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非接觸心電圖監測技術問世

發布時間:2022-12-06 16:06:00來源: 安徽日報

  記者12月2日從(cong) 中國科學技術大學獲悉,該校吳曼青院士團隊陳彥教授、孫啟彬研究員等人在無線人體(ti) 感知研究中取得重要進展,實現了基於(yu) 毫米波雷達的非接觸人體(ti) 心電圖實時監測,突破了百餘(yu) 年來心電圖僅(jin) 能通過接觸式傳(chuan) 感器獲取的局限。相關(guan) 研究成果日前發表於(yu) 《IEEE移動計算匯刊》。

  心血管疾病是全球第一大致死疾病,每年約有1860萬(wan) 人因此失去生命。在我國,隨著人口老齡化的日益突出,心血管疾病對居民健康的影響越加顯著,其發病率與(yu) 致死率均居世界前列。心電圖監測一直被視為(wei) 臨(lin) 床診斷心血管疾病的“金標準”之一,在疾病早期診斷發現以及後續治療過程中均有極高的臨(lin) 床價(jia) 值。

  然而,自發明到現在100多年來,心電圖監測一直需要將電極連接到人的皮膚上,來捕捉反映心髒狀態的電活動變化,導致不適的用戶體(ti) 驗。因此,日常生活中的長時間連續心電圖監測往往難以實施,造成轉瞬即逝的異常心電狀態記錄丟(diu) 失,延誤疾病的診斷。

  國家“十四五”規劃綱要指出,要加強泛在感知體(ti) 係建設,解決(jue) 傳(chuan) 統技術瓶頸,發展智能預警、應急救援救護和智慧養(yang) 老等社區惠民服務。因此,吳曼青團隊聚焦當前公共健康領域的痛點問題,研究非接觸心電圖監測技術以突破傳(chuan) 統心電圖監測接觸式測量的應用瓶頸。

  陳彥等人利用心髒電活動與(yu) 機械活動是心髒活動同源不同表征的特性,使用毫米波雷達以非接觸形式測量體(ti) 表的心髒機械活動,提取四維心髒機械活動信號。隨後利用深度神經網絡模型建模心髒機械活動與(yu) 電活動之間的非線性映射關(guan) 係,通過數據驅動的方式求解該域轉換問題,並最終還原出心電波形。因此,新方法中,被測者不需要佩戴電極,也不需要去除衣物,以無感的方式就能完成心電圖監測。

  在研究中,研究人員在0.5米非接觸感知距離、不同生理狀態和人體(ti) 相對靜止躺姿約束的實驗設計下,對35個(ge) 實驗對象實現了非接觸心電圖監測。

  “與(yu) 傳(chuan) 統心電圖相比,非接觸式心電圖實現了時間中位數精度小於(yu) 14毫秒、形態中位數精度大於(yu) 90%的監測性能。”陳彥說,此外,該方法的監測結果支持對心血管疾病診斷中的關(guan) 鍵指標——心跳間期的穩定監測,其誤差在9毫秒以內(nei) 。該指標對心律紊亂(luan) 、心肌梗死等疾病具有重要的診斷價(jia) 值。

  陳彥表示:“目前我們(men) 正在與(yu) 相關(guan) 醫院進行合作,一旦獲得臨(lin) 床認可,該技術將對心律失常、心肌梗死等疾病的日常監測與(yu) 診斷提供重要的幫助。”

(責編:郭爽)

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