开发用于接触者追踪的可穿戴技术

在与COVID-19的斗争中，接触者追踪已被证明是遏制病毒传播的重要武器。虽然已经出现了许多接触者追踪方法，但手动接触者追踪方法通常缓慢且不准确，而基于智能手机的追踪采用率较低，部分原因是隐私问题。此外，这些解决方案对感染风险高的卫生保健工作者无效。

为了解决这些局限性，由麦凯维工程学院 Fullgraf 教授兼圣路易斯华盛顿大学健康人工智能研究所所长 Chenyang Lu 领导的研究人员开发了医院接触者追踪 （CATCH），这是一种自动接触者追踪系统，专为医院环境中一线医护人员面临的独特挑战和风险而设计。该研究成果于9月27日发表在《ACM交互式、移动、可穿戴和泛在技术论文集》上，并于10月10日在墨西哥坎昆举行的UbiComp会议上发表。

CATCH的创意设计使其看似简单，但非常有效。重症监护病房的医护人员在他们的徽章上贴上一个硬币大小的蓝牙低功耗 （BLE） 信标。这些信标将信号传输到战略性放置的锚点， 插入ICU周围的小型接收器， 这反过来又将信息安全地存储在服务器上，如果有人检测呈阳性，可以查询接触者追踪报告.

BLE信标解决了隐私问题 – 信标的信号仅在重症监护室发射和捕获 – 并允许医疗保健专业人员避免基于手机的跟踪.

“根据与医疗保健专业人员的讨论，我们认识到环境特征和工作模式的多样性，并受到启发，探索采用针对不同房间类型量身定制的不同接触者追踪方法的可能性，”该论文的第一作者，Lu实验室的研究生Jingwen Zhang说。

“例如，重症监护室内密切接触者的一个值得注意的热点是在晨间查房期间，一群医护人员在走廊上协作讨论患者，这通常持续几个小时。为了应对这种密切接触情况，我们的接触者追踪系统采用了定制的聚类接触者追踪方法，旨在准确识别患者查房团队的成员。

通过定制CATCH以适应ICU不同区域的环境特征和医护人员行为，该团队开发了一种更准确、更高效的系统来识别密切接触者。CATCH采用了一套针对每种情况量身定制的新型接触者追踪算法。与现有方法相比，这种方法确保 CATCH 能够适应医院环境的复杂动态，从而在接触者追踪方面实现更高的准确性。

研究人员评估了 CATCH 在巴恩斯犹太医院 COVID-19 ICU 中的真实可用性，其中 CATCH 在准确性、有效性和效率方面始终优于其他接触者追踪方法。

“当我们模拟阳性病例时，CATCH系统具有15%的额外接触率，并将有效繁殖数（病毒传播的衡量标准）减少一半以上，”华盛顿大学医学院传染病系医学副教授Maria Cristina Vazquez Guillamet医学博士说。“这最终将大大减少卫生保健工作者之间的传播。我们的系统可以很容易地扩大规模，并重新配置其参数，以便它可以部署在任何病毒爆发中。

通过快速识别和隔离潜在的 COVID-19 暴露（在短短 20 分钟内返回高度准确的接触者名单），CATCH 可以降低病毒在医院单位内传播的风险，最终挽救生命。

“CATCH的一大优势在于它是自动化和高度灵活的，使其成为现在和未来大流行防范的有力工具，”卢说。“CATCH可以很容易地定制其参数，然后在各种场景中自动进行有效的接触者追踪。例如，COVID-19 密切接触者被定义为在 24 小时内至少 15 分钟在 6 英尺范围内，但下一个病原体可能不同。我们可以在 CATCH 中更改这些设置，并轻松地在下一次大流行中重复使用该系统。

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Zhang J， Dai R， Rjob A， Wang R， Hamauon R， Candell J， Bailey T， Fraser VJ， Vazquez Guillamet MC， Lu C. 重症监护病房医护人员的接触者追踪。ACM 关于交互式、移动、可穿戴和无处不在的技术的会议记录，7（3），第 141 条，2023 年 9 月 27 日。DOI： https://doi.org/10.1145/3610924

这项研究得到了CDC广泛机构公告奖（BAA）75D301-20-R-68024的支持;CDC震中拨款U54CK000609;美国国立卫生研究院 （NIH） 临床和转化科学奖 （CTSA） UL1TR002345;和 Fullgraf 基金会。

最初发表在麦凯维工程学院网站上。