TG体育广东竞逐医疗人工智能新蓝海:“深圳三院-南科大”团队成功攻关非接触式生命体征监测
发布时间:2024-02-29
 TG体育TG体育TG体育可实时监测心率、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TG体育、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%。  南方财经全媒体记者从南方科技大学

  TG体育TG体育TG体育可实时监测心率、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TG体育、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%。

  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iBaby I20,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。

  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。

  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iBaby I20。简单来说,借助结构光生理成像原理,iBaby I20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。

  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%。

  根据Grand View Research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。

  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“象牙塔”。

  王文锦向南方财经全媒体记者透露,这一范式是在欧洲“埃因霍温”产学研模式基础上融入国内医工特色形成的。2021年全职回国加入南科大之前,王文锦曾担任荷兰飞利浦研究院(总部)研究员、荷兰埃因霍温理工大学助理教授。

  他观察到,埃因霍温作为欧洲科技重镇,孕育了飞利浦、ASML等一大批优质企业,其主导思想即是产学研的高度融合,坚持“所有的科技创新都应由产业来驱动,所有的需求都应由业界提出”。

  而在我国,学界与业界曾是割裂的“两张皮”,通常高校实验室先做课题,企业再从中挑有市场前景的项目做转化。由于许多临床挑战在实验室里无法预知,“可能10个项目才能跑出来1个”。

  去年底召开的中央经济工作会议将“以科技创新引领现代化产业体系建设”置于2024年经济工作九项任务之首,意味着产业能级的提升将越来越依靠前沿创新,“两张皮”正逐渐缝合。

  这其中,广东省率先在“龙年新春第一会”提出拥抱新的“科学的春天”,用科技改造现有生产力、催生新质生产力TG体育,实现产业科技互促双强。

  “深圳三院-南科大”医工交叉模式正是产业科技双向促进的代表性成果。据王文锦介绍TG体育,高校、企业、医院形成了三位一体的联合攻关,三方从科学问题定义、产品研发设计、临床需求解决等方面全流程参与,并在医院科室和高校课题组之间实现了多层次深度融合,降低了沟通上的时间成本。

  同时,三方形成科研与转化成果的共享机制,旨在开展有明确转化目标、有科学价值输出、有产业生命力的前沿创新研究。

  这是一种三方共赢的合作模式。对企业而言,非接触生命监护技术具有可观的市场需求;对高校和医院而言,该医工团队两年内已发表40余篇高水平SCI期刊论文和国际会议论文,还获得了科技部国家重点研发计划(青年科学家)、工信部人工智能医疗器械创新任务、国家自然科学基金海外优青、原创探索计划等政府项目资助。基于医工创新转化成果,王文锦入选了《科学中国人》2023年度全国科技新锐20人。

  “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。我也要求学生们培养这样的思维模式,必须站在医生、患者的角度思考技术怎么优化,避免闭门造车。”王文锦说。

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