對于可穿戴設(shè)備提醒自己需要更多睡眠，鼓勵自己多鍛煉，每天行走1萬步時(shí)“獲得掌聲”，許多人都已經(jīng)習(xí)以為常。
但是，可穿戴設(shè)備會提醒用戶存在嚴(yán)重健康問題，并因此挽救用戶的生命嗎?
得益于傳感器技術(shù)的進(jìn)步，新批準(zhǔn)的配件和改良的深度學(xué)習(xí)軟件，可穿戴設(shè)備重要性堪比醫(yī)生的日子已經(jīng)不遠(yuǎn)了。
昨天晚上Apple Watch救了我的命
TechRadar與垃圾回收公司Bywaters售后服務(wù)顧問拉切爾·菲舍爾(Rachael Fisher)進(jìn)行了溝通，去年，一款可穿戴設(shè)備救了她一命。
她說，“我決定利用Apple Watch隨機(jī)查看一下我處于放松狀態(tài)時(shí)的心跳次數(shù)。但讓我感到震驚的是，Apple Watch顯示我的心跳次數(shù)是每分鐘140次/150次(正常情況下每分鐘心跳是70-100次)。”
“我開始認(rèn)為這是暫時(shí)的，但這種情況持續(xù)了數(shù)周、數(shù)月，我意識到我的心率不會自己慢下來了。為此，我進(jìn)行了驗(yàn)血檢查，檢查結(jié)果表明我患有甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)，而且非常嚴(yán)重，我的醫(yī)生說我隨時(shí)會犯心臟病。我現(xiàn)在在服用β阻滯劑和其他藥物，心率已經(jīng)恢復(fù)到正常水平。”
菲舍爾的故事值得注意，但有這種經(jīng)歷的并非只有她一個(gè)人。最近數(shù)月，有關(guān)主流可穿戴設(shè)備提醒用戶潛在健康問題的報(bào)道不時(shí)出現(xiàn)在媒體上。
例如，去年10月，播客制作者、記者詹姆士·格林(James Green)佩戴有 Apple Watch——在發(fā)現(xiàn)其安靜心率激增后提醒他去看急診。醫(yī)生診斷發(fā)現(xiàn)他的肺中有血栓。
如果你認(rèn)為這些只是小概率事件，也說得過去。但最近的研究發(fā)現(xiàn)，從Apple Watch和FitbitIonic等可穿戴設(shè)備獲得的心率數(shù)據(jù)幾乎與醫(yī)療級心電圖檢查一樣準(zhǔn)確。
因此，之前沒有檢查出疾病的用戶，在這些消費(fèi)類設(shè)備的幫助下發(fā)現(xiàn)他們可能患有自己不知道的疾病——例如甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)、心率不齊或血栓，是合乎情理的。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這種情況很可能會變得更加普遍。
從計(jì)步到挽救生命
當(dāng)可穿戴設(shè)備首次問世時(shí)，它們收集的數(shù)據(jù)非常簡單，包括行走的步數(shù)和晚上多長時(shí)間起床一次。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)可穿戴設(shè)備配置有加速計(jì)——擅長檢測運(yùn)動，但不擅長檢測其他項(xiàng)目。
時(shí)至今日，很多可穿戴設(shè)備配備的傳感器，能夠收集有關(guān)佩戴者健康、健身和生活方式的各種數(shù)據(jù)。
從通過加速計(jì)追蹤呼吸作用記錄壓力水平，到通過檢測運(yùn)動時(shí)最大攝氧量評估健身水平，它們能監(jiān)測方方面面的數(shù)據(jù)。
這意味著它們的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了過去增強(qiáng)版的計(jì)步器，在某些情況下已經(jīng)變得像醫(yī)療級別的技術(shù)——通常它們只應(yīng)用在醫(yī)院中——一樣有用和聰明。
在提醒我們健康狀況和發(fā)現(xiàn)潛在疾病方面最有用的傳感器，是用來監(jiān)測心率的傳感器。
市場研究公司FeibusTech首席分析師邁克·菲巴斯(Mike Feibus)向TechRadar表示：“2017年，我們終于明白，即使是可穿戴設(shè)備中最差的心率傳感器也是相當(dāng)不錯(cuò)的。這是一個(gè)重要的里程碑，因?yàn)檫@意味著那些開發(fā)生物信息識別技術(shù)的公司，可能會采用最低限度的準(zhǔn)確性。”
TechRadar向數(shù)字健康咨詢公司普通合伙人基思·格蘭姆斯(Keith Grimes)咨詢心率如此重要的原因。
格蘭姆斯解釋說，“在健身中，心率監(jiān)測對訓(xùn)練無疑是有益的，但在健康方面，心率監(jiān)測則要復(fù)雜一些。作為醫(yī)生，我對心率的極端狀態(tài)(過高——心動過速，過低——心動過緩)和心律不齊感興趣。消費(fèi)級心率監(jiān)測設(shè)備聲稱能發(fā)現(xiàn)心律不齊，例如房顫——心臟跳動不規(guī)律。如果早期發(fā)現(xiàn)，并用血液稀釋藥物進(jìn)行治療，可以降低中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)。”
利用技術(shù)監(jiān)測心臟
有兩種主要的方法可以準(zhǔn)確檢測心臟功能，它們被稱為光電容積脈搏波描記法和心電圖技術(shù)。
大部分可穿戴設(shè)備(尤其是戴在手腕上的設(shè)備)都使用光電容積脈搏波描記法。其工作原理是，因?yàn)檠菏羌t色的，所以它反射紅色光并吸收綠色光。這意味著，通過使用發(fā)出綠色光的LED，設(shè)備可以準(zhǔn)確地檢測到手腕上流過的血液量。
流過的血液越多，吸收的綠色光就越多，因此設(shè)備可以準(zhǔn)確獲取心率(每分鐘跳動次數(shù))以及心率變異性——心跳間隔長度的變化，也是表示心臟健康狀況的一個(gè)很好的指標(biāo)。
Fitbit和蘋果是兩家最受歡迎的可穿戴設(shè)備品牌，它們采用光電容積脈搏波描記技術(shù)來追蹤心率。許多其他品牌也使用這一技術(shù)，但并不總是通過手腕檢測心率。
例如，Polar和Wahoo都推出了采用光電容積脈搏波描記法監(jiān)測心率的臂帶，它們聲稱，鑒于手臂上靜脈的位置，它們的設(shè)備更精確，而Moov HR Sweat則以同樣的理由帶在頭上。
盡管大多數(shù)生產(chǎn)能監(jiān)測心率的可穿戴設(shè)備的公司，都使用類似的光學(xué)傳感器技術(shù)，但他們正在努力改進(jìn)算法，以為用戶的健身提供更加有用和精準(zhǔn)的意見。
不可忘記的是，很久以來，醫(yī)療級技術(shù)就一直能非常準(zhǔn)確地追蹤心率。如果醫(yī)生或心臟病專家想要更好地了解患者心臟的功能，他們通常使用心電圖機(jī)。
與光電容積脈搏波描記法相比，心電圖技術(shù)利用一系列傳感器讀取從身體各個(gè)部位采集到的電信號。這些電信號，提供關(guān)于患者心律和電活動的信息——可以用來檢測心律不齊、心臟病或心肌病等疾病。
盡管大多數(shù)主流可穿戴設(shè)備都使用光電容積脈搏波描記法，但也有許多設(shè)備使用心電圖技術(shù)，例如Polar H10和其他胸帶。許多心電圖配件可以與腕帶式設(shè)備配合使用，蘋果極有在新版Apple Watch中采用某種形式的心電圖技術(shù)。
有許多科學(xué)文獻(xiàn)討論對于檢測心臟病，是光電容積脈搏波描記法還是心電圖技術(shù)更精確。《美國心臟病學(xué)會雜志》2017年發(fā)表的一篇文章稱，在追蹤心率和心動過緩(心跳緩慢)方面，可穿戴式光電容積脈搏波描記法技術(shù)與心電圖技術(shù)一樣精確，但在識別心動過速(心跳快)方面，精度不如后者。
簡而言之，心電圖通常被認(rèn)為更精確，這是有道理的，因?yàn)槭褂霉怆娙莘e脈搏波描記法、面向消費(fèi)者的可穿戴設(shè)備，主要是為了幫助人們實(shí)現(xiàn)健身目標(biāo)，而不是提醒他們注意嚴(yán)重的健康問題。
但心電圖設(shè)備更笨重、成本更高、佩戴難度大。這意味著盡管光電容積脈搏波描記法并不總是非常可靠，但是，被融入到更多的消費(fèi)級設(shè)備中，仍然可能使其非常重要，并可能挽救用戶生命。
值得指出的是，由于被消費(fèi)者而非醫(yī)生所使用，錯(cuò)誤的讀數(shù)可能會帶來更嚴(yán)重的后果。
格蘭姆斯向TechRadar表示，“我們必須確保消費(fèi)級心率檢測裝置是精確的，并且真正幫助人們管理他們的健康。”
一個(gè)很好的例子可能是一個(gè)患者服用β阻滯劑治療心臟病。如果劑量太高，患者的心率會下降到正常水平以下，帶來副作用。使用不精確的以消費(fèi)者為中心的設(shè)備，可能造成延誤病情或讓用戶草木皆兵。
利用人工智能更好地了解我們的身體狀況
但目前的傳感器，也只能向我們提供這么多信息。這就是為什么許多公司一直在開發(fā)其他應(yīng)用程序、深度學(xué)習(xí)軟件和配件，通過將傳感器收集的數(shù)據(jù)與平均值、過去的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而更好地利用收集的數(shù)據(jù)，更好地預(yù)測用戶身體狀況可能變化的原因。
例如，去年美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)了AliveCor的KardiaBand，使其成為Apple Watch第一款真正的醫(yī)療配件。它包含的表帶，就是一個(gè)便攜式心電圖機(jī)。
到目前為止，Apple Watch已經(jīng)證明能夠利用光電容積脈搏波描記法追蹤心率，但KardiaBand的功能是通過比較當(dāng)前數(shù)據(jù)和過去的數(shù)據(jù)，讓醫(yī)生知道用戶患有心律不齊和房顫。
這聽起來很簡單，但可能是一個(gè)巨大的進(jìn)步，因?yàn)椋壳巴ǔＧ闆r下只有診所或醫(yī)院才配有心電圖機(jī)。
斯克里普斯研究所執(zhí)行副總裁、分子醫(yī)學(xué)教授埃里克·托波爾(Eric Topol)同意這一看法，即AliveCor等設(shè)備使用的算法是最重要的。
托波爾表示，“心率傳感器本身用處不大。但是它們現(xiàn)在可以與人工智能(深度學(xué)習(xí)技術(shù))結(jié)合起來檢測心律問題，例如房顫——可能是導(dǎo)致中風(fēng)的一個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)。”
菲巴斯解釋說，盡管存在局限性，AliveCor的技術(shù)是拓展可穿戴設(shè)備用途的一個(gè)很好的范例。醫(yī)生們信任AliveCor，因?yàn)槠涞谝豢町a(chǎn)品是可以放在口袋中的心電圖機(jī)。他補(bǔ)充說，鑒于其“血統(tǒng)”，AliveCor可以推動醫(yī)療界朝著正確的方向前進(jìn)。
去年，Apple Watch和Android Wear應(yīng)用Cardiogram的團(tuán)隊(duì)，與美國心臟協(xié)會聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)，利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)DeepHeart，F(xiàn)itbit和Apple Watch收集的數(shù)據(jù)可以用來發(fā)現(xiàn)高血壓和睡眠呼吸暫停。
Cardiogram聯(lián)合創(chuàng)始人布蘭登·巴林格(Brandon Ballinger)向TechRadar表示，“這項(xiàng)研究首次表明，經(jīng)過訓(xùn)練的人工智能可以完成醫(yī)生無法完成的任務(wù)——分析普通可穿戴設(shè)備收集的一周的數(shù)據(jù)，以及辨別與肉眼不可見的高血壓和睡眠呼吸暫停相關(guān)的微妙模式。”
這可以讓人工智能和人類智能發(fā)揮各自的優(yōu)勢——人工智能篩選大數(shù)據(jù)來識別不容易發(fā)現(xiàn)的模式，人提供有細(xì)微差別的關(guān)懷。
這些例子只是新趨勢的開端。去年年末，蘋果宣布計(jì)劃與斯坦福醫(yī)學(xué)院合作、收集心律不齊患者心率數(shù)據(jù)并通知可能正在經(jīng)歷房顫的用戶的計(jì)劃，清楚地表明了其進(jìn)軍醫(yī)療科技領(lǐng)域的意圖。
此舉理所當(dāng)然地促使許多業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，科技行業(yè)已經(jīng)把目光投向開發(fā)使普通消費(fèi)者比以往更了解自己健康狀況的產(chǎn)品、設(shè)備和服務(wù)。
格蘭姆斯說，未來智能手機(jī)將會越來越多地使用傳感器技術(shù)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，不僅監(jiān)測心率，還可以監(jiān)測心率變異性以及其他重要的生理指標(biāo)，例如脈搏波速度、氧飽和度和呼吸頻率。
結(jié)合更多的臨床數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)的廣泛應(yīng)用，我們可以更早地發(fā)現(xiàn)疾病或藥物的不良反應(yīng)。
自己掌握自己的健康狀況
我們正處于一個(gè)激動人心的時(shí)代，可穿戴設(shè)備不僅成為醫(yī)療專業(yè)人士的重要診斷工具，也成為其他人的重要診斷工具。
格蘭姆斯向TechRadar表示，“醫(yī)療保健正在發(fā)展，從過去家長式的‘醫(yī)生最懂’演變到患者更了解他們健康狀況。”消費(fèi)技術(shù)正在幫助滿足現(xiàn)代患者的需求，但我們必須小心，確保技術(shù)的精度。
菲巴斯認(rèn)為，下一個(gè)挑戰(zhàn)將是說服醫(yī)療界認(rèn)可可穿戴設(shè)備的價(jià)值。他說，最大的挑戰(zhàn)是如何將來自以消費(fèi)者為中心的可穿戴設(shè)備的洞察力整合到醫(yī)護(hù)人員的工作流程中。
格蘭姆斯說，“如果我們能夠找到一種方法，將這些設(shè)備生成的大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可供患者和醫(yī)生使用的信息，那么未來是非常光明的。”如果不成功，我們將使已經(jīng)問題多多的醫(yī)療服務(wù)，再添上健康焦慮癥這個(gè)問題
希望我們不會出問題。這樣，可穿戴公司就可以生產(chǎn)更加精確的傳感器，集成可以輔助分析的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并與醫(yī)療保健專業(yè)人員進(jìn)行溝通，這些專業(yè)人員將能夠更好地為我們服務(wù)，我們也將能夠更緊密地關(guān)注我們自己的健康。
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