苹果手表那些行为数据,比如活动量、心肺功能、步态等等,可能比你想象的那些原始传感器数据更能反映一个人的健康状况。这事儿,最新的科学研究这么说的。嗯,就挺“颠覆”的。
这些年,苹果在医疗健康领域是没少折腾,跟各种医疗研究机构合作,从女生的生理周期、甚至到那什么匹克球运动,再到听力损失和睡眠追踪,哪哪儿都有它的影子。还记得那个搞了好几年的“心脏与运动研究”吗?就是用苹果手表追踪马拉松运动员的训练和心肺状况,声势浩大,好像要拯救地球一样。
这个“心脏与运动研究”呢,据说是什么“促进健康运动、增强心血管健康”的大计划的一部分。现在,又出来一篇苹果“赞助”的研究论文,还是基于“心脏与运动研究”的数据。论文里神神秘秘地说啊,行为数据这玩意儿,在健康指示方面,竟然比那些通过硬件传感器直接搞到的常规生物识别数据更“有意义”。听到没?“更显著”!就好像你辛辛苦苦戴表测出来的心率血氧,突然就不香了。
这篇研究,标题取得挺玄乎,叫《超越传感器数据:可穿戴设备行为数据基础模型提升健康预测》——听着就高大上,不知道的还以为要发Science了。文章里声称啊,啥身体活动啦、心血管健康啦、还有行走步态这些指标,在发现短期和长期健康状态上特别有用。嗯,就“特别有用”,至于怎么个有用法,你得自己品。
比如,一个“静态健康状态”大概就是指这人是不是抽烟,有没有高血压,或者是不是在吃什么β受体阻滞剂。而怀孕呢,就算是一种“瞬态健康状态”。传感器数据通常是按秒那种低频度采集的,但一个健康瞬态可能持续好几个月,所以这俩数据维度压根就不在一个频道上。
可穿戴健康行为基础模型——WBM
研究人员呢,煞有其事地根据这些“信息”,搞出来一个他们自己吹嘘的WBM,全称是“可穿戴健康行为基础模型”。这模型是拿“来自可穿戴设备的行为数据”训练出来的,据说用了16.2万名参与者的数据,总计超过150亿小时的测量结果,全部来自于那个神乎其神的“苹果心脏与运动研究”。听着是不是很牛?数字量大管饱,不知道质量如何。

这个可穿戴健康行为基础模型,也就是WBM,用的并不是原始传感器数据,而是从原始数据中“提取”出来的模式。听起来似乎有些道理,毕竟没有人会直接看一堆波形图判断健康。
但是!WBM这玩意儿,它不直接处理那些“原始生物识别传感器数据”!反而是用了“27个可解释的HealthKit量化数据”,这些数据,他们说,是“经过验证的方法,从低级传感器数据计算出来的”。涵盖了什么运动时间啊、站立时间啊、血氧饱和度啊、心率测量啊等等。是不是听起来有点绕?就是把原始数据加工了一遍,然后美其名曰“可解释”。
研究人员还振振有词地解释说:“跟直接建模原始传感器数据比起来,这些派生出来的指标是专家选的,因为它们跟有意义的生理健康状态更‘对齐’。”用人话讲,就是WBM利用从原始传感器数据中提取的模式来预测一个人的健康状况。这篇研究还暗示,这种方法比那种直接依赖传感器数据流的传统检测方法要“更强”。到底强多少,他们说了算咯。
“这个模型在行为驱动型任务上表现出色,比如睡眠预测,如果再结合原始传感器数据的表示,效果还会更好。”这篇研究论文还宣称,WBM在57个健康相关任务上进行了测试,而且在大多数情况下都“超越”了传统的PPG(光电容积描记)模型。超越?真的假的?
具体来说,WBM在预测静态健康状态比如β受体阻滞剂使用上“超越”了PPG,因为它在白天能更可靠地检测到心率下降。在预测瞬态健康状态比如怀孕上,它也“超越”了PPG。但是,对于糖尿病的预测,它却没能比PPG做得更好。哦豁,翻车了吧?论文自己也说:“在生理信息充足的任务中,低层传感器数据比行为数据表现更好。”嗯,看来也不是万能的。
PPG+WBM混合方法为何有用,何时有用?
这就是为什么研究人员还探索了一种PPG+WBM的混合模型,他们说这玩意儿“显著提升了预测性能”。WBM检测的是从原始传感器数据中提取的行为模式,可以包含关于个体健康的重要信息。而PPG呢,能识别即时的生理变化。看起来是互补的,但仅限于“仅靠生理信息不足,且行为是一个有意义的预测因子”的时候。就跟谈恋爱一样,条件挺多。

研究人员拿WBM和传统的PPG方法做了对比。图片来源:苹果及相关研究人员。反正都是他们自己发布,信不信由你。
研究报告很自信地总结道:“最后,我们发现,在大多数任务中,WBM和PPG模型的结合,产生了最准确的模型。”还说:“这种结合在所有考虑的模型中,实现了最佳的年龄预测性能,明显优于任何单一模型。”这话说的,就好像单独一个模型都是垃圾一样。
这种混合方法对于怀孕检测特别有用,因为这种瞬态健康状态的判断需要两种类型的数据。总体来说,在研究人员测试的47个结果中,它在42个中表现最佳。看起来还不错,但剩下的5个呢?
至于所有这些在实际中意味着什么,苹果嘛,当然可以采纳这种混合方法,作为其现有健康相关技术的基础。换句话说,就是在现有的苹果手表PPG或ECG(心电图)传感器旁边,再搞一个类似WBM的模型。反正苹果对健康功能的兴趣一直没变,这意味着我们未来大概率会看到一些“进步”。至于这是真进步还是“优化”,就不好说了。