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用科技改善全民體質(zhì) 華為運動健康十年磨一劍
2024-01-21 17:57:55
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用科技改善全民體質(zhì) 華為運動健康十年磨一劍與運動健康產(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、全棧升級之路?！?/p>
華為自進入智能穿戴領域，便堅持自主研發(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，在體征檢測的準確性和體驗上不斷精進，從讀懂每一次心跳，到對血糖、呼吸、血管健康風險評估等檢測，已打開45個身體健康“密碼”。
華為運動健康在智能穿戴領域的研發(fā)投入和專利數(shù)量均居世界前列，目前專利申請已超800項，在全球擁有10大研究所、3大運動健康實驗室。今年華為還將在歐洲新建運動健康實驗室，加速穿戴領域?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行長達十多萬小時的健康監(jiān)測，獲得了一百多萬高血糖風險相關(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，并基于此設計出業(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險評估研究的智能手表。
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，錯失了最佳治療時機。三年前，華為組建了一支專攻血糖健康的研發(fā)團隊，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會等專業(yè)機構(gòu)聯(lián)合開展血糖健康研究。
通過華為穿戴設備，累計對1000多名患者進行了長達十多萬小時的健康監(jiān)測，獲得了超近百萬條血糖數(shù)據(jù)。通過大量的實驗研究發(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)設計出業(yè)界首創(chuàng)的“高血糖分形算法”，讓腕間進行高血糖風險評估終于成為可能。
在研發(fā)過程中團隊發(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，運動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。面對困難和挑戰(zhàn)，研發(fā)團隊進行了“分形”排除其他干擾的辦法，將健康人群和三高人群進行對照分組實驗，基于華為穿戴最先進的環(huán)形和HUAWEI TruSeen 5.0+算法技術(shù)，從而更精準地發(fā)現(xiàn)了高血糖異常波動引發(fā)的血管、心率等信號特征。
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)支持高血糖風險評估，也是全球唯一可以提供高血糖風險評估研究的智能手表，該功能評估用戶低、中、高三檔風險等級。據(jù)目前用戶反饋的可評估數(shù)據(jù)計算，糖尿病及糖尿病前期人群的確診率與醫(yī)院金標(醫(yī)療判斷標準)的對比的準確率基本一致，上市僅兩個月，已經(jīng)幫助近兩千人提前識別出高血糖風險，在糖尿病早期風險評估與健康管理上，價值和意義巨大。
“專業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新我們投入最多，也是一直堅持的方向?！睆垷樚貏e強調(diào)，華為運動健康十分重視基礎科學研究。他笑言，“我們的目標就是用科技改善全民體質(zhì)?！蹦壳?，華為穿戴的專利數(shù)已超800項。
不僅如此，華為積極開展與專業(yè)機構(gòu)的運動健康研究。從2018年開始與301醫(yī)院聯(lián)合發(fā)起心臟健康研究，提供房顫風險篩查及專家隨診服務;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的三大健康研究項目，即創(chuàng)新血糖、肺功能健康和高原健康研究，與專業(yè)機構(gòu)在健康研究方面超過100項。
以血管健康為例，智能手表可以對血管健康進行評估，其背后原理是通過檢測脈搏波傳導速度(PWV)，即脈搏波在血管壁上傳播的速度，綜合其他因素整體評估心血管風險。醫(yī)學上普遍認為，血管越硬，脈搏波傳導速度越快，PWV值越高。
因此PWV檢測的精準性很大程度上決定了血管健康狀態(tài)評估的準確性。華為研發(fā)團隊基于高性能八通道心率配合高性能心電傳感器，實現(xiàn)精準檢測心率、HRV、脈搏波傳導速度等生理指標，通過脈搏波波形分析算法識別并計算PWV的高相關(guān)特征，同時利用ECG收集到的電信號與PPG采集到的脈搏波信號之間的“時間差”，結(jié)合用戶體征信息與穿戴設備監(jiān)測的生理指標等參數(shù)，實現(xiàn)PWV的精準檢測。
精準檢測到PWV后，最大的難點是通過穿戴設備識別血管狀態(tài)的關(guān)鍵特征因子。華為的“自研信號時頻域優(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)指標進行快速對比，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，從而綜合評估血管健康情況，精準篩查心血管風險及提供專業(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，篩查出高風險約4000人，確診率高達96%。
慢性病人需要一個可以隨時隨地進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，能不能隨時隨地做個小型體檢，把健康的主動權(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)快速進行10項健康數(shù)據(jù)的檢測和風險評估，支持檢測心率、血氧、壓力、體溫、心電圖、血管彈性、血管風險篩查、肺功能評估、慢阻肺風險篩查、肺部感染風險篩查，并在手表和華為運動健康App端同時生成微體檢報告。
智能手表想要實現(xiàn)這一功能并不容易。這需要啟用智能手表的多個傳感器和獨立算法，而如此多的健康數(shù)據(jù)檢測和風險評估要想在60秒內(nèi)完成，不僅需要多個傳感器和眾多算法的協(xié)同運作，還需要考慮手表內(nèi)存資源、數(shù)據(jù)信號分配等多個復雜問題。
針對這一系列問題，華為運動健康研發(fā)團隊整體評估各項生理指標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，完成了傳感器的智能化調(diào)度，并運用強大的算力，即任務調(diào)度能力，實現(xiàn)多算法的并行運作。最為關(guān)鍵的是，在面對多算法并行運作內(nèi)存資源調(diào)度效率問題時，華為采用了獨創(chuàng)的內(nèi)存管理機制，支持設備在微體檢過程中的不同時機，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。
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，會有更多健康檢測項目加入進來，將微體檢應用逐漸打造為身體健康和慢病健康的管理平臺。
在2023華為運動健康有技術(shù)暨HDC運動健康分論壇上，華為首次揭秘了血糖健康研究背后的黑科技，并對消費者頗為關(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、體姿圖像檢測評估等七大功能背后的創(chuàng)新尖端科技進行解密。
“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，我們將帶著熱情去探索下一個十年?！睆垷樛嘎读巳A為下一步的三大重點：
——運動與血壓健康研究。華為正在與上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院開展運動與心血管健康研究，通過血壓、心率等生命體征監(jiān)測以及配速、步數(shù)等運動指標監(jiān)測，讓用戶在運動過程中也能綜合評估運動相關(guān)心血管風險，讓運動健身過程更加合理、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)療機構(gòu)合作，將圍繞生殖健康領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， 實現(xiàn)綜合評估女性用戶卵巢衰老風險， 幫助女性及早干預，及時調(diào)整飲食起居。
——情緒健康研究。華為正在與中國的醫(yī)療機構(gòu)合作開展情緒健康研究，基于華為智能穿戴設備，通過多參數(shù)融合構(gòu)建情緒檢測模型識別用戶情緒狀態(tài)，評估用戶情緒障礙風險，幫助用戶更好地應對情緒問題，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人數(shù)字健康檔案，在幫助用戶更便捷地進行自我管理的同時，為醫(yī)生對患者的日常管理提供可靠依據(jù)，形成完整精準醫(yī)療閉環(huán)，為全動和健康生活帶來更多的賦能。
“期待未來打造更好的平臺，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?！睍诚胫磥恚瑥垷樀难劬﹂W閃發(fā)亮。
