突破百余年局限 中國團(tuán)隊實現(xiàn)非接觸心電圖實時監(jiān)測

中新網(wǎng)合肥12月2日電 (記者 吳蘭)記者2日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校吳曼青院士團(tuán)隊陳彥教授、孫啟彬研究員等人在無線人體感知研究中取得重要進(jìn)展——實現(xiàn)非接觸心電圖實時監(jiān)測。

這一基于毫米波雷達(dá)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。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《IEEE移動計算匯刊》(IEEE Transactions on Mobile Computing)。

陳彥介紹，“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?！?/p>

心血管疾病是全球第一大致死疾病，每年約有1860萬人因此失去生命。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。因此，日常生活中的長時間連續(xù)心電圖監(jiān)測往往難以實施，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。

吳曼青團(tuán)隊聚焦于當(dāng)前公共健康領(lǐng)域的痛點(diǎn)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。研究人員利用心臟電活動與機(jī)械活動是心臟活動同源不同表征的特性，使用毫米波雷達(dá)以非接觸形式測量體表的心臟機(jī)械活動，提取四維心臟機(jī)械活動信號。并利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建模心臟機(jī)械活動與電活動之間的非線性映射關(guān)系，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?！标悘┱f，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)。該指標(biāo)對心律紊亂、心肌梗死等疾病具有重要的診斷價值。

陳彥介紹，“目前我們正在與相關(guān)醫(yī)院進(jìn)行合作，一旦獲得臨床認(rèn)可，本技術(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?！?完)