Od wielu lat waga była głównym parametrem używanym do oceny stanu zdrowia. Faktycznie, często słyszy się, że „utrzymanie odpowiedniej wagi jest najważniejszą rzeczą, jaką można zrobić dla własnego zdrowia”. To prawda, ponieważ nadwaga czy otyłość stanowią dla niego zagrożenie. Mogą prowadzić do cukrzycy, chorób serca, a nawet raka.[1][2] Na podstawie samej wagi nie można jednak stwierdzić, jaką część ciała stanowią mięśnie, tłuszcz, kości, woda, czy pączek zjedzony na śniadanie. Wskaźnik masy ciała (BMI) jest często używany jako bardziej wiarygodny wyznacznik stanu zdrowia, ponieważ uwzględnia zarówno wzrost, jak i wagę. Jest powszechnie stosowany przez lekarzy w badaniach przesiewowych pod kątem pewnych schorzeń, takich jak otyłość, i do wydawania zaleceń dotyczących opieki[3].
BMI może jednak wprowadzać w błąd, ponieważ i w jego przypadku nie bierze się pod uwagę proporcji tkanki mięśniowej i tłuszczowej. Mięśnie i kości są gęstsze niż tłuszcz, więc bardzo umięśnione osoby mogą zostać sklasyfikowane jako otyłe na podstawie BMI, choć nie mają dużo tłuszczu. Zgodnie z przeprowadzoną niedawno analizą ponad trzydziestu badań klinicznych, użyteczność BMI jako narzędzia do badań przesiewowych otyłości w praktyce klinicznej jest ograniczona, pomimo jego powszechnego stosowania.[4]
Lepsza miara zdrowia
Procent tkanki tłuszczowej (BFP) jest lepszym ogólnym wskaźnikiem zdrowia i długowieczności, niż sama waga czy BMI. Jest tak, ponieważ w największym uproszczeniu otyłość oznacza właśnie zbyt dużą ilości tkanki tłuszczowej. Lekarze tacy jak ja wiedzą o tym już od jakiegoś czasu[5], ale pomiar BFP może być trudny, kosztowny i niewygodny. Domowe inteligentne wagi, które próbują mierzyć BFP, mają wysoki margines błędu.[6] Wagi nie mierzą zawartości tkanki tłuszczowej, ale analizują opór elektryczny ciała i na jego podstawie ustalają BFP. W zależności od stopnia nawodnienia w ciągu dnia, opór elektryczny może znacznie się zmieniać, co prowadzi do dużych błędów przy szacowaniu BFP.[7]
Dostępne są też komercyjne usługi pomiarowe, takie jak ważenie hydrostatyczne przez zanurzenie w zbiorniku pomiarowym. Są dokładniejsze od inteligentnych wag domowych, ale wymagają dostępu do specjalisty lub wyspecjalizowanej placówki, a każde badanie kosztuje. W badaniu zakłada się stałą gęstość masy beztłuszczowej i nie uwzględnia się gęstości kości czy mięśni u badanej osoby. Te założenia często nie sprawdzają się w praktyce i obniżają dokładność pomiaru.[5]
Amazon uważa, że każdy powinien mieć dostęp do ważnych informacji klinicznych na temat własnego zdrowia. Wykorzystaliśmy nasze wieloletnie doświadczenie w rozpoznawaniu obrazów (CV) i uczeniu maszynowym (ML), opracowując Body, funkcję dostępną w Amazon Halo, naszym nowym produkcie abonamentowym z dziedziny zdrowia i dobrego samopoczucia. Dzięki Body można łatwo mierzyć i monitorować BFP w zaciszu własnego domu, wykorzystując w tym celu jedynie aparat smartfona i aplikację Amazon Halo.
Co to jest Amazon Halo?
Amazon Halo to nowa usługa abonamentowa, pomagająca użytkownikom być zdrowszymi i czuć się lepiej. Użytkownicy zyskują dostęp do różnorodnych funkcji opartych na sztucznej inteligencji dostępnych w aplikacji Amazon Halo, obsługiwanej przy pomocy wygodnej i innowacyjnej opaski Amazon Halo Band. Mogą monitorować aktywność i sen, analizować skład ciała i ton głosu, a także odkrywać odpowiadające im zdrowe nawyki. Halo jest dostępne w ramach przedsprzedaży dla klientów z USA.
Trochę technikaliów
Body wykorzystuje mechanizmy sztucznej inteligencji (AI), opracowane przez nasz zespół CV i ML. Posługuje się zestawem algorytmów, które pozwalają stworzyć spersonalizowany model ciała w trójwymiarze oraz umożliwia ustalenie BFP. Użytkownicy mogą przy pomocy suwaka obrazującego model ciała zwizualizować wygląd swojej sylwetki w przyszłości, po zwiększeniu lub zmniejszeniu ilości tkanki tłuszczowej. Działa to w następujący sposób:
Najpierw głęboka sieć neuronowa (DNN) analizuje ciało, oddzielając je od tła z dokładnością co do piksela. Sieć została wytrenowana na setkach tysięcy obrazów w rozpoznawaniu sylwetek na zdjęciach, niezależnie od tego, co jeszcze znajduje się w polu widzenia kamery (np. zwierzęta domowe, meble, cienie, itp.).
Następnie informacje są analizowane przez inną DNN, która ustala związek pomiędzy wyglądem osoby a fizycznymi właściwościami jej ciała, między innym sylwetką oraz rozmieszczeniem tkanki tłuszczowej i mięśniowej. Ta DNN nie widzi bezpośrednio tkanki tłuszczowej, ale analizuje szczegóły części ciała będących głównym miejscem pomiaru tkanki tłuszczowej, takich jak tułów, uda i środkowy odcinek pleców, a także bada ogólny kształt ciała na podstawie jego obrazu, aby dokładnie oszacować BFP.
Kształt i wygląd ciała na obrazie jest analizowany przez trzecią DNN, aby mógł powstać jego trójwymiarowy model. Body potrafi usunąć z modelu 3D zakłócające interpretację elementy tła, czy czynniki osobiste, takie jak makijaż, wyraz twarzy czy fryzura. Wygenerowany model jest spersonalizowanym obrazem użytkownika. Dzięki informacjom o zmianach ciała przy różnej zawartości tkanki tłuszczowej, Body umożliwia ich zobrazowanie na stworzonym trójwymiarowym modelu użytkownika przy wykorzystaniu suwaka. Manipulując suwakiem użytkownicy mogą obejrzeć zmiany zachodzące w ich sylwetkach z upływem czasu. To wszystko trwa jedynie kilka sekund i działa niezależnie od aparatu zainstalowanego w smartfonie czy otoczenia, w którym znajduje się użytkownik.
Jak Body wypada w porównaniu z innymi narzędziami do pomiaru tkanki tłuszczowej?
Pomiar BFP w Amazon Halo zapewnia taką dokładność, jak metody stosowane przez lekarzy i prawie dwukrotnie wyższą od wiodących modeli inteligentnych wag domowych. Osoby odczytujące dotychczas swoje BFP z inteligentnej wagi mogą spodziewać się sporej różnicy. Dokładność testowaliśmy przy użyciu absorpcjometrii podwójnej energii promieniowania rentgenowskiego (DXA), która jest uważana za kliniczny „złoty standard” w zakresie analizy składu ciała i jest szeroko stosowana. Niemniej jednak, aby skorzystać z takiego urządzenia potrzebne byłoby skierowanie od lekarza i wykonanie płatnych badań. W testach skupiliśmy się na wielu parametrach, biorąc pod uwagę różne typy sylwetki, wiek, płeć, grupę etniczną i inne aspekty demograficzne. To jeszcze nie koniec prac – Body będzie coraz lepsze i jeszcze dokładniejsze.
Jak korzystać z Body w Amazon Halo
Skan ciała można wykonać w dowolnym miejscu, w którym czujemy się najbardziej komfortowo – w łazience, sypialni, czy domowym azylu. Należy założyć obcisłe, minimalistyczne ubranie (na przykład sportowy stanik i spodenki rowerowe w przypadku kobiet, lub bokserki w przypadku mężczyzn), związać włosy i stanąć w odległości od 120 to 180 cm od obiektywu telefonu. Najlepiej byłoby zapewnić jednolite oświetlenie od przodu. Gdy użytkownik będzie gotowy, aplikacja Amazon Halo pokaże dokładnie jak stać i poprowadzi przez dalsze etapy procesu, wykonując cztery zdjęcia – z przodu, z tyłu i z każdej strony.
W ciągu kilku sekund w aplikacji Amazon Halo udostępniony zostanie spersonalizowany model ciała 3D, informacja o BFP i suwak zmian modelu ciała. To takie proste! W czasie skanowania sylwetki powstaje trójwymiarowy obraz ciała. Amazon Halo pozwala także porównać BFP z osobami tej samej płci i w tym samym wieku, a suwak pomoże zwizualizować zmiany ciała w miarę przyrostu lub utraty tkanki tłuszczowej. Utrzymanie zbliżonych warunków podczas poszczególnych skanów pomoże osiągnąć najlepsze rezultaty. Zmiana ilości tkanki tłuszczowej wymaga czasu. Zalecamy wykonywanie skanów co 2 tygodnie i obserwowanie postępów w dłuższej perspektywie. Z dużą satysfakcją rozpoczęliśmy testy funkcji Body wśród klientów amerykańskiego Weight Watchers – ponad 80% z nich stwierdziło, że nasze narzędzie było przydatne lub zmotywowało ich do pracy nad sobą.
Amazon Halo, Body i prywatność
Zdrowie to bardzo osobista sfera, a trudno o bardziej prywatną czynność, niż fotografowanie własnego ciała. Amazon Halo i Body zostały opracowane z myślą o jak najskuteczniejszej ochronie prywatności. Po przetworzeniu, skany ciała są automatycznie usuwane z chmury. Obrazy i opracowany, spersonalizowany model trójwymiarowy ciała będą przechowywane tylko lokalnie w telefonie. Oznacza to, że nikt oprócz użytkownika ich nie zobaczy, chyba że zdecyduje się podzielić nimi ze znajomymi lub trenerem. Oczywiście można w dowolnym momencie pobrać lub usunąć dane z Body w Ustawieniach w aplikacji Amazon Halo.
Można także wyrazić zgodę na przechowywanie skanów ciała w bezpiecznej chmurze Amazon. Wiemy, że trzeba wylać dużo potu, a może nawet i łez, aby zaobserwować zmiany w ilości tkanki tłuszczowej, dlatego zależy nam na tym, aby użytkownicy mieli możliwość przechowywania zdjęć „przed” i „po”. Można z tego zrezygnować w dowolnym momencie bezpośrednio w aplikacji Amazon Halo, a zapisane obrazy zostaną automatycznie usunięte z chmury.
Cieszymy się, że możemy podzielić się ze światem nową technologią oraz innymi przydatnymi funkcjami Amazon Halo, które ułatwiają analizowanie i poprawę stanu zdrowia.
Życzymy dużo zdrowia!
[1] Heymsfield S and Wadden TA. Mechanisms, pathophysiology, and management of obesity. N Engl J Med 2017.
[2] Bluher M. Obesity: global epidemiology and pathogenesis. Nat Rev Endocrinol 2019.
[3] U.S. Preventive Services Task Force. Screening for and management of obesity in adults: recommendation statement. Am Fam Physician 2012.
[4] Sommer I, Teufer B, Szelag M, et al. The performance of anthropometric tools to determine obesity: a systematic review and meta-analysis. Sci Rep 2020.
[5] Padwal R, Leslie WD, Lix LM, et al. Relationship among body fat percentage, body mass index, and all-cause mortality. Ann Intern Med 2016.
[6] Accessed on August 20, 2020. https://www.consumerreports.org/body-fat-scales/body-fat-scale-review/
[7] Borga M, West J, Bell JD, et al. Advanced body composition assessment: from body mass index to body composition profiling. J Investig Med 2018.
