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更科学的衡量健康的方式

更科学的衡量健康的方式 亚马逊
2020-08-27
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导读:人们常说,“保持健康体重是你能为自己的健康做的最重要的事情。”长期以来,体重一直是衡量我们健康状况的首选指标。这是因为超重或肥胖会对健康构成风险,可能导致糖尿病和心脏病等慢性疾病。然而,仅凭体重无法告
从历史上看,体重一直是衡量健康状况的首选指标。人们常说“保持健康体重是你能为自己的健康做的最重要的事情”,因为超重或肥胖可能增加糖尿病、心脏病甚至癌症的风险。[1][2]但仅凭体重无法反映身体中肌肉、脂肪、骨骼及水分的具体构成。身体质量指数(BMI)因同时考虑身高和体重,常被医生用于筛查肥胖等医疗状况并提供护理建议。[3]然而,BMI也存在局限性:它无法区分肌肉与脂肪。由于肌肉和骨骼密度大于脂肪,健壮者可能被误判为肥胖。近期一项涵盖三十多项临床研究的系统综述指出,尽管BMI应用广泛,但在临床实践中作为肥胖筛查工具仍存在严重局限。.[4]

更好的健康指标


相比单独使用体重或BMI,体脂百分比(BFP)是更全面的健康与长寿指标,因为肥胖本质上等同于体内脂肪过多。[5]医疗专业人士早已知晓这一点,但传统BFP测量往往困难、昂贵且不便。即便是家用智能秤,误差率也较高。[6]这类设备通过生物电阻抗分析推算BFP,但由于人体水合状态在一天内波动较大,导致电阻变化显著,进而造成BFP数据偏差。[7]
此外,水下称重池和舱体设备等商用级工具虽比家用智能秤准确,但依赖专业人员或特殊设施,且每次扫描均需付费。更重要的是,这些工具假设去脂体重密度恒定,未考虑个体间骨骼和肌肉密度的差异,这一假设在实践中往往不成立,从而限制了测量的准确性。[5]
在亚马逊,我们致力于让每个人都能获取具有临床参考价值的重要健康信息。因此,我们将长期积累的计算机视觉(CV)和机器学习(ML)技术应用于开发“Body”功能。该功能是全新健康与健身会员服务Amazon Halo的一部分。通过Body功能,您只需使用智能手机摄像头和Amazon Halo应用,即可在家中私密、便捷地测量并追踪体脂百分比(BFP)。

技术细节


Body由我们的CV和ML团队研发的人工智能(AI)驱动,包含一系列算法,可生成个性化3D身体模型、体脂百分比(BFP)以及身体模型滑块——后者以可视化方式展示随体脂增减体型可能发生的变化。其工作原理如下:
首先,深度神经网络(DNN)以像素级精度识别身体并将其与背景分离。该网络经数十万张图片训练,无论照片中是否存在宠物、家具或阴影等干扰物,均能准确识别人体。
接着,另一款DNN分析图像与身体物理属性(包括体型及脂肪、肌肉分布)之间的关系。该模型并非直接“看到”体脂,而是通过分析躯干、大腿和背部中段等已知与体脂相关的“热点”区域细节,结合身体整体形状,准确估算BFP。
第三款DNN根据图片中的身体形状和外观生成3D身体模型。Body能从3D模型中剔除背景及面部表情、发型等个人特征的干扰,生成量身定制的模型。基于对人体在不同体脂百分比下变化规律的学习,Body将这些知识应用于3D模型中,作为身体模型滑块的基础,直观展示随时间推移体脂变化时体型的可能改变。整个过程仅需数秒,且能适应不同手机摄像头及环境差异。

与其他体脂测量工具相比如何?


Amazon Halo的BFP测量准确度与医生常用方法相当,几乎是主流家用智能秤的两倍。若您习惯使用智能秤,可能会注意到数据差异。我们采用双能X线吸收测定法(DXA)进行准确性验证,该方法被视为身体成分评估的临床金标准;但此类设备需医生处方,单次扫描费用约80美元。测试覆盖了多种体型、年龄、性别、种族及其他人口统计学特征。我们仍在持续改进,Body将随时间推移变得更精准。
无论身处浴室、卧室或其他舒适空间,均可进行身体扫描。建议穿着紧身简约衣物(女性推荐运动内衣和骑行短裤;男性推荐平角或三角内裤),束起头发,并与手机保持约4-6英尺距离。正面均匀光线效果最佳。准备就绪后,Amazon Halo应用将精确指导站姿,引导拍摄正面、背面及左右两侧共四张扫描图像。
数秒后,即可在Amazon Halo应用中查看个性化3D身体模型、体脂百分比(BFP)及身体模型滑块。该模型呈现扫描时刻身体的3D视图。Amazon Halo帮助您了解自身BFP在同龄同性别群体中的相对位置,滑块则助您直观想象体脂增减对体型的影响。为获最佳结果,请保持扫描条件一致。体脂变化需要时间,建议每两周扫描一次,通过长期观察追踪趋势以监控进展。在与WW会员共同试点Body功能的过程中,超过80%的受访者表示该功能对其健康旅程起到了有用或激励作用。

Amazon Halo、Body功能与隐私


健康本质上是私人的,身体扫描更涉及高度隐私。因此,Amazon Halo和Body功能在设计之初便将隐私保护纳入核心考量。身体扫描图像在处理完成后会自动从云端删除。此后,图像及生成的个性化3D身体模型仅存储于本地手机。除非您主动分享给朋友、教练或用于社交媒体发布,否则只有您本人能看到这些数据。您也可随时通过Amazon Halo应用的“设置”选项卡下载或删除Body数据。
您还可选择将Body扫描图像存储在安全的亚马逊云存储中,以便保存记录BFP变化的前后对比照片。您可随时在Amazon Halo应用中取消此选项,届时图像将从云端自动删除。
我们很高兴能与世界分享这项新技术及Amazon Halo的其他关键功能,它们将帮助您更轻松地进行测量、理解并改善个人健康。
若想亲自体验Body功能,可申请Amazon Halo的早期访问权限。祝您健康。
[1]Heymsfield S 和 Wadden TA. Mechanisms, pathophysiology, and management of obesity. N Engl J Med 2017.
[2]Bluher M. 肥胖:全球流行病学与发病机制。Nat Rev Endocrinol 2019。
[3]美国预防服务工作组。成人肥胖筛查与管理:推荐声明。《美国家庭医师》2012年。
[4]Sommer I, Teufer B, Szelag M 等。人体测量工具在确定肥胖中的表现:一项系统综述和荟萃分析。Sci Rep 2020.
[5]Padwal R, Leslie WD, Lix LM 等。体脂百分比、体重指数与全因死亡率之间的关系。Ann Intern Med 2016.
[6]访问于2020年8月20日。https://www.consumerreports.org/body-fat-scales/body-fat-scale-review/
[7]Borga M, West J, Bell JD 等。先进的人体成分评估:从体重指数到人体成分 profiling。J Investig Med 2018.
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