研究人員開發出一種輕便、可重複使用的感測器，可以夾在口罩上以監測其工作效果。該裝置名為 FaceBit，可以感應洩漏並記錄佩戴時間，同時持續測量佩戴者的心率和呼吸頻率。其開發者希望它能幫助研究，並幫助醫護人員和其他整天佩戴面罩的人員對抗諸如 COVID 等疾病的傳播。
每次口罩佩戴者咳嗽、抓撓或做出某些面部表情時，他們的面罩都會移動——而忙碌的工作人員可能沒有時間在每次發生這些動作時重新檢查口罩的貼合度。西北大學麥考密克工程學院的計算機工程師、FaceBit 的共同開發者 Josiah Hester 說，這會引起焦慮。在 COVID 疫情期間，他在臨床環境中工作的同事一直在向他表達他們的擔憂，說：“‘幫助我理解情況，給我一些可以監測我的東西，因為我沒有時間照顧自己，因為我正在履行我的臨床職責，照顧大量湧入的 COVID 患者。’ 這就是它的開始，”Hester 解釋道。他決定開發一種裝置，不僅可以在佩戴者的口罩洩漏時發出警告，還可以記錄他們全天的生命體徵，為使用者提供一種評估（並可能降低）自身壓力水平的工具。
Hester 的團隊沒有開發整個“智慧口罩”（這可能不便於重複使用），而是建立了一種電子裝置，比四分之一美元硬幣稍大，透過磁性夾固定在面罩上，幷包含多個感測器。壓力感測器檢測洩漏，指示口罩的貼合程度。壓力變化還使 FaceBit 能夠確定口罩何時在人的臉上，從而可以記錄佩戴時間，並在空閒時進入“睡眠”模式。FaceBit 還使用靈敏的加速度計監測心率，該加速度計記錄每次脈搏跳動引起的微小面部皮膚運動。它還使用溫度感測器測量呼吸頻率。藍牙連線將這些資料傳輸到配套的手機應用程式。該裝置由電池供電，電池透過從佩戴者移動和呼吸時口罩的運動中收集的能量進行補充充電。這使其每次可以工作至少 11 天。
開發者在上個月下旬發表在Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies期刊上的一篇論文中描述了 FaceBit。他們聲稱該裝置可以將各種型別的口罩（包括 N95 呼吸器，以及醫用口罩和布面罩）轉變為智慧口罩。然而，該團隊承認，貼合度檢測功能僅在使用與面部緊密貼合的面罩（如 N95）時才能正常工作。雖然醫用口罩和布面罩可以與 FaceBit 的佩戴時間監測功能及其呼吸和心率跟蹤功能一起使用，但這些面罩允許過多的外部空氣從邊緣進入，從而使該裝置的貼合度檢測方面無法工作。
但明尼蘇達大學傳染病研究與政策中心的研究顧問 Lisa Brosseau 說，對於在當前疫情期間整天佩戴呼吸器的醫護人員來說，貼合度監測器可能非常有用，她沒有參與 FaceBit 專案。“我們都希望每臺呼吸器都能配備這個——不僅在醫療保健領域——它可以持續告訴你是否達到了良好的貼合度，或者在你沒有達到時警告你，”她說。但 Brosseau 並不相信 FaceBit 可以持續測量貼合度。“從這個角度來看，它可能有一些前景，但他們還沒有以我能接受的方式對其進行測試或驗證，”她補充道。
Brosseau 說，如果 FaceBit 團隊將其壓力感測器洩漏檢測方法與測量呼吸器貼合度的金標準測試直接比較，她會更興奮。“我們有一些非常成熟、經過良好測試的方法——定量的和定性的——當我們將呼吸器分配給人們時，可以評估他們的貼合度，”她說。定量測試可能會測量口罩內部的顆粒濃度，並將其與環境空氣中的濃度進行比較。定性測試會將具有特殊氣味的噴霧劑（如香蕉油或強烈的苦味或甜味物質）噴灑到外部空氣中，看看佩戴者是否可以透過呼吸器聞到或嚐到它。
當然，此類測試需要醫療保健領域以外的許多人沒有的資源和時間。密歇根大學公共衛生學院的環境健康科學家 Adam Finkel 建議，即使是每天只檢查一次貼合度的監測器，也可以作為金標準測試的補充，他沒有參與 FaceBit 專案。“你昨天貼合得很好，但今天有些不同了，”他舉例說。“然後你擺弄[你的呼吸器]幾分鐘，然後你再次嘗試。” 但與 Brosseau 一樣，Finkel 認為 FaceBit 團隊需要將其壓力感測貼合度評估方法與現有測試進行比較。
Hester 計劃繼續測試和改進該專案。“它將是線上的開源硬體，”他說。他的團隊將組裝一些 FaceBit，“並分發它們，讓人們使用、實驗和玩弄它們。” 其他研究人員也將能夠調整設計，或許可以改進能量收集元件並延長電池壽命，以研究醫護人員全天的疲勞程度，或使用呼吸監測器來了解口罩佩戴者的健康狀況。他們甚至可以新增新的感測器，這將為這種裝置開闢更多用途。
Brosseau 提出了後者的一個例子：進入含有汙染物的空間的人們可以使用假設的 FaceBit 來增強他們的呼吸器，該 FaceBit 包括一個用於檢測環境危害物濃度的感測器。這可以揭示佩戴者的呼吸和心率在汙染物存在的情況下是否發生變化，從而提供早期預警系統，並教會研究人員該物質如何影響人類健康。“我並不完全否定這一點，”Brosseau 說。“我認為這些感測器有很多很多的用途。”