可实时监测心率、血氧、步数的智能手环或运动手表,近年来广受欢迎。但对新生儿而言,获取这些运动数据可不容易。
据了解,我国NICU(新生儿重症监护病房)使用的监护仪,通常是用穿戴式传感器(电极片、血氧探头等)监测新生儿生命体征,极易造成疼痛刺激,医源性皮肤损伤发生率高达15.10%,其中胎龄<29周的早产儿发生率为36.80%。
如何破解新生儿医源性皮损难题?
南方财经全媒体记者从南方科技大学获悉,“深圳三院-南科大”医工团队经过两年的持续攻关,攻克了光学生理监测技术在国产嵌入式芯片上的落地难题,成功研制出我国首个可用于居家婴儿监护的脉氧监护机器人iBabyI20,仅通过一枚微小的摄像头,即可非接触地监测婴儿心率、呼吸等生命体征。
去年,广东省印发《关于推进卫生健康高质量发展的意见》,明确支持高水平医院联合高等学校和企业,加快研究攻关一批临床医学、生物医药领域关键核心技术。其中一个重点方向,即是丰富5G+医疗健康和医学人工智能应用场景。
“把高校实验室放到公司、放到医院,所有的论文数据都来自一线,相当于做一件事,同时收获学术、产业两项成果,很好地避免了闭门造车。”近日,南方财经全媒体记者约访了南科大生物医学工程系副教授王文锦。
据王文锦介绍,深圳三院、南科大开创的“医工交叉”产学研新范式,借鉴了欧洲“埃因霍温”产学研模式,巧妙地缝合了学界与业界“两张皮”。高校负责创新、企业负责转化、医院负责验证,这种三位一体的联合攻关模式将比“单打独斗”更具效率、更有产业生命力。
攻关生命体征监测“非接触”技术在医院,常见的心电监护仪为十二导联,即在患者身上贴10-12个电极片来监测生命体征。新生儿较为脆弱,即使缩减为三导联,也不可避免地会造成损伤。
不接触新生儿皮肤,是否可能实现生命体征监测?
为此,深圳市第三人民医院(南方科技大学第二附属医院)卢洪洲院长团队、南方科技大学生物医学工程系王文锦副教授团队组成了“医工交叉创新联合体”,联合深圳爱贝宝科技,获批2023年深圳市重大技术攻关产学研项目,全力攻坚新一代非接触生命监护技术。
经过两年攻关,该医工团队成功研制出我国首个非接触脉氧监护机器人iBabyI20。简单来说,借助结构光生理成像原理,iBabyI20摄像头可通过新生儿胸腔的起伏判断呼吸,通过皮下3毫米的脉搏波信号推算心率。
非接触监测如何保证精准度?王文锦向南方财经全媒体记者解释道,传统的穿戴式设备为单点监测,比如智能手环只是监测单手运动,而非接触式解决方案为图像阵列式监测,比单点监测更全面、更多维,还能捕捉到面部表情、肢体姿态等语义信息,使测量更精准。
另一方面,当人在医疗环境中,尤其在医生面前时容易出现“白大褂效应”,即精神紧张、心率加快、血压升高等现象,导致数据有偏差。非接触解决方案则可实现居家、无感监测,更能捕捉到人的日常真实状态。
去年底,“深圳三院-南科大”医工团队首次在国际著名生物医学光学期刊BiomedicalOpticsExpress上发表原创临床研究论文“NotchRGB-CamerabasedSpO2Estimation:AClinicalTrialinANeonatalIntensiveCareUnit”(基于视频光学的非接触新生儿血氧监测),展示了国内首例在NICU完成的面向新生儿的非接触血氧饱和度(SpO2)监测。
该论文显示,NICU场景的非接触SpO2监测装置已在深圳三院完成22例新生儿临床研究,具备非接触式连续SpO2监测能力,以及对SpO2骤降的跟踪能力。与迈瑞监护仪对标,该装置的平均绝对误差小于4%。
今年,医工团队又在IEEEJournalofBiomedicalandHealthInformatics发表多中心临床研究论文“GeneralizedCamera-basedInfantSleep-WakeMonitoringinNICUs:AMulti-centerClinicalTrial”(基于视频的新生儿睡眠觉醒监测),在广东省4家三甲医院完成了103例新生儿智能睡眠分期监测,获得领域内最优的睡眠监测分期结果,相关算法技术已移植入iBabyI20产品。
根据GrandViewResearch数据,全球非接触式生命体征监测市场份额预计在2025年达到约300亿元人民币。
以母婴医疗监护场景为例,截至2021年,我国共有三甲医院1441所,平均每家三甲医院至少有20个暖箱床位。而市场上的接触式婴儿监护仪(迈瑞、飞利浦等)售价在15-20万元/台。按最低售价计算,这一市场也超过了43亿元规模。
除了婴幼儿智能监护,该项技术还可用于居家养老监护。艾瑞咨询《2022年中国商业养老服务市场发展研究报告》显示,到2026年,我国居家养老赛道规模可突破500亿元。
王文锦介绍道,医工团队最新研发的i6SOS型号产品将增设“一键呼叫”核心模块。老人可通过随身携带的无线求助摁键一键呼叫监护人,还可联系深圳三院医生进行远程问诊,带来更便捷、更及时的就医体验。
“医工交叉”探路产业科技互促双强从“一老一小”的广大市场需求出发,由高校负责创新、企业负责转化、医院负责验证,“深圳三院-南科大”团队开创了医工交叉产学研新范式,助推高校科研成功走出“