很多人已经习惯了可穿戴设备提醒自己需要更多睡眠、鼓励自己多锻炼、每天走一万步时“获得掌声”。
但可穿戴设备能否提醒用户注意严重的健康问题并挽救他们的生命?得益于传感器技术的进步、新批准的配件和改进的深度学习软件,可穿戴设备变得像医生一样重要的日子已经不远了。
Apple Watch 昨晚救了我的命 TechRadar 采访了废物回收公司 Bywaters 的售后服务顾问 Rachael Fisher,她表示去年一款可穿戴设备救了她的命。
她说:“我决定用 Apple Watch 随机检查一下我在放松状态下的心跳次数。
但令我震惊的是,Apple Watch 显示我的心跳次数是每分钟心跳次数(正常情况下,我的心跳次数是每分钟心跳次数)”每分钟 70 次)“我开始认为这是暂时的,但这种情况持续了数周和数月,我意识到我的心率并没有自行减慢。
所以我做了血液检查。
检查结果显示我患有甲状腺功能亢进症,而且病情非常严重,医生说我随时可能心脏病发作。
我现在正在服用β受体阻滞剂和其他药物,我的心率已经恢复正常。
”费舍尔的故事值得注意,但她并不是唯一有这种经历的人。
关于主流可穿戴设备提醒用户潜在健康问题的报道已经出现在例如,去年 10 月,播客兼记者詹姆斯·格林 (James Green) 佩戴了一款 Apple Watch,在医生诊断出他的肺部出现血栓后,他需要去急诊室就诊。
这些只是低概率事件,这是有道理的,但最近的研究发现,从 Apple Watch 和 Fitbit Ionic 等可穿戴设备获得的心率数据几乎与医疗级心电图一样准确,因此用户以前使用过的心率数据是有道理的。
未确诊的疾病会在这些消费设备的帮助下发现他们可能患有他们不知道自己患有的疾病 - 例如甲状腺功能亢进、心律不齐或血栓。
随着技术的进步,这种情况可能会变得更加普遍。
从计步到拯救生命 当可穿戴设备刚问世时,他们收集的数据非常简单,包括步数和夜间起床的频率。
这是因为大多数可穿戴设备都有加速计——擅长检测运动,但不擅长检测其他任何东西。
如今,许多可穿戴设备都配备了传感器,可以收集有关佩戴者的健康、健身和生活方式的各种数据。
他们可以监控一切,从通过跟踪呼吸的加速度计记录压力水平,到通过检测运动期间的最大摄氧量来评估健康水平。
这意味着它们的功能远远超过过去的增强型计步器,并且在某些情况下已经变得像医疗级技术一样有用和智能——而医疗级技术通常只在医院中使用。
在提醒我们健康状况和检测潜在疾病方面最有用的传感器是用于监测心率的传感器。
市场研究公司 FeibusTech 首席分析师 Mike Feibus 告诉 TechRadar:“2020 年,我们终于明白,即使是可穿戴设备中最差的心率传感器也相当不错。
这是一个重要的里程碑。
因为这意味着开发生物识别技术的公司有可能诉诸最低的准确性。
” TechRadar 询问数字健康咨询公司普通合伙人 Keith Grimes,为什么心率如此重要。
Grimes 解释道,“在健身方面,心率监测无疑对训练有益,但在健康方面,心率监测要复杂一些。
作为一名医生,我非常担心心率的极端情况(过高——心动过速)。
,太低 - 心动过缓)和感兴趣的消费级心率监测设备声称可以检测心房颤动等不规则心跳 - 如果及早发现并使用血液稀释药物进行治疗,可以降低风险。
“使用技术来监测您的心脏。
可以准确检测心脏功能的方法主要有两种。
它们被称为光电体积描记法和心电图技术。
大多数可穿戴设备,尤其是戴在手腕上的设备,都使用光电体积描记法。
其工作原理是,因为血液是红色的,所以它反射红光并吸收绿光。
这意味着,通过使用发出绿光的 LED,该设备可以准确检测流经手腕的血量。
流经它的血液越多,吸收的绿光就越多,因此该设备可以准确捕获心率(每分钟心跳次数)以及心率变异性(心跳之间的长度变化),这也是心脏健康状况的良好指标。
。
Fitbit 和苹果是两个最受欢迎的可穿戴设备品牌,它们使用光电体积描记技术来跟踪心率。
许多其他品牌也使用这项技术,但他们并不总是从手腕上检测心率。
例如,Polar 和 Wahoo 都推出了使用光电体积描记法来监测心率的臂带,声称他们的设备在考虑到手臂静脉位置时更加准确,而 Moov HR Sweat 佩戴在头上也是出于同样的原因。
虽然大多数生产监测心率的可穿戴设备的公司都使用类似的光学传感器技术,但他们正在努力改进算法,以提供有关用户健康状况的更有用和更准确的见解。
重要的是不要忘记,医疗级技术长期以来一直能够非常准确地跟踪心率。
如果医生或心脏病专家想要更好地了解患者心脏的功能,他们经常使用心电图仪。
与光电体积描记法相反,心电图使用一系列传感器来读取从身体各个部位收集的电信号。
这些电信号提供有关患者心律和电活动的信息,可用于检测心律不齐、心脏病或心肌病等状况。
虽然大多数主流可穿戴设备都使用光电体积描记法,但也有很多设备使用心电图技术,例如 Polar H10 等胸带。
许多 EKG 配件都可以与腕戴式设备配合使用,苹果很有可能在新版 Apple Watch 中使用某种形式的 EKG 技术。
有很多科学文献讨论光电体积描记法或心电图是否更准确地检测心脏病。
《美国心脏病学会杂志》发表的一篇文章指出,可穿戴光电体积描记技术在追踪心率和心动过缓(心跳缓慢)方面与心电图一样准确,但在识别心动过速(心跳加快)方面不太准确。
从准确度上来说,准确度不如后者。
简而言之,心电图通常被认为更准确,这是有道理的,因为使用光电体积描记法的以消费者为中心的可穿戴设备主要是为了帮助人们实现健身目标,而不是提醒他们注意严重的健康问题。
健康问题。
但心电图设备体积较大、价格较高且难以佩戴。
这意味着尽管光电体积描记法并不总是非常可靠,但将其纳入更多消费级设备中仍然可以使其非常重要,并且可能挽救用户的生命。
值得指出的是,由于它是由消费者而不是医生使用的,错误的读数可能会产生更严重的后果。
Grimes 告诉 TechRadar,“我们必须确保消费者心率监测设备准确无误,并真正帮助人们管理健康。
”一个很好的例子是服用β受体阻滞剂治疗心脏病的患者。
如果剂量过高,患者的心率可能会降至正常水平以下,从而引起副作用。
使用不精确的以消费者为中心的设备可能会导致延迟或让用户不知所措。
使用人工智能更好地了解我们的身体但当前的传感器只能为我们提供有限的信息。
这就是为什么许多公司一直在开发其他应用程序、深度学习软件和配件,通过将传感器收集的数据与平均值和过去的数据进行比较,更好地利用传感器收集的数据,从而更好地预测用户的身体状况。
可能发生变化的原因。
例如,去年美国食品和药物管理局批准了 AliveCor 的 KardiaBand,使其成为 Apple Watch 的第一个真正的医疗配件。
它包含的带子是便携式心电图仪。
到目前为止,Apple Watch 已被证明能够使用光电体积描记法跟踪心率,但 KardiaBand 的功能是通过将当前数据与过去的数据进行比较,让医生了解用户是否患有心律失常和心房颤动。
这听起来很简单,但可能是一个巨大的改进,因为目前只有诊所或医院通常有心电图机。
斯克里普斯研究所执行副总裁兼分子医学教授 Eric Topol 同意 AliveCor 等设备使用的算法是最重要的。
“心率传感器本身并不是很有用,”托波尔说。
“但它们现在可以与人工智能(深度学习技术)相结合来检测心律问题,例如心房颤动 - 这可能是中风的主要风险。
” Fibas 解释说,尽管存在局限性,AliveCor 的技术还是扩大可穿戴设备用途的一个很好的例子。
医生信任 AliveCor,因为它的第一个产品是可以放在口袋里的心电图仪。
他补充说,鉴于其“血统”,AliveCor 可以推动医学界走向正确的方向。
去年,Apple Watch 和 Android Wear 应用程序 Cardiogram 背后的团队在与美国心脏协会的一项联合研究中发现,利用深度神经网络 DeepHeart,Fitbit 和 Apple Watch 收集的数据可用于检测高血压和高血压。
睡眠呼吸暂停。
Cardiogram 联合创始人 Brandon Ballinger 告诉 TechRadar,“这项研究首次表明,训练有素的人工智能可以做到医生无法做到的事情——分析普通可穿戴设备收集的一周数据。
以及辨别与高血压和睡眠相关的微妙模式。
” “这使得人工智能和人类智能能够发挥各自的优势——人工智能通过大数据进行筛选,识别不易察觉的模式,而人类则提供微妙的信息。
差别化护理。
这些例子只是新趋势的开始。
去年年底,苹果公司明确表明了进军医疗技术领域的意图,宣布计划与斯坦福大学医学院合作,收集心律不齐患者的心率数据,并通知可能患有房颤的用户。
此举自然促使业内许多人预测,科技行业已将目光投向开发产品、设备和服务,使普通消费者比以往任何时候都更加了解自己的健康。
Grimes表示,未来智能手机将越来越多地采用传感器技术来扩大应用范围,不仅可以监测心率,还可以监测心率变异性以及脉搏波速度、血氧饱和度和呼吸频率等其他重要生理指标。
结合更多的临床数据和机器学习的广泛应用,我们可以更早地发现疾病或药物的不良反应。
掌控您的健康 我们正处于一个激动人心的时代,可穿戴设备不仅成为医疗专业人员的重要诊断工具,也成为其他人的重要诊断工具。
格莱姆斯告诉 TechRadar,“医疗保健正在从过去的家长式‘医生最了解’演变为患者更加了解自己的健康。
”消费技术正在帮助满足现代患者的需求,但我们必须小心确保技术精度。
Fibas 认为下一个挑战将是让医学界相信可穿戴设备的价值。
他说,最大的挑战是将来自以消费者为中心的可穿戴设备的见解整合到医护人员的工作流程中。
格莱姆斯说:“如果我们能够找到一种方法,将这些设备生成的大量数据转化为患者和医生可以使用的信息,那么未来将非常光明。
” “如果我们不成功,我们就会制造这个问题。
”有了这么多的医疗服务,再加上健康焦虑的问题,希望我们不会遇到问题。
通过这种方式,可穿戴公司可以生产更精确的传感器,集成可以辅助分析的神经网络,并与医疗保健专业人员进行沟通,他们将能够更好地为我们服务,我们将能够更加密切地关注我们自己的健康。