Digitální biomarkery mění způsob, jak sledujeme zdraví – tiše, nepřetržitě a mimo zdi ordinací. Místo jehel a laboratoří sbírají objektivní data o našem těle a chování pomocí chytrých hodinek, telefonů nebo senzorů v reálném čase. To, co dříve bylo doménou nemocnic a laboratoří, se dnes odehrává na pozadí každodenních činností – při chůzi, spánku nebo třeba během videohovoru. Digitální biomarkery tak otevírají cestu k prediktivní, personalizované a dostupnější péči. Kde jsou ale jejich limity? A co už dnes skutečně dokážou?
Na rozdíl od tradičních biomarkerů, jako je například hladina glukózy nebo CRP, které vyžadují odběr vzorků a laboratorní analýzu, digitální biomarkery vznikají pasivně. Využívají data z nositelných zařízení, chytrých telefonů, domácích senzorů či zdravotních aplikací. Umožňují tak nepřetržité, neinvazivní a kontextově bohaté sledování zdraví – přímo z prostředí, kde žijeme.
Základní definici biomarkeru formuloval americký výzkumný úřad NIH už v roce 2001. Biomarker je „charakteristika, která je objektivně měřitelná a slouží jako indikátor normálních biologických procesů, patologických stavů nebo reakce na léčbu“. Dnes se tedy mezi biomarkery nepočítají jen molekuly jako DNA nebo proteiny, ale i digitálně měřená fyziologická a behaviorální data – například tepová variabilita, spánkový cyklus nebo pohybové vzorce.
Jednou z nejvlivnějších globálních platforem v oblasti digitálních biomarkerů je Digital Medicine Society (DiMe). Tato nezisková organizace udává směr vývoje tím, že vytváří standardy, metodiky a referenční rámce pro využití digitálních biomarkerů napříč medicínou. Její knihovna digitálních zdravotních indikátorů se dnes stává klíčovým nástrojem pro vývojáře, klinické týmy i regulátory. Pomáhá jim navrhovat kvalitní digitální studie a urychluje cestu od myšlenky k praxi.
Na poli sběru dat v reálném světě pak vyniká Evidation Health – americká platforma, která propojuje výzkum s každodenním životem milionů uživatelů. Díky spolupráci s nositelnými zařízeními jako Fitbit, Apple Watch či Garmin sbírá anonymizovaná zdravotní data, která slouží k výzkumu a testování nových zdravotních intervencí. Evidation dnes čítá přes 5 milionů aktivních účastníků a patří k nejvyhledávanějším partnerům farmaceutických firem i akademických týmů, které chtějí rozvíjet personalizovanou medicínu postavenou na reálných datech.
Zdroj: Digital biomarkers for precision diagnosis and monitoring in Parkinson’s disease. npj Digit. Med. 7, 218 (2024). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11339454/
Na obrázku vidíme, jak široké spektrum digitálních zařízení lze dnes využít k měření biomarkerů souvisejících s Parkinsonovou nemocí (PD). Najdeme zde nositelné technologie umístěné na různých částech těla – od akcelerometrů na zápěstí a předloktí, přes senzory v botách až po chytré vložky. Tyto nástroje pomáhají zachytit i velmi jemné motorické změny.
Pojďme se podívat na některé oblasti biomarkerů a jejich významných technologických reprezentantů.
Typy digitálních biomarkerů: Od řeči po spánek
Digitální biomarkery dnes představují mnohem víc než jen krokoměry nebo měření srdečního tepu. Moderní senzory dokážou detekovat i jemné odchylky v řečových vzorcích, změny v emočním projevu, poruchy motoriky nebo výkyvy ve spánkových cyklech. Tyto digitální signály – a hlavně jejich vzájemné kombinace – otevírají cestu ke komplexnějšímu, datově podloženému pohledu na tělesné i duševní zdraví člověka. Zajímavými zástupci jsou například:
Winterlight Labs (https://winterlightlabs.com) – Využívá analýzu řeči pro detekci kognitivních poruch. Sleduje slovní zásobu, pauzy nebo tempo řeči a aplikuje se např. u Alzheimerovy choroby.
SV95C – Schválený digitální biomarker pro sledování motoriky u pacientů s Duchennovou svalovou dystrofií, který byl kvalifikován agenturou EMA. Měří rychlost chůze pomocí senzorů v přirozeném prostředí pacienta.
Oura Ring (https://ouraring.com) – Chytrý prsten sledující spánek, HRV – Heart rate variability, tělesnou teplotu nebo stres. Využíván ve výzkumech i klinické praxi, např. v predikci symptomů COVID-19 a příznaků dalších onemocnění.
Technologie sběru dat: Z kapesních senzorů po pasivní monitoring
Digitální biomarkery staví na technologiích, které už dnes běžně nosíme nebo používáme. Chytré hodinky jako Apple Watch či Fitbit, senzory v mobilních telefonech, kamery nebo připojené inhalátory sbírají zdravotní data průběžně a často zcela bez zásahu uživatele. Skutečná hodnota ale nevzniká pouhým sběrem. Klíčem je správná interpretace a zasazení dat do klinicky relevantního kontextu. Reprezentanty pro tuto oblast mohou být:
Apple ResearchKit (https://researchkit.org) – Open-source framework pro vývoj výzkumných aplikací na iPhone, umožňuje sběr dat z vestavěných senzorů.
Propeller Health (https://www.propellerhealth.com) – Propojuje chytré senzory na inhalátorech s mobilní aplikací. Sleduje použití léků a okolní prostředí, zlepšuje adherenci u CHOPN a astmatu.
Fitbit Health Solutions (https://fitbit.google/enterprise/) – Platforma umožňující klinikám a výzkumníkům pracovat s daty z Fitbit zařízení pro monitorování zdraví.
Klinické využití: Od sledování deprese po predikci relapsu
Digitální biomarkery nacházejí uplatnění napříč medicínskými obory – od psychiatrie, neurologie a kardiologie až po onkologii a dermatologii. Umožňují lépe předvídat relapsy (tedy návrat příznaků onemocnění), hodnotit odpověď na léčbu a v některých případech dokonce nahrazují tradiční škály, jako je GAD-7 pro měření úzkosti nebo MMSE pro posouzení kognitivních funkcí. Zde si zaslouží pozornost:
Mindstrong Health (https://mindstrong.health) – Sleduje digitální chování uživatelů (např. psaní na mobilu) a překládá je do kognitivních a emočních profilů. Cílem je predikce relapsu u duševních onemocnění.
Biogen + Apple (Intuition Brain Health Study: a smartphone- and smartwatch-based virtual, observational study using multimodal mobile sensing to classify and detect mild cognitive impairment) – Spolupráce společnosti Biogen a Apple na vývoji digitálních biomarkerů pro detekci Alzheimerovy choroby pomocí iPhonů a Apple Watch.
KardiaMobile (AliveCor) (https://www.alivecor.com/kardiamobile) – Mobilní EKG schválené FDA pro detekci fibrilace síní. Umožňuje uživateli měřit srdeční rytmus kdykoli a sdílet záznam s lékařem.
Petr Moláček, digitalhealth.cz