Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv en Stanford University hebben ontdekt dat smartwatches met biomarkers die een vroege detectie van besmettelijke ziekten mogelijk maken, de verspreiding van infecties kunnen voorkomen. Tijdens hun onderzoek, dat twee jaar in beslag nam, lag de focus op drie infectieziekten, COVID-19, de griep en groep A streptokokken (GAS).
Het onderzoek stond onder leiding van professor Dan Yamin, hoofd van het Lab for Digital Epidemiology and Health Analytics, en professor Erez Shmueli, hoofd van het Big Data Lab, beiden werkzaam aan de industriële ingenieursschool van Tel Aviv. “Vroege diagnose kan van cruciaal belang zijn voor het teweegbrengen van gedragsveranderingen, zoals minder sociale contacten, wanneer de ziekte het meest besmettelijk is,” aldus Yamin. De resultaten van het onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in Lancet Regional Health, Europe
Tijdig testen
Bijna alle infectieziekten beginnen in stilte en verergeren geleidelijk totdat de klinische symptomen verschijnen. In deze periode beslissen mensen hoe ze hun sociale activiteiten aanpassen en wanneer ze diagnostisch onderzoek en behandeling zoeken. In de praktijk bleek dat zelfs nadat mensen hun eerste symptomen hadden gemeld, ze het testen uitstelden. Dit gedrag is een belangrijke drijfveer voor het ontstaan van een pandemie.
Smartwatch monitort symptomen
Tijdens het onderzoek droegen 4.795 Israëli's ouder dan 18 jaar een smartwatch die continu belangrijke fysiologische parameters controleerde, waaronder hartslag en hartslag. Daarnaast beantwoordden de deelnemers dagelijks een reeks vragen over hoe ze zich fysiek en mentaal voelden, inclusief of ze specifieke symptomen voelden. Ze ontvingen ook thuistestkits voor de drie ziekten, die ze naar eigen goeddunken gebruikten.
Gedurende de twee jaar verzamelden de onderzoekers 800.000 vragenlijsten; deze gegevens werden vergeleken met parallelle gegevens van de smartwatch. In totaal omvatten de data van het onderzoek 490 episodes van influenza, 2.206 episodes van COVID-19 en 320 episodes van GAS.
Tijd tussen besmetting en diagnose
De onderzoekers bouwden vervolgens speciale modellen die de drie tijdstippen na blootstelling aan een infectieziekte identificeerden. Zo bleek in het geval van een COVID-19 besmetting de hartslag van de patiënt 96 uur na blootstelling te veranderen. Daarna duurde het nog 34 uur voordat de persoon symptomen opmerkte en pas 64 uur later werd de thuistest gebruikten om de ziekte te bevestigen.
In de periode tussen de besmetting en de thuistest veranderden deze patiënten hun socale gedrag nog niet, waardoor ze de ziekte bleven verspreiden. “We ontdekten dat mensen gemiddeld de test uitvoerden en hun gedrag veranderden toen de ziekte al over zijn hoogtepunt heen was” en de kans om anderen te besmetten kleiner was, zei Shmueli. De proefpersonen wachtten ook gemiddeld 68 uur voordat ze zichzelf testten op griep en 58 uur op GAS. “De vertraging tussen de digitale diagnose en het testen is dus extreem cruciaal,” aldus Shmueli.
Verspreiding voorkomen met smartwatch
Een digitale diagnose, zoals gebruik te maken van een smartwatch met biomarkers kan de verspreiding van infectieziekten aanzienlijk verminderen, omdat mensen hun sociale gedrag dan eerder aanpassen. Als dit gebeurt, dan zouden mensen met COVID, die normaal gemiddeld drie mensen besmetten, minder dan één andere persoon besmetten. Wanneer het bekende R-getal (besmetting coëfficiënt) onder de 1 blijft, en elke zieke persoon dus minder dan een andere persoon besmet, sterft de ziekte snel uit. Daardoor kan een mogelijke pandemische uitbraak van de ziekte voorkomen worden.
Bovendien is een vroege diagnose ook cruciaal voor een effectieve behandeling, aldus de onderzoekers. Bestaande behandelingen voor COVID-19 zijn bijvoorbeeld alleen zeer effectief als ze in een vroeg stadium worden gegeven, waardoor ernstige ziekte, ziekenhuisopname en zelfs overlijden worden voorkomen.
“Infectieziekten vormen de grootste bedreiging voor een wereldwijde catastrofe. Mensen reizen over de hele wereld en kunnen zo nieuwe ziekten verspreiden. Moderne technologie kan ons helpen dit gevaar te bestrijden en effectievere strategieën voor de volksgezondheid te bedenken”, aldus de onderzoekers.“Smartwatches zijn een relatief nieuwe technologie, met een enorm potentieel. Er worden voortdurend steeds gevoeligere en nauwkeurigere draagbare sensoren ontwikkeld. Uiteindelijk kan dit een hulpmiddel met grote impact zijn om toekomstige pandemieën te voorkomen”, vertelt Yamin.
Het gebruik van een smartwatch voor de vroege detectie van een coronabesmetting is een ontwikkeling die tijdens de COVID-19 pandemie al onderzocht, en toegepast is. Zo ontdekten onderzoekers in 2022 dat een besmetting met het coronavirus met behulp van een zogenoemde AVA-wearable al twee dagen voordat de eerste klachten optreden kon worden herkend.
