【所屬領(lǐng)域】
新材料、智慧醫(yī)療
【研究背景】
睡眠是人類生活中必不可少的內(nèi)容，近年來，Nature、Cell等頂尖期刊通過研究發(fā)現(xiàn)：缺乏睡眠，會(huì)加速人體動(dòng)脈粥樣硬化、阻礙神經(jīng)元DNA修復(fù)，以及在腸道中積累活性氧而導(dǎo)致死亡。與此同時(shí)，針對(duì)諸如失眠、嗜睡、打鼾、不寧腿綜合征、睡眠呼吸暫停綜合征、帕金森睡眠障礙和快動(dòng)眼睡眠行為障礙等睡眠問題，盡早的發(fā)現(xiàn)，可以及時(shí)進(jìn)行干預(yù)治療，改善睡眠質(zhì)量。對(duì)睡眠狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并給予相應(yīng)干預(yù)措施有助于研究與解決睡眠問題與臨床問題。雖然目前市場(chǎng)上有各類的睡眠相關(guān)產(chǎn)品，但受限于材料與算法體系，產(chǎn)品在靈敏度、準(zhǔn)確性、輕便性、無(wú)擾性等方面存在較多不足，且產(chǎn)品功能較為單一。因此，開發(fā)無(wú)感化智能睡眠監(jiān)測(cè)裝備具有大量的實(shí)際需求和廣泛的實(shí)際意義。
【成果介紹】
本成果提出一種無(wú)感化智能睡眠監(jiān)測(cè)裝備。該裝備旨在針對(duì)目前醫(yī)療康復(fù)行業(yè)所需檢測(cè)的人體心率、呼吸、體溫、動(dòng)作模態(tài)三種體征進(jìn)行多功能集成并進(jìn)行精密測(cè)量。在分別構(gòu)筑三種底層功能感知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)單一功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行多功能集成研究并構(gòu)建與之配套的傳感電路系統(tǒng)及數(shù)據(jù)可視化界面，不斷優(yōu)化柔性功能感知器件組分、結(jié)構(gòu)、性能實(shí)現(xiàn)對(duì)人體三種檢測(cè)體征的無(wú)感化精密測(cè)量。針對(duì)失眠/睡眠呼吸暫停綜合征/普通人，實(shí)現(xiàn)人體生命體征信號(hào)精密測(cè)量，輸出測(cè)量圖譜/報(bào)告。
圖1 產(chǎn)品功能簡(jiǎn)介
該成果基于多材料、高靈敏的傳感單元，通過高分辨率、高靈敏度、穩(wěn)定無(wú)擾化的生理信號(hào)采集系統(tǒng)采集信息，借助云-邊-端協(xié)同、深度學(xué)習(xí)等人工智能領(lǐng)域技術(shù)，三位一體形成疾病癥狀可量化的智能評(píng)估體系，對(duì)人體實(shí)現(xiàn)連續(xù)、移動(dòng)狀態(tài)下的心率、呼吸、體溫、動(dòng)作模態(tài)等多維度的無(wú)感式測(cè)量。面向不同群體，裝備可以在無(wú)束縛狀態(tài)下對(duì)人體進(jìn)行全天候的監(jiān)測(cè)并提供預(yù)警服務(wù)，同時(shí)為臨床醫(yī)生和護(hù)士提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，輔助診斷及護(hù)理。實(shí)現(xiàn)睡眠質(zhì)量監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)管理，最終打造“人-機(jī)-環(huán)”共融的睡眠環(huán)境生態(tài)。
圖2 成果核心關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)易圖示
【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】
（1）柔性纖維新材料與智能織物計(jì)算的結(jié)合賦予智能健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)感性及準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)精密測(cè)量；對(duì)比醫(yī)用心電監(jiān)護(hù)儀，該裝置可以更快發(fā)現(xiàn)呼吸暫停異常。
（2）形成大纖維閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，從材料、紡絲、紡紗到織造的全流程柔性感知纖維制備流程，為智能健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，且具備“感傳算”一體化技術(shù)全覆蓋的多樣化服務(wù)，惠及民生。
（3）該裝置可進(jìn)行全天候的監(jiān)測(cè)，并提供預(yù)警服務(wù)，為臨床醫(yī)生和護(hù)士提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，輔助診斷及護(hù)理。
【應(yīng)用場(chǎng)景】
無(wú)感化睡眠監(jiān)測(cè)裝備具備高分辨率數(shù)據(jù)采集、多傳感融合、無(wú)感化服務(wù)，為用戶提供更精密測(cè)量、更廣泛應(yīng)用。基于睡眠記錄、健康預(yù)警、日常保健等需求，可廣泛應(yīng)用于病房護(hù)理、康養(yǎng)居家及家庭環(huán)境康養(yǎng)等場(chǎng)景。
【市場(chǎng)前景】
中國(guó)睡眠研究發(fā)布的睡眠調(diào)查報(bào)告和《2021年運(yùn)動(dòng)與睡眠白皮書》顯示，中國(guó)超3億人存在睡眠障礙。良好的免疫來源于優(yōu)質(zhì)睡眠，睡眠質(zhì)量與身體健康密切相關(guān)，睡眠障礙是許多慢性病的表征和誘因，大量人群需要。我國(guó)的睡眠檢測(cè)儀年復(fù)合增長(zhǎng)率23.8%，養(yǎng)老床位775萬(wàn)張，睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備使用率10%，滲透率提升空間大。可見針對(duì)睡眠檢測(cè)儀的市場(chǎng)需求巨大。
【知識(shí)產(chǎn)權(quán)】
該成果目前已授權(quán)國(guó)際/國(guó)內(nèi)發(fā)明專利35項(xiàng)、申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利38項(xiàng)(其中許可/轉(zhuǎn)讓13項(xiàng))。
【合作方式】
技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)許可、作價(jià)入股、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)咨詢、面談等
【專家介紹】
陶光明，華中科技大學(xué)武漢光電國(guó)家研究中心和材料科學(xué)與工程學(xué)院雙聘教授、博士生導(dǎo)師、人機(jī)智能交互聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室主任。致力于研究多材料特種光纖、柔性微創(chuàng)激光手術(shù)刀技術(shù)、智能織物式柔性可穿戴器件以及纖維態(tài)軟體機(jī)器人等先進(jìn)功能纖維領(lǐng)域的跨學(xué)科研究工作，先后在Nature等國(guó)際學(xué)術(shù)雜志發(fā)表論文近60篇，擁有已授權(quán)國(guó)際/國(guó)內(nèi)發(fā)明專利16項(xiàng)、申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利近60項(xiàng)（其中專利許可轉(zhuǎn)讓近10項(xiàng)）。多次組織MRS等國(guó)際頂尖會(huì)議的相關(guān)分論壇并擔(dān)任主席，獲得過包括美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)、國(guó)際光學(xué)工程學(xué)會(huì)、美國(guó)陶瓷學(xué)會(huì)等學(xué)會(huì)的學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)，以及“2013年度國(guó)家優(yōu)秀自費(fèi)留學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金之特別優(yōu)秀獎(jiǎng)”(該年度全球僅6名中國(guó)留學(xué)生獲“特別優(yōu)秀獎(jiǎng)”)、中國(guó)科協(xié)發(fā)布的2018年“創(chuàng)世技”顛覆性創(chuàng)新榜50強(qiáng)等，所提議“紅外傳感技術(shù)”項(xiàng)目入選中國(guó)科協(xié)“2019年重大科學(xué)問題和重大工程技術(shù)難題”。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目、湖北省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、裝發(fā)、JW科技委等基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)等各類競(jìng)爭(zhēng)性科研項(xiàng)目多項(xiàng)。為國(guó)家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目、之江實(shí)驗(yàn)室重大科研項(xiàng)目和陳嘉庚青年科學(xué)獎(jiǎng)等科技項(xiàng)目擔(dān)任評(píng)審專家、兼任中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)纖維材料改性與復(fù)合技術(shù)分會(huì)理事會(huì)副主任、中國(guó)紡織科學(xué)研究院智能織物工作室主任、中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)紅外與光電器件專業(yè)委員會(huì)委員、中國(guó)紅外醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟獨(dú)立委員、湖北省硅酸鹽學(xué)會(huì)理事、《激光與光電子學(xué)進(jìn)展》期刊第九屆編委成員、Advanced Fiber Materials期刊副主編等。
【聯(lián)系方式】
CG23005
