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用科技改善全民體質(zhì) 華為運(yùn)動(dòng)健康十年磨一劍
用科技改善全民體質(zhì) 華為運(yùn)動(dòng)健康十年磨一劍與運(yùn)動(dòng)健康產(chǎn)品線總裁張煒說,“我們從起步開始,就在做創(chuàng)新的產(chǎn)品,華為這十年,走的是全面創(chuàng)新、全棧升級(jí)之路?!?/p>
華為自進(jìn)入智能穿戴領(lǐng)域,便堅(jiān)持自主研發(fā)之路。2016年,生命體征檢測技術(shù)HUAWEI TruSeen(簡寫為TruSeen)1.0誕生,開始支持靜態(tài)心率檢測,而后八年通過不斷迭代,陸續(xù)支持連續(xù)心率監(jiān)測、血氧監(jiān)測、壓力監(jiān)測?;赥ruSeen不斷延伸TruSleepCQ9電子官網(wǎng)、TruRelax等算法,在體征檢測的準(zhǔn)確性和體驗(yàn)上不斷精進(jìn),從讀懂每一次心跳,到對(duì)血糖、呼吸、血管健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等檢測,已打開45個(gè)身體健康“密碼”。
華為運(yùn)動(dòng)健康在智能穿戴領(lǐng)域的研發(fā)投入和專利數(shù)量均居世界前列,目前專利申請(qǐng)已超800項(xiàng),在全球擁有10大研究所、3大運(yùn)動(dòng)健康實(shí)驗(yàn)室。今年華為還將在歐洲新建運(yùn)動(dòng)健康實(shí)驗(yàn)室,加速穿戴領(lǐng)域?qū)I(yè)研究在全球的布局。
華為在三年前便聯(lián)合醫(yī)院開啟血糖研究,超過1000多名參與者佩戴華為手表進(jìn)行長達(dá)十多萬小時(shí)的健康監(jiān)測,獲得了一百多萬高血糖風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)研究數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)血管彈性、睡眠心率、脈搏波等體征,并基于此設(shè)計(jì)出業(yè)界首創(chuàng)的“高血糖分形算法”,使華為WATCH 4成為首款支持高血糖風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究的智能手表。
糖尿病前期癥狀不十分明顯,很多人在有癥狀就醫(yī)后已確診糖尿病I或II型且病情不可逆,錯(cuò)失了最佳治療時(shí)機(jī)。三年前,華為組建了一支專攻血糖健康的研發(fā)團(tuán)隊(duì),與南京鼓樓醫(yī)院、北京協(xié)和醫(yī)院、中國醫(yī)療保健國際交流促進(jìn)會(huì)等專業(yè)機(jī)構(gòu)聯(lián)合開展血糖健康研究。
通過華為穿戴設(shè)備,累計(jì)對(duì)1000多名患者進(jìn)行了長達(dá)十多萬小時(shí)的健康監(jiān)測,獲得了超近百萬條血糖數(shù)據(jù)。通過大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),通過華為穿戴高性能傳感器監(jiān)測到的血管彈性、睡眠心率、脈搏波等體征,在高血糖人群中具有自相似性,基于此發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)出業(yè)界首創(chuàng)的“高血糖分形算法”,讓腕間進(jìn)行高血糖風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估終于成為可能。
在研發(fā)過程中團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),心率、血管彈性、脈搏波的異常并不一定全部是高血糖所引發(fā)的,以脈搏波為例,運(yùn)動(dòng)以及其他疾病如高血壓高血脂等因素也能影響脈搏波的變化從而產(chǎn)生異常信號(hào)。面對(duì)困難和挑戰(zhàn),研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了“分形”排除其他干擾的辦法,將健康人群和三高人群進(jìn)行對(duì)照分組實(shí)驗(yàn),基于華為穿戴最先進(jìn)的環(huán)形和HUAWEI TruSeen 5.0+算法技術(shù),從而更精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)了高血糖異常波動(dòng)引發(fā)的血管、心率等信號(hào)特征。
2023年5月,華為穿戴迎來了重磅旗艦產(chǎn)品“腕上健康專家”WATCH 4系列,首發(fā)支持高血糖風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,也是全球唯一可以提供高血糖風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究的智能手表,該功能評(píng)估用戶低、中、高三檔風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。據(jù)目前用戶反饋的可評(píng)估數(shù)據(jù)計(jì)算,糖尿病及糖尿病前期人群的確診率與醫(yī)院金標(biāo)(醫(yī)療判斷標(biāo)準(zhǔn))的對(duì)比的準(zhǔn)確率基本一致,上市僅兩個(gè)月,已經(jīng)幫助近兩千人提前識(shí)別出高血糖風(fēng)險(xiǎn),在糖尿病早期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與健康管理上,價(jià)值和意義巨大。
“專業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新我們投入最多,也是一直堅(jiān)持的方向?!睆垷樚貏e強(qiáng)調(diào),華為運(yùn)動(dòng)健康十分重視基礎(chǔ)科學(xué)研究。他笑言,“我們的目標(biāo)就是用科技改善全民體質(zhì)?!蹦壳埃A為穿戴的專利數(shù)已超800項(xiàng)。
不僅如此,華為積極開展與專業(yè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)健康研究。從2018年開始與301醫(yī)院聯(lián)合發(fā)起心臟健康研究,提供房顫風(fēng)險(xiǎn)篩查及專家隨診服務(wù);2019年加入了301醫(yī)院的睡眠呼吸暫停研究;2021年,華為與研究機(jī)構(gòu)合作開展包括呼吸健康研究、睡眠呼吸暫停研究、血管健康研究、女性健康研究等健康研究;到2022年,華為公布了正在推進(jìn)的三大健康研究項(xiàng)目,即創(chuàng)新血糖、肺功能健康和高原健康研究,與專業(yè)機(jī)構(gòu)在健康研究方面超過100項(xiàng)。
以血管健康為例,智能手表可以對(duì)血管健康進(jìn)行評(píng)估,其背后原理是通過檢測脈搏波傳導(dǎo)速度(PWV),即脈搏波在血管壁上傳播的速度,綜合其他因素整體評(píng)估心血管風(fēng)險(xiǎn)。醫(yī)學(xué)上普遍認(rèn)為,血管越硬,脈搏波傳導(dǎo)速度越快,PWV值越高。
因此PWV檢測的精準(zhǔn)性很大程度上決定了血管健康狀態(tài)評(píng)估的準(zhǔn)確性。華為研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于高性能八通道心率配合高性能心電傳感器,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)檢測心率、HRV、脈搏波傳導(dǎo)速度等生理指標(biāo),通過脈搏波波形分析算法識(shí)別并計(jì)算PWV的高相關(guān)特征,同時(shí)利用ECG收集到的電信號(hào)與PPG采集到的脈搏波信號(hào)之間的“時(shí)間差”,結(jié)合用戶體征信息與穿戴設(shè)備監(jiān)測的生理指標(biāo)等參數(shù),實(shí)現(xiàn)PWV的精準(zhǔn)檢測。
精準(zhǔn)檢測到PWV后,最大的難點(diǎn)是通過穿戴設(shè)備識(shí)別血管狀態(tài)的關(guān)鍵特征因子。華為的“自研信號(hào)時(shí)頻域優(yōu)化重構(gòu)”算法,能將監(jiān)測到的心率、脈搏波、血管彈性等狀態(tài),與健康數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行快速對(duì)比,發(fā)現(xiàn)極微小的差異,甄別出血管狀態(tài)的關(guān)鍵特征因子,從而綜合評(píng)估血管健康情況,精準(zhǔn)篩查心血管風(fēng)險(xiǎn)及提供專業(yè)健康建議。
血管健康研究發(fā)布至今,已擁有超110萬的研究用戶,篩查出高風(fēng)險(xiǎn)約4000人,確診率高達(dá)96%。
慢性病人需要一個(gè)可以隨時(shí)隨地進(jìn)行定期檢測能力的產(chǎn)品,了解病情變化趨勢;健康的人也避免不了突然出現(xiàn)頭暈、頭痛,或是心慌心悸,能不能隨時(shí)隨地做個(gè)小型體檢,把健康的主動(dòng)權(quán)握在自己手上?
華為最新成果就是智能手表戴在手上,能在60秒內(nèi)快速進(jìn)行10項(xiàng)健康數(shù)據(jù)的檢測和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,支持檢測心率、血氧、壓力、體溫、心電圖、血管彈性、血管風(fēng)險(xiǎn)篩查、肺功能評(píng)估、慢阻肺風(fēng)險(xiǎn)篩查、肺部感染風(fēng)險(xiǎn)篩查,并在手表和華為運(yùn)動(dòng)健康A(chǔ)pp端同時(shí)生成微體檢報(bào)告。
智能手表想要實(shí)現(xiàn)這一功能并不容易。這需要啟用智能手表的多個(gè)傳感器和獨(dú)立算法,而如此多的健康數(shù)據(jù)檢測和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要想在60秒內(nèi)完成,不僅需要多個(gè)傳感器和眾多算法的協(xié)同運(yùn)作,還需要考慮手表內(nèi)存資源、數(shù)據(jù)信號(hào)分配等多個(gè)復(fù)雜問題。
針對(duì)這一系列問題,華為運(yùn)動(dòng)健康研發(fā)團(tuán)隊(duì)整體評(píng)估各項(xiàng)生理指標(biāo)檢測所需要的能力要求,找到配合最優(yōu)解,為各傳感器和算法“分配”任務(wù),完成了傳感器的智能化調(diào)度,并運(yùn)用強(qiáng)大的算力,即任務(wù)調(diào)度能力,實(shí)現(xiàn)多算法的并行運(yùn)作。最為關(guān)鍵的是,在面對(duì)多算法并行運(yùn)作內(nèi)存資源調(diào)度效率問題時(shí),華為采用了獨(dú)創(chuàng)的內(nèi)存管理機(jī)制,支持設(shè)備在微體檢過程中的不同時(shí)機(jī),向不同算法分配、回收固定的內(nèi)存資源,能合理利用每一種算法甚至疊加算法讓檢測結(jié)果更精準(zhǔn)。
截至目前,心臟健康研究參與用戶數(shù)據(jù)超500萬,血管健康研究參與用戶數(shù)超81萬,肝臟脂肪研究參與用戶數(shù)約50萬,睡眠呼吸暫停研究參與用戶數(shù)超300萬,呼吸健康研究參與用戶數(shù)約80萬,血壓健康研究參與用戶數(shù)近30萬。未來,會(huì)有更多健康檢測項(xiàng)目加入進(jìn)來,將微體檢應(yīng)用逐漸打造為身體健康和慢病健康的管理平臺(tái)。
在2023華為運(yùn)動(dòng)健康有技術(shù)暨HDC運(yùn)動(dòng)健康分論壇上,華為首次揭秘了血糖健康研究背后的黑科技,并對(duì)消費(fèi)者頗為關(guān)注的微體檢、呼吸健康、血管健康、北斗衛(wèi)星消息、專業(yè)潛水、體姿圖像檢測評(píng)估等七大功能背后的創(chuàng)新尖端科技進(jìn)行解密。
“2014年開始的這十年是華為數(shù)字健康高度發(fā)展的十年,而小型化,無感化,智能化,則是未來華為數(shù)字健康研究的方向。這十年只是起點(diǎn),我們將帶著熱情去探索下一個(gè)十年?!睆垷樛嘎读巳A為下一步的三大重點(diǎn):
——運(yùn)動(dòng)與血壓健康研究。華為正在與上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院開展運(yùn)動(dòng)與心血管健康研究,通過血壓、心率等生命體征監(jiān)測以及配速、步數(shù)等運(yùn)動(dòng)指標(biāo)監(jiān)測,讓用戶在運(yùn)動(dòng)過程中也能綜合評(píng)估運(yùn)動(dòng)相關(guān)心血管風(fēng)險(xiǎn),讓運(yùn)動(dòng)健身過程更加合理、安全。
——女性卵巢健康研究。為了幫助女性及早發(fā)現(xiàn)卵巢功能衰退的情況,華為正在與中國的醫(yī)療機(jī)構(gòu)合作,將圍繞生殖健康領(lǐng)域開展女性健康研究,通過體溫、心率、HRV、呼吸率等生命體征監(jiān)測, 實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)估女性用戶卵巢衰老風(fēng)險(xiǎn), 幫助女性及早干預(yù),及時(shí)調(diào)整飲食起居。
——情緒健康研究。華為正在與中國的醫(yī)療機(jī)構(gòu)合作開展情緒健康研究,基于華為智能穿戴設(shè)備,通過多參數(shù)融合構(gòu)建情緒檢測模型識(shí)別用戶情緒狀態(tài),評(píng)估用戶情緒障礙風(fēng)險(xiǎn),幫助用戶更好地應(yīng)對(duì)情緒問題,享受身心皆健康的美好生活。
未來十年,華為還將致力于為更多用戶打造院外個(gè)人數(shù)字健康檔案,在幫助用戶更便捷地進(jìn)行自我管理的同時(shí),為醫(yī)生對(duì)患者的日常管理提供可靠依據(jù),形成完整精準(zhǔn)醫(yī)療閉環(huán),為全動(dòng)和健康生活帶來更多的賦能。
“期待未來打造更好的平臺(tái),讓行業(yè)人士、專業(yè)人士在上面做他們最擅長的事情,共同創(chuàng)新?!睍诚胫磥?,張煒的眼睛閃閃發(fā)亮。