Prima conflagrație mondială se apropia de final, în 1918, iar lumea întreagă își reconfigura politicile interne și externe în funcție de evoluțiile ultimilor 4 ani. Pierderile umane și materiale erodaseră încrederea societăților în viitor. În acest context, un dușman nou, cu o forță aproape la fel de mare precum evenimentele distructive ale războiului, își făcea apariția. Dușmanul era epidemia de gripă, care a început să se răspândească în anul 1918 și și-a încheiat periplul în 1919. Bilanțul a fost unul sumbru – peste 40 milioane de decese înregistrate la nivel mondial. Unele surse vorbesc chiar de aproximativ 70 milioane.
Istoria s-a repetat în perioadele 1957 – 1958, atunci când o nouă epidemie de gripă a debutat pe continentul asiatic. La finalul acesteia, în 1958, bilanțul a fost de aproximativ 2 milioane de decese. Parcurgând secolul XX, întâlnim o a treia epidemie de proporții, cea din Hong Kong, din anii 1968 – 1969, care a lăsat în urmă aproximativ 34.000 victime. Datele prezentate anterior evidențiază maniera în care o problemă de proporții continentale la începutul secolului XX a devenit, de-a lungul timpului, un aspect pe care populația globală îl tratează cu un minim de îngrijorare.
Ceea ce la începutul secolului XX reprezenta un dușman aproape la fel de periculos precum luptele de pe front, în anul 2019 reprezintă doar un motiv pentru un drum la farmacie.
Realitatea de azi și dispariția amenințării gripei sunt tributare dezvoltării tehnologiilor din domeniul medical. Secolul XX, pe lângă conflagrațiile mondiale și reașezările geopolitice substanțiale, pe lângă Războiul Rece și dezvoltarea instrumentelor de soft power statal, a adus în scenă cercetarea sistematică în domeniul farmaceutic. Descoperirile din a doua jumătate a veacului au determinat reducerea drastică a mortalității provocate de anumiți viruși, de anumite afecțiuni – așa cum împotriva efectelor gripei a fost dezvoltat, la jumătatea secolului trecut, vaccinul antigripal.
Evoluția tehnologiilor, alături de cercetarea în domeniu, au contribuit, de-a lungul timpului, la creșterea capacității sistemelor de sănătate de a asigura ocrotirea sănătății cetățenilor. Cu toate acestea, din cauza unor factori externi (precum schimbarea condițiilor mediului în care oamenii își desfășoară activitatea zilnică, creșterea volumului de radiații etc.) și a unor factori interni (precum alegerile ce conduc la perpetuarea unui stil de viață nesănătos), mortalitatea provocată de problemele de sănătate continuă să reprezinte un motiv de preocupare la nivel internațional.
Bolile secolului XXI
Organizația Mondială a Sănătății (OMS), prin intermediul birourilor naționale, colectează anual date referitoare la principalele cauze ale deceselor la nivel mondial. În raportul emis în anul 2018 (pentru anul 2016), OMS evidenția drept primele 10 cauze ale decesului: bolile cardiace, infarctul, bolile pulmonare, infecțiile respiratorii, Alzheimer-ul, cancerul, diabetul, accidentele rutiere, bolile diareice și tuberculoza.
Se poate observa, așadar, cum la distanță de un secol de la cele peste 40 milioane de victime ale unei epidemii de gripă, aproximativ 15 milioane de oameni mor anual din cauza afecțiunilor cardiovasculare, aproximativ 3 milioane din cauza problemelor pulmonare, 2 milioane din cauza diabetului și exemplele pot continua.
Întrebarea care apare după prezentarea tuturor acestor date este de ce tehnologia ultimelor decenii nu poate reduce aceste numere? Parte a răspunsului rezidă și într-o caracteristică psihologică a indivizilor, și anume apetența pentru concret. În traducere, mintea umană operează cu modele cunoscute, construite cultural și social, pe care le combină și modelează în funcție de experiențele proprii. Iar toate aceste elemente sunt, majoritar, încadrate în anumite categorii mentale, pentru o mai ușoară identificare. Efectul acestei funcționări a minții este acela că individului îi este mai facil să se concentreze pe activitățile și stările sale prezente, concrete, pe care le poate vedea, auzi, simți și mai puțin pe stările potențiale.
Mai mult, lumea secolului XXI este marcată și de senzația de comprimare a timpului, în realitate o percepere diferită de cea a străbunicilor noștri asupra resursei temporale. Această comprimare se traduce prin faptul că individul, în 2019, spre deosebire de 1919, beneficiază de un aport zilnic de date exponențial mai mare decât beneficia în veacul trecut, iar nevoia de procesare consumă cea mai mare parte a timpului.
Așadar, făcând o legătură între apetența scăzută a indivizilor pentru a proiecta situații în viitor și timpul redus de care aceștia beneficiază, anul 2019 aduce în prim-plan o societate globală concentrată pe dezvoltare profesională și personală, mai puțin atentă la componenta profilactică (preventivă) a sănătății.
Faptul că suntem capabili să desfășurăm activitățile zilnice folosind la maximum potențialul fizic ne determină să neglijăm profilaxia. Alături de automedicație, aceste abordări ce omit prevenția contribuie semnificativ la perpetuarea statisticilor precum cea a OMS.
În acest context, este necesară prezentarea descoperirilor pe care tehnologia le propune utilizatorilor globali pentru a ameliora efectele neglijenței psihologice și ale resursei temporale limitate. Deși descoperirile din domeniul medical, din ultimele 2 – 3 decenii, sunt numeroase și prezintă perspective de îmbunătățire, acest articol dorește să evidențieze cum integrarea tehnologiilor recente ar putea transforma dispozitive banale deja existente în salvatori de vieți.
Ceasul inteligent
Smartwatch-ul (Ceasul inteligent). Un dispozitiv ce poate varia ca preț între destul de accesibil și nu chiar accesibil, realizat pe fiecare continent, de diferiți producători din domeniul tehnologiei, a început, în ultimii ani, să reprezinte o atracție tot mai mare pentru utilizatori. Prin conectarea la smartphone (telefon inteligent), aceste dispozitive oferă numeroase funcții, devenind o interfață între utilizator și telefonul mobil personal, atunci când acesta este mai greu de accesat în mod direct. Smartwatch-urile oferă astăzi posibilitatea gestionării mesajelor, apelurilor telefonice ori a notificărilor din diferite aplicații.
Mai mult decât atât, producătorii acestor dispozitive au introdus, de-a lungul timpului, senzori pentru monitorizarea pulsului și senzori pentru monitorizarea mișcării (înregistrarea numărului zilnic de pași efectuați). Însă tehnologia nu s-a oprit aici.
Există, în acest moment, demersuri pentru dezvoltarea unor funcții care să transforme ceasurile inteligente în dispozitive medicale. În Statele Unite ale Americii, un producător de profil a prezentat Agenției pentru alimente și medicamente, încă din 2017, specificațiile tehnice ale smartwatch-ului propriu, în vederea omologării acestuia ca dispozitiv medical. De asemenea, în anul 2018 o companie de renume din Elveția a introdus o linie tehnologică pentru producția de ceasuri, ale căror funcții sunt preponderent medicale. Revenind pe continentul american, la 21.05.2018 sunt prezentate rezultatele studiilor efectuate de Geoffrey H. Tison, José M. Sanchez și Brandon Ballinger, cercetători ai Universității din California, privind potențialul smartwatch-urilor. Utilizând un grup de aproximativ 10.000 de subiecți și efectuând aproximativ 139 milioane de măsurători cu ajutorul acestor dispozitive, rezultatele au dovedit o capacitate de 67,6% – 67,7% de detectare a unei afecțiuni cardiovasculare.
Până în prezent niciun astfel de dispozitiv nu a fost aprobat de o instituție statală din domeniu (Food and Drug Administration, European Medicine Agency sau alte autorități naționale). Însă rezultatele cercetărilor, ambițiile producătorilor și nevoia de a satisface așteptările populației, alături de beneficiile potențiale, reprezintă suficiente argumente pentru a considera smartwatch-urile cu funcții medicale drept o descoperire tehnologică recentă care a schimbat și poate schimba viața oamenilor în bine. Limitările tehnologice actuale pot fi depășite, iar domeniul cercetării și dezvoltării este așteptat să ofere soluțiile necesare.
Boli cardiovasculare
Capacitatea smartwatch-urilor (și a unor smartphone-uri) de a utiliza senzorii încorporați pentru monitorizarea pulsului și a cantității oxigenului din sânge poate fi îmbunătățită până la nivelul unei electrocardiograme. Prin integrarea soluțiilor tehnologice actuale cu inteligența artificială, dispozitivele ar putea deveni capabile să înregistreze evoluția funcționării inimii utilizatorului, să cunoască limitele normale și să identifice potențiale disfuncții și crize.
Prin compararea unui tipar personal al utilizatorului, alcătuit de-a lungul timpului, smartwatch-ul poate învăța să identifice crize (precum infarctul) sau funcționări anormale ale organismului. Mai mult decât atât, prin optimizarea software-ului instalat, dispozitivele ar putea reacționa și transmite feedback în funcție de situație.
Astfel, apariția unor abateri medii de la valorile stabilite în tiparul utilizatorului ar putea fi transmise acestuia prin notificări pe smartwatch și smartphone, în timp ce apariția unor modificări semnificative, corespunzătoare unui infarct sau stop cardiac ar putea fi transmise direct către un dispecerat pentru urgențe medicale. Utilizând locația dispozitivului, echipa de intervenție medicală s-ar putea deplasa la locația pacientului chiar dacă acesta nu a fost capabil să efectueze un apel pentru a solicita ajutor. O astfel de funcționalitate a smartwatch-ului ar putea contribui la scăderea timpului de intervenție în caz de urgență și, drept consecință, la creșterea șanselor de supraviețuire. Așteptarea pentru această funcționalitate nu poate fi una îndelungată, dacă ne gândim că pe autovehicule pot fi deja instalate sisteme (eCall) care în caz de accident apelează automat serviciile de urgență.
Diabet
Dezvoltarea unor noi funcționalități ale smartwatch-urilor ar putea reduce din numărul celor aproape 2 milioane de decese înregistrate anual din cauza diabetului. Dispozitivele medicale actuale omologate pentru monitorizarea glicemiei trebuie să îndeplinească o condiție simplă pentru a fi eficiente – purtarea permanentă.
Această condiție ar fi foarte ușor de respectat în cazul smartwatch-urilor, întrucât, pe lângă faptul că nu dezvăluie celorlalți afecțiunea de care suferă utilizatorul, acestea oferă și alte funcții cotidiene utile.
Astfel, prin adaptarea software-ului, smartwatch-urile ar putea asigura o monitorizare continuă și precisă a nivelului glicemiei, prin conectare la senzorul fixat pe corp. Identificarea unor creșteri sau scăderi bruște ale nivelului glicemiei ar putea genera alerte, semnalate utilizatorului prin intermediul notificărilor. De asemenea, smartwatch-ul ar putea fi conectat inclusiv la o pompă de insulină, iar utilizatorul ar putea alege, la nevoie, acționarea acesteia din interiorul meniului unei aplicații instalate pe dispozitiv.
Parkinson
În etapa instalării acestei afecțiuni, atunci când șansele de vindecare sunt mai mari, pacienții dezvoltă, în unele cazuri, probleme de vorbire. Un smartwatch purtat în mod constant, ar putea fi îmbunătățit pentru a recunoaște discursul utilizatorului.
Prin integrarea unor soluții software, poate chiar și a inteligenței artificiale, smartwatch-urile ar putea fi configurate să monitorizeze dacă utilizatorul urmează exercițiile terapeutice de vorbire recomandate în tratamentul afecțiunii. Dispozitivul ar putea înregistra neefectuarea exercițiilor și furniza un feedback în acest sens atât utilizatorului, dar și unei alte persoane predefinite (un membru al familiei care poate interveni pentru a asigura efectuarea terapiei sau medicul de familie).
Epilepsie
Smartwatch-urile, asemeni telefoanelor mobile recente, sunt dotate cu accelerometru, utilizat de aplicații dedicate segmentului de fitness (monitorizarea mișcărilor zilnice). Această funcție încorporată poate fi dezvoltată.
În cazul unei crize de epilepsie, convulsiile sunt declanșate de creșterea bruscă și neuniformă a impulsurilor electrice produse la nivel cerebral. Această activitate consumă o cantitate foarte mare de oxigen de la nivelul creierului. Iar oxigenul este principalul combustibil al acestui organ.
Accelerometrul smartwatch-ului ar putea fi utilizat, prin integrare cu inteligența artificială, pentru identificarea mișcărilor specifice unei potențiale crize de epilepsie și pentru notificarea, în timp real, a persoanelor apropiate utilizatorului sau a serviciilor medicale.
Poziţia corpului
Deși o poziție inadecvată generează probleme semnificative la nivelul coloanei vertebrale, acest aspect este mai puțin conștientizat de majoritatea populației. Efectele reduse și puțin evidente pe termen scurt și mediu determină indivizii să acorde mai puțină atenție posturii zilnice la birou, la servirea mesei sau în alte situații cotidiene.
Prin utilizarea măsurătorilor aceluiași accelerometru, smartwatch-ul poate fi îmbunătățit pentru a identifica posturi greșite și a transmite utilizatorului feedback în vederea corectării acestora. În multe situații, prevenirea unor probleme de sănătate se poate realiza prin observarea și corectarea posturii greșite de-a lungul fiecărei zile.
Dualitatea evoluţiei
În 1863, Julius Willbrand, un chimist german, descoperea trinitrotoluenul, iar ceea ce omul de știință dorea a fi un colorant de culoare galbenă, va revoluționa industria chimică. În 1912, Anton Kollisch descoperea o substanță despre care susținea că poate stopa sângerările excesive, respectiv 3,4-Metilenedioximetamfetamina.
Ceea ce atrage atenția în aceste cazuri este destinația pe care au avut-o, în final, descoperirile celor doi. La aproximativ 50 de ani de la apariția colorantului galben, acesta a devenit una dintre cele mai distructive arme utilizate în Primul, și mai apoi în Al Doilea Război Mondial, respectiv explozibilul TNT. În celălalt caz, medicamentul destinat opririi sângerărilor a devenit unul dintre cele mai populare droguri în anii ’80, provocând un număr semnificativ de probleme de sănătate, inclusiv decese.
Cele două exemple arată cum au fost deturnate scopurile și beneficiile aduse de aceste inovații.
Efecte secundare
Putem să ne gândim la câteva dintre provocările pe care le pot întâmpina viitoarele demersuri R&D (Cercetare şi Dezvoltare) în domeniul dispozitivelor medicale.
Având în vedere faptul că dispozitivele vor stoca date privind locaţia, starea de sănătate şi activităţile zilnice ale utilizatorului, capacitatea dezvoltatorilor de a asigura confidenţialitatea datelor reprezintă un element cheie, ce va face diferenţa între benign şi malign. Accesarea şi utilizarea acestui tip de date personale de către terţi ar putea compromite de la cariere până la interesele strategice ale unui stat. O anumită afecţiune a unei persoane cu funcţie de decizie într-un stat, despre care aceasta nu doreşte să existe date în mediul public, ar putea fi identificată de terţi (prin exploatarea unei breşe a smartwatch-ului) şi utilizată pentru a şantaja respectiva persoană. Astfel, pentru protejarea propriei imagini (uneori în vederea menţinerii funcţiei) persoana ar putea deturna unele decizii strategice în favoarea unui actor cu interese ilegitime.
Fiind un dispozitiv ce utilizează energie electrică, o altă provocare pentru dezvoltator va fi capacitatea bateriei de menţinere a funcţionării 24/7. Tehnologia utilizată până în prezent impune conectarea smartwatch-ului, după un anumit interval de utilizare, la o sursă de energie electrică. Întreruperea contactului dispozitivului cu purtătorul, în vederea încărcării bateriei, întrerupe măsurătorile ritmului cardiac sau ale glicemiei. În cazul diabetului, întreruperea măsurării nivelului glicemiei poate avea consecinţe foarte grave.
În prezent, instituţii precum Agenţia Europeană a Medicamentului (EMA) sau Food and Drug Administration (FDA) au know-how-ul şi capacitatea tehnică de a evalua medicamentele şi dispozitivele medicale. Cu toate acestea, având în vedere că potenţialele abilităţi medicale ale smartwatch-urilor ar urma să depindă de inteligenţa artificială şi de anumite programe (care identifică tipare şi deviaţii), viitorul ar putea impune acestor instituţii dezvoltarea unor departamente specializate în evaluarea codurilor sursă ale aplicaţiilor de monitorizare şi tratament al pacienţilor. Chiar dacă dispozitivul este verificat din punct de vedere tehnic, o eroare în soft-ul acestuia ar putea determina (la un interval de utilizare ce excede intervalul pentru care au fost realizate studii clinice) apariţia unor erori de funcţionare, cu efecte negative asupra sănătăţii pacienţilor.
Evoluţia tehnologică a ultimilor 30 de ani a permis dezvoltarea a numeroase dispozitive care au crescut confortul indivizilor, au revoluţionat sectoare de activitate şi au permis prevenirea şi combaterea a numeroşi factori de risc de natură socială, economică, militară, politică sau de mediu. Între aceste dispozitive se numără şi smartwatch-ul care ar putea reprezenta, în condiţiile depăşirii unor provocări de natură tehnică, unul din dispozitivele medicale revoluţionare ale secolului XXI.
Abstract
Since 1918, when millions of people were dying because of an influenza pandemic, research and development prompted changes which allow individuals to feel safe when confronting several health issues. But even so, there are still over 25 million people dying from other diseases, such as cardiovascular problems, diabetes or tuberculosis. In the last years there were some initiatives in the medical field which aim to transform a rather fashion accessory, the smartwatch, in a medical device. After numerous studies conducted on the subject, scientists concluded that these devices might be able in the near future to reduce the menages of the cardiovascular diseases, diabetes, Parkinson, epilepsy and bad posture. On the other hand, a big warning sign must go with these initiatives, because, when talking about transforming smartwatches into medical devices, there are a lot of challenges like personal data security/confidentiality, ensuring the fidelity of data, analysis & feedback and the capacity of official institutions to test and clinically approve the software.
Autor: Tiberiu Lazăr
