IA do Oura Ring Ajuda Jogadores da NBA a Detectar COVID-19 Dias Antes

COVID-19 permanece uma preocupação de manchetes, e o setor de esportes profissionais é uma de suas vítimas mais visíveis. Quando a NBA e WNBA retomaram o jogo sob protocolos de isolamento em julho, times ofereceram atletas a opção de usar o Oura Ring para monitorar continuamente sua saúde.

Segundo a Oura, os algoritmos de IA do anel podem sinalizar a probabilidade de sintomas de COVID-19 até três dias antes de aparecerem, ostentando uma taxa de precisão de 90%.

A plataforma de analytics do anel, construída em parceria com o Rockefeller Neuroscience Institute na West Virginia University, utiliza modelos de machine learning que ingerem dados fisiológicos brutos dos sensores embarcados do dispositivo. Esses modelos preveem quando o corpo de um jogador pode começar a reagir a uma infecção.

Principais streams de dados incluem métricas de volume de pulso sanguíneo — usadas para calcular frequência cardíaca, variabilidade da frequência cardíaca e frequência respiratória — junto com temperatura, movimento da mão e timestamps precisos. Todos os dados são sincronizados a um app companion de smartphone, que então transmite a informação para o motor de IA baseado em cloud para análise em tempo real.

Além de uma sonda de temperatura e acelerômetro, o Oura Ring abriga um sensor de fotopletismografia (PPG), tecnologia longa empregada em dispositivos médicos e wearables de pulso. Dependendo da colocação, uma unidade PPG pode usar um ou mais LEDs vermelho/infravermelho, LEDs verdes, ou uma combinação destes, junto com um fotodetector que mede luz refletida ou transmitida para derivar parâmetros fisiológicos como frequência cardíaca e volume sanguíneo.

LEDs infravermelhos (IR) penetram camadas de tecido mais profundas — alcançando músculo — e assim fornecem sinais hemodinâmicos mais ricos. No entanto, são mais vulneráveis a artefatos de movimento e variações de temperatura. LEDs verdes, por outro lado, são menos afetados por movimento mas fornecem amostragem de tecido mais rasa. Ao incorporar um acelerômetro para capturar direção de movimento, os designers da Oura mitigam ruído de movimento e permitem o uso de LEDs IR em configurações reais.

Como ilustrado abaixo, um sensor PPG emite luz que é refletida ou transmitida através do tecido, com o sinal resultante capturado por um fotodiodo.

Unidades PPG típicas combinam emissores LED, detectores ópticos e eletrônica de processamento de sinal. Luz modulada por pulso e detecção síncrona reduzem consumo de energia e rejeitam interferência de luz ambiente.

Por exemplo, o módulo ADPD144RI da Analog Devices possui dois LEDs vermelhos de 660 nm e dois LEDs IR de 880 nm, emparelhados com um fotodetector de quatro segmentos otimizado para estes comprimentos de onda. O front-end analógico do dispositivo realiza amplificação transimpedância, rejeição de luz ambiente e ganho programável antes de converter o sinal para forma digital via ADCs e acumular os resultados para processamento downstream.

O ADPD144RI é projetado para operar de –40 °C a +85 °C, com tolerância de temperatura de junção do LED de 105 °C e rating ESD de 3000 kV — tornando-o adequado para implantações médicas internas rigorosas.

Tecnologia PPG remonta aos anos 1930 e agora alimenta uma gama crescente de wearables médicos e de consumo. Medgadget reportou em abril de 2020 que o mercado global de wearables médicos foi avaliado em quase $13 B em 2019 e está projetado para disparar para quase $38 B até 2025.

Embora o Oura Ring represente um passo promissor à frente, suas capacidades preditivas ainda estão sendo validadas. Limitações-chave incluem o número limitado de estudos independentes sobre detecção de COVID-19 por wearables, suscetibilidade a erros de medição induzidos por movimento, e o descompasso entre início de sintomas e pico de transmissibilidade. O FDA ainda não liberou nenhum dispositivo wearable para detecção de COVID-19.

> Este artigo foi originalmente publicado em nosso site irmão, EDN.