重大醫(yī)療突破！這一傳感器可實(shí)現(xiàn)非接觸心電圖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
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該研究突破了無線信號(hào)在人體感知任務(wù)中的物理感知極限，提供了一種非接觸ECG監(jiān)測(cè)方法。在使用過程中，被測(cè)者不需要佩戴電極也不需要去除衣物，以無感的方式完成ECG監(jiān)測(cè)，具有極高的臨床價(jià)值。
編輯：感知芯視界
△毫米波非接觸心電圖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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（ECG）監(jiān)測(cè)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(jià)值。然而，自發(fā)明一百多年來至今，ECG的工作原理是通過接觸皮膚的電極捕捉反映心臟狀態(tài)的電活動(dòng)變化，要求利用貼身電極測(cè)量體表的電活動(dòng)變化，導(dǎo)致不適的用戶體驗(yàn)。
△非接觸心電圖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理具體來說，陳彥教授等人利用心臟電活動(dòng)與機(jī)械活動(dòng)是心臟活動(dòng)同源不同表征的特性，開發(fā)了一種毫米波雷達(dá)系統(tǒng)，用于非接觸式測(cè)量心臟機(jī)械活動(dòng)，從射頻（RF）信號(hào)中提取4D心臟機(jī)械運(yùn)動(dòng)信號(hào)，隨后利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建模心臟機(jī)械活動(dòng)與電活動(dòng)之間的非線性映射關(guān)系，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式求解該域轉(zhuǎn)換問題，并實(shí)現(xiàn)從RF輸入到ECG輸出的端到端重建映射，最終還原出心電ECG波形。據(jù)介紹，研究人員進(jìn)行了200項(xiàng)實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)，涉及35名年齡在18至65歲之間的參與者。毫米波雷達(dá)裝置放置在他們身體上方0.4至0.5米之間，在正常呼吸、不規(guī)則呼吸、運(yùn)動(dòng)后和睡眠四種不同的生理狀態(tài)，以模擬日常生活中的常見情況。在使用這些數(shù)據(jù)來訓(xùn)練和測(cè)試他們的人工智能后，研究人員發(fā)現(xiàn)，與帶電極的標(biāo)準(zhǔn)心電圖監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，該方法的實(shí)現(xiàn)了時(shí)間中位數(shù)精度誤差小于14毫秒，形態(tài)中位數(shù)精度大于90%的非接觸ECG監(jiān)測(cè)性能。
△時(shí)間中位數(shù)精度誤差小于14毫秒該方法的監(jiān)測(cè)結(jié)果還支持對(duì)臨床心律紊亂診斷過程中的關(guān)鍵指標(biāo)：R-R間隔的穩(wěn)定監(jiān)測(cè)，其90%誤差均在9毫秒以內(nèi)，進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法的醫(yī)學(xué)價(jià)值。
△系統(tǒng)的時(shí)間和形態(tài)精度性能分析以及在不同心率狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比該研究突破了無線信號(hào)在人體感知任務(wù)中的物理感知極限，提供了一種非接觸ECG監(jiān)測(cè)方法。在使用過程中，被測(cè)者不需要佩戴電極也不需要去除衣物，以無感的方式完成ECG監(jiān)測(cè)，具有極高的臨床價(jià)值。不過需要指出的是，當(dāng)患者隨機(jī)移動(dòng)時(shí)，新方法檢測(cè)方法得出的結(jié)果可能不太準(zhǔn)確。研究小組計(jì)劃在未來的工作中解決這個(gè)問題。這項(xiàng)研究也涉及健康個(gè)體，因此需要進(jìn)一步訓(xùn)練人工智能算法，以適用于患有特定潛在心血管疾病的人。*博客內(nèi)容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布，僅代表博主個(gè)人觀點(diǎn)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系工作人員刪除。
