Het is de bedoeling dat het draagbare apparaat van COVID-RED variabelen als huidtemperatuur en ademhalingsfrequentie gaat volgen. Mogelijk kunnen zo vroege COVID-19-gevallen worden opgespoord zodat tijdig kan worden getest.
De virale lading van besmette personen is het hoogst in de 48 uur voordat zij voor het eerst aangeven dat ze symptomen hebben, vertelt Rick Grobbee, hoogleraar Klinische Epidemiologie aan het Universitair Medisch Centrum Utrecht. Dit is een cruciale periode voor vroegtijdige vaststelling van de ziekte. Voor het onlangs gestarte en door Grobbee gecoördineerde IMI-project, COVID-RED, wordt een draagbare technologie ontwikkeld en gecombineerd met de mogelijkheden van machine learning. Deze is bedoeld om gebruikers die mogelijk zijn besmet met COVID-19 (inclusief degenen zonder symptomen) te waarschuwen om, eerder dan zij normaal zouden doen, in quarantaine te gaan of zich te laten testen. Verwacht wordt dat al in november 2020 wordt gestart met een klinische studie om gegevens te verzamelen voor het detectiesysteem.
Voor de klinische studie worden 40.000 personen geworven in Nederland en Liechtenstein. De studie duurt tot midden 2021. Afhankelijk van de resultaten uit deze studie hopen de onderzoekers dat het COVID-RED-systeem binnen 12 tot 18 maanden beschikbaar is voor het publiek.
Hoe wordt het gebruikt en wie gaat het gebruiken?
Normaliter zal een eindgebruiker een Ava-armband kopen (of krijgen, in het geval van dit onderzoek). Dit is een draagbaar apparaat dat wordt gedragen als een horloge en dat meestal wordt gebruikt door vrouwen om de vruchtbaarheid te monitoren. De armband is uitgerust met meerdere sensoren die communiceren met een speciaal ontworpen smartphone-app en het bijbehorende algoritme. “Na het downloaden van de COVID-RED-app en het verstrekken van optionele aanvullende informatie over het risiconiveau voor gebruikers (bijv. reeds aanwezige aandoeningen) kan de gebruiker het hulpmiddel vervolgens synchroniseren met de app,” vertelt doctor Brianna Goodale, directeur van Ava-COVID.
“De Ava-armband wordt alleen ‘s nachts gedragen als de gebruiker slaapt en volgt continu veranderingen van fysiologische parameters die samenhangen met vroege verschijnselen van een COVID-19-besmetting, waaronder polsfrequentie in rust, ademhalingsfrequentie en huidtemperatuur.”
Bij het ontwaken synchroniseert de gebruiker zijn Ava-armband met de mobiele app, die de onbewerkte gegevens uitleest via Bluetooth. Vervolgens gebruikt het algoritme de nachtelijke veranderingen van de fysiologische parameters van de gebruiker als signaalinvoer en verstrekt de gebruiker realtime feedback over de mogelijkheid van een ontwikkelende of reeds aanwezige besmetting.
“Misschien voelt de gebruiker zich bijvoorbeeld niet koortsig of onwel, maar het algoritme is toch gevoelig genoeg om objectieve temperatuursveranderingen te detecteren en de gebruiker te waarschuwen als dergelijke trends significant afwijken van de baselineparameters,” legt doctor Goodale uit. “De gebruiker kan via de app ook de aanwezigheid en ernst van symptomen melden en eventuele verstorende factoren die van invloed kunnen zijn op de nauwkeurigheid van het algoritme, zoals alcoholconsumptie of de inname van koortsverlagende medicijnen de nacht ervoor. Op basis van de aanbeveling van het algoritme kan de gebruiker ervoor kiezen in quarantaine te gaan, een medisch professional te raadplegen en/of beslissen of verdere tests in overeenstemming met de landelijke richtlijnen nodig zijn.”
Oplossing voor een essentiële tekortkoming in de medische respons op het virus
Wellicht kan de armband ook personen die op spoedeisendehulpafdelingen van ziekenhuizen werken de zekerheid bieden dat zij collega’s of patiënten niet per ongeluk blootstellen terwijl ze pre-symptomatisch zijn. “U zou zich bijvoorbeeld kunnen voorstellen,” vertelt doctor Goodale, “dat spoedeisendehulpverpleegkundigen in onze klinische studie worden opgenomen en ‘s nachts de Ava-armband dragen. Hoewel deze verpleegkundigen persoonlijke beschermingsmiddelen dragen tijdens hun diensten en zich aan alle ziekenhuisrichtlijnen houden om de overdracht te beperken, werken zij wel dagelijks met bevestigde COVID-19-patiënten. Het dragen van een armband kan hen de geruststelling bieden dat zij worden gewaarschuwd zodra de fysiologische parameters veranderen, vóór het moment dat ze zich mogelijk pas voor het eerst onwel voelen. Ze kunnen er zelfs voor kiezen zich vroegtijdig te laten testen op basis van de aanbevelingen van het algoritme.”
Ze voegt eraan toe, “Volgens ons is het systeem hierdoor een ideaal hulpmiddel voor screening op de zorgplek en symptoommonitoring thuis. De Ava-armband en de bijbehorende COVID-RED-app bieden een oplossing voor een essentiële tekortkoming in de medische respons op dit virus, namelijk thuisdetectie en bewaking van vitale functies op afstand tijdens behandeling.”
Aanpassing aan veranderende omstandigheden
De steeds veranderende situatie van de COVID-19-pandemie zal een uitdaging zijn voor hoogleraar Grobbee en het team. “Hoewel we een protocol kunnen opstellen en het systeem kunnen ontwikkelen op basis van de informatie die op dit moment beschikbaar is, is het vrij waarschijnlijk dat factoren als landelijke testrichtlijnen en standaardzorgprocedures zullen veranderen naarmate we meer te weten komen over het SARS-CoV-2-virus.”
“Een goede wetenschapper probeert in elke gerandomiseerde klinische studie zoveel mogelijk externe variabelen onder controle te houden om het mogelijke effect van een interventie op de gewenste uitkomsten optimaal te isoleren en onderzoeken. In ons geval zou dat betekenen dat we aannemen dat het virus de komende 18 maanden geen ingrijpende mutaties ondergaat, dat de landelijke richtlijnen niet worden gewijzigd en dat er geen doeltreffende behandeling of vaccins worden gevonden. We weten echter dat dit niet het geval zal zijn.”
Net als iedereen hoopt het team achter COVID-RED op een behandeling die het virus in een vroeg stadium kan bestrijden, terwijl iedereen zich realiseert dat het gezicht van de pandemie steeds verandert, wat kan betekenen dat diagnosecriteria of testprotocollen mogelijk worden gewijzigd. Daarom wordt het systeem tijdens de uitvoering van de klinische studie mogelijk aangepast, bijvoorbeeld vanwege wijziging van de manier waarop het systeem gebruikers waarschuwt om zich te laten testen, of waarop het adviezen geeft over recentelijk ontwikkelde profylactische geneesmiddelen.
“Hoewel we niet kunnen voorspellen of plannen hoe het virus en de omstandigheden het komende jaar zullen veranderen, beseffen we dat dit de prijs is van deelname aan vooraanstaand wetenschappelijk onderzoek in een periode van wereldwijde crisis en blijven we flexibel, terwijl we zorgen dat we zo grondig mogelijk wetenschappelijk onderzoek verrichten.”