記者12月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)了基于毫米波雷達(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》。

　　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。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(fā)病率與致死率均居世界前列。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)明到現(xiàn)在100多年來，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。

　　國家“十四五”規(guī)劃綱要指出，要加強(qiáng)泛在感知體系建設(shè)，解決傳統(tǒng)技術(shù)瓶頸，發(fā)展智能預(yù)警、應(yīng)急救援救護(hù)和智慧養(yǎng)老等社區(qū)惠民服務(wù)。因此，吳曼青團(tuán)隊聚焦當(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。

　　陳彥等人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。隨后利用深度神經(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，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。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(jiān)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(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)。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。

　　陳彥表示：“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，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。”