將探頭貼附固定在手腕上,儀器即可實時顯示血壓的連續(xù)波形與精準數(shù)據(jù)……6月6日,華中科技大學集成電路學院“聲至壓現(xiàn)”團隊向記者展示了其創(chuàng)新研發(fā)出的新型血壓監(jiān)測儀器。該儀器能通過超聲技術(shù),實現(xiàn)無創(chuàng)、連續(xù)、精準測量血壓。目前該儀器已進入臨床測試階段,后續(xù)有望投入ICU病房使用。而與該儀器密切相關(guān)的水凝膠技術(shù)及可穿戴超聲技術(shù)也于近日登上了國際頂尖期刊《自然》。
血壓作為反映人體健康的重要生理指標,其測量方法包括有創(chuàng)和無創(chuàng)兩大類,其中無創(chuàng)又分為間歇測量和連續(xù)測量。
“在一次實踐調(diào)研中,我們發(fā)現(xiàn)針對危重病人大多采用的是有創(chuàng)血壓測量方法,以獲取更為準確、穩(wěn)定的血壓數(shù)據(jù)。”團隊負責人、華科大生物醫(yī)學工程專業(yè)唐佳蕊介紹,這一過程需要通過動脈穿刺將導管置于目標血管內(nèi),在操作不當?shù)那闆r下,會有引發(fā)感染、出血、血栓等并發(fā)癥的風險。
如何讓這一風險率降為“0”?唐佳蕊在指導老師臧劍鋒教授的支持下,走訪了工程領(lǐng)域、醫(yī)學領(lǐng)域的多位專家,探討實現(xiàn)無創(chuàng)血壓監(jiān)測的可行性,并著手組建“聲至壓現(xiàn)”團隊,開啟新型血壓監(jiān)測儀器的研發(fā)之路。
為了充分發(fā)揮醫(yī)工優(yōu)勢,團隊組建時便匯集了來自華科大生物醫(yī)學工程、電子科學與技術(shù)等專業(yè)的18名本碩博學生。在前期探索儀器基本模型的過程中,他們將超聲技術(shù)與智能化算法運用其中,設(shè)計了一種由128個壓電陶瓷顆粒組成的柔性超聲陣列,并采用相控技術(shù),提供更高精度和更詳細的血管結(jié)構(gòu)圖像。最終的超聲探頭達到了1.6-11cm范圍穿透深度與400mm分辨率,極大地滿足了現(xiàn)有監(jiān)測需求,并且在顱內(nèi)壓等其他領(lǐng)域展現(xiàn)了出色的測量潛力。
此外,依托與華中科技大學同濟醫(yī)學院協(xié)和醫(yī)院的合作,團隊多次深入調(diào)研,詢問醫(yī)生對測量方法的改進建議以及了解患者對產(chǎn)品使用的實際反饋,幫助團隊在創(chuàng)新設(shè)計模型過程中持續(xù)改進和優(yōu)化。
歷時2年,團隊突破可穿戴超聲探頭設(shè)計、水凝膠超聲耦合貼片設(shè)計、血壓感知融合算法三大關(guān)鍵技術(shù),成功研制出超聲連續(xù)無創(chuàng)血壓監(jiān)測儀。該監(jiān)測儀由可穿戴超聲探頭、高清外接顯示屏與集成式信號處理平臺組成,能夠連續(xù)、實時顯示波形和血壓值。與同類型無創(chuàng)血壓監(jiān)測儀相比,其精準度大幅提高。經(jīng)驗證,產(chǎn)品當前對于收縮壓與舒張壓的監(jiān)測誤差分別為5.92mmHg與2.98mmHg,十分接近目前ICU病房中使用的有創(chuàng)血壓監(jiān)測設(shè)備。
截至目前,產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)已授權(quán)專利4項、審查中8項,發(fā)表SCI論文6篇。產(chǎn)品主機已進入臨床測試階段,于華科大同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院進行過多次臨床數(shù)據(jù)采集。
“期待我們所研發(fā)的超聲無創(chuàng)血壓監(jiān)測技術(shù)能夠惠及更多患者,真正減輕患者痛苦,服務(wù)人民生命健康!碧萍讶锉硎荆酉聛,團隊將對儀器的探頭與算法進行進一步優(yōu)化,致力于開發(fā)出更智能、更精準的監(jiān)測系統(tǒng),爭取早日投入ICU病房使用。(中國日報湖北記者站周荔華/左盈)