kontaktu wtedy, kiedy nie trzeba. Jednak są one też interesujące dla osób z chorobami zdrowotnymi i mogą przyczynić się do zaoszczędzenia pieniędzy służb zdrowia dzięki wczesnemu odbieraniu rzeczy” - mówi. 

Lecz gdy smartwatche stają się bardziej wyszukane, a producenci wymyślają coraz więcej sposobów na uzyskanie licznych danych o ludzkim organizmie, lista potencjalnych zastosowań profilaktycznych w ochronie zdrowia będzie się tylko wydłużać. Prezes Masimo, Joe Kiani, już teraz skupia się stworzeniu kolejnej możliwości dla smartwatchów swojej firmy: przewidywanie ataków astmy. „Posiadamy pomiar dla wysiłku oddechowego” - mówi Kiani. „Jesteśmy w stanie powiedzieć, kiedy masz problemy z oddychaniem z powodu wzrostu częstotliwości oddychania, wzrostu tętna… wszystko, co próbuje zrekompensować brak tlenu, który przyjmujesz”- mówi. „Dziwne jest to, że przez ostatnie 50, 60 lat wszyscy posiadaliśmy w domu termometr, który pomagał nam zdecydować, co robić [kiedy jesteś chory]. Teraz będziemy mieć bogaty zasób informacji, który pomoże ludziom trzymać się z dala od oddziałów ratunkowych i wciąż zadbać o odpowiednią opiekę”.