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中國科大實現(xiàn)重大突破！

日期:2022-12-09

不需佩戴電極、除去衣物，就可以“無感”完成心電圖檢測……12月2日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，近日，該校在無線人體感知研究中取得重要進展，實現(xiàn)了基于毫米波雷達的非接觸人體心電圖實時監(jiān)測，突破了百余年來心電圖僅能通過接觸式傳感器獲取的局限。

毫米波非接觸心電圖實時監(jiān)測

心電圖監(jiān)測一直被視為臨床診斷心血管疾病的“金標(biāo)準(zhǔn)”之一，在疾病早期診斷發(fā)現(xiàn)以及后續(xù)治療過程中均有極高的臨床價值。

然而，自發(fā)明一百多年來至今，心電圖監(jiān)測一直需要將電極連接到人的皮膚上，來捕捉反映心臟狀態(tài)的電活動變化，導(dǎo)致不適的用戶體驗。日常生活中的長時間連續(xù)心電圖監(jiān)測也往往難以實施，造成轉(zhuǎn)瞬即逝的異常心電狀態(tài)記錄丟失，延誤疾病的診斷。為此，中國科大吳曼青團隊聚焦于當(dāng)前公共健康領(lǐng)域的痛點問題，研究非接觸心電圖監(jiān)測技術(shù)以突破傳統(tǒng)心電圖監(jiān)測接觸式測量的應(yīng)用瓶頸。

研發(fā)過程中，吳曼青院士團隊陳彥教授、孫啟彬研究員等人利用心臟電活動與機械活動是心臟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表的心臟機械活動，提取四維心臟機械活動信號。隨后利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建模心臟機械活動與電活動之間的非線性映射關(guān)系，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式求解該域轉(zhuǎn)換問題，并最終還原出心電波形。

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(tài)和人體相對靜止躺姿約束的實驗設(shè)計下，對35個實驗對象實現(xiàn)了非接觸心電圖監(jiān)測。

“與傳統(tǒng)心電圖相比，非接觸式心電圖實現(xiàn)了時間中位數(shù)精度小于14毫秒、形態(tài)中位數(shù)精度大于90%的監(jiān)測性能。”陳彥說，此外，該方法的監(jiān)測結(jié)果支持對心血管疾病診斷中的關(guān)鍵指標(biāo)——心跳間期的穩(wěn)定監(jiān)測，其誤差在9毫秒以內(nèi)。

“新方法中，被測者不需要佩戴電極，也不需要去除衣物，以無感的方式完成心電圖監(jiān)測。”陳彥介紹，目前團隊正在與相關(guān)醫(yī)院進行合作，一旦獲得臨床認(rèn)可，該技術(shù)將對心律失常、心肌梗死等疾病的日常監(jiān)測與診斷提供重要的幫助。

合報科學(xué)+融媒體工作室合報全媒體記者：劉暢司晨

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