聚焦心血管疾病！华科大携手华为，设计新型“智能手环”，实现动态监测！

　　心血管疾病（CVD）是全球第一大致死疾病，同样也是发病率第一、死亡率最高的疾病。据世界卫生组织统计，每年有近1800万人死于心血管疾病，占全球死亡总人数的30%以上。心血管疾病死亡率和发病率居高不下，是迫切需要解决的全球性重大公共卫生问题。

　　报道称，如果能够实现24小时动态血压监测有助于评估药物效果和预防心血管疾病，对心血管健康的管理有重大意义。为解决全天候血压监测的问题，助力全球公共卫生发展，华中科技大学等高校团队和华为技术有限公司合作，设计一种基于光纤传感器的智能手环系统，实现动态血压监测。

　　

　　研究团队提出并开发了一种独特灵活的光纤传感器，并将其与智能手环集成，实现了自动和精准的动态血压监测。该动态血压监测系统由光纤传感器、信号采集芯片、数据处理芯片、智能手环终端和APP组成。

　　

　　光纤传感器由一个光纤适配器传感单元和一个液体胶囊组成，光纤适配器被用来检测脉搏波压力信号，而液体胶囊被用来扩大传感区域并增强传感器与皮肤之间的耦合。脉搏波信号由光纤传感器感知，然后由光电探测器检测并转换成电信号。微处理器包括信号采集、转换、去噪和特征提取。为了更准确地计算血压，使用神经网络来训练模型。最后，手环屏幕上显示收缩压(SBP)和舒张压(DBP)的数值，并以无线传输的方式传输到手机APP。相较于传统的袖带式血压计，省去了需充气加压的绕臂的步骤，解决了灵敏度不足的问题和在临床实践应用的制约。

　　

　　结合光纤适配器传感单元和和液体胶囊的优势，该手环可以对脉搏波信号进行高保真波形恢复，除了优异的灵敏度(-213 μw/kPa)、快速的动态响应(<5 ms)和高稳定性(>70000次)外，还消除了位置错位造成的信号失真。通过使用自校正阈值法提取脉搏波的特征并构建BPNN血压监测模型，可以准确计算出血压值。SBP和DBP的误差分别为-0.35±4.68 mmHg和-2.54±4.07mm Hg，符合国际血压计精度要求。这对主动健康管理、个性化医疗健康的实施提供了非常有竞争力的技术支撑。

　　

　　此次研发的光纤智能手环由华中科技大学光电信息学院/未来技术学院孙琪真教授团队和同济医学院附属同济医院陈琛教授团队、南方科技大学沈平教授团队以及华为技术有限公司合作完成。该成果作为深度医工交叉合作的标示性成果，将鼓励以疾病预防和健康促进为重点的健康监测，助力健康中国战略的实施。

　　“医工交叉”是我国医疗技术创新发展的必由之路，也是理工科拓展发展空间的重要途径。建校70年来，工科一直是华中科技大学的传统优势学科和人才培养重点方向。华科大的“工科优势”也牢牢印刻在“四颗明珠”、众多“从0到1”的创新成果中。近年来，如何利用高新技术推动医疗健康领域的创新，成为众多华科大科研团队的新挑战。通过多方协同努力，目前学校已取得诸多成果。

　　

　　《中国教育报》曾对华中科技大学长期坚持医工结合进行报道（部分截图）

　　日前，华中科技大学同济医院与武汉产业创新发展研究院共同建立的华中首个人工器官产业研究所建设方案通过专家论证。该研究所便将采用“华科大机械+华科大医学院”医工结合的模式运营。

　　除了平台建设，在科研成果产出方面，华中科技大学同样“看点十足”——

　　

　　2022年，丁烈云院士团队与王伟教授团队在《柳叶刀·公共健康》上合作发表了基于近百万中国人口的多个横断面健康数据的研究论文，该研究首次系统性评估了中国全民健康覆盖情况，是医工结合学科交叉领域的重大突破。

　　

　　图为表皮生物传感器的设计与测量性能

　　今年4月，《科学?转化医学》在线刊发了机械学院吴豪研究员与同济医学院附属协和医院等高校团队在柔性电子领域的新成果，题为《用于非侵入式监测术后游离皮瓣与再植断指的表皮生物传感器》，同样也是医工交叉研究新成果。

　　面向人民生命健康，加强学科交叉十分重要。今后，华中科技大学将继续聚焦精准医疗、智慧医疗等重大国家需求，对疾病预防、个性化医疗的实施提供技术支撑，在探索理工科如何与医学人才培养、医疗科技创新方面相融合做出新的贡献！

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　　部分素材来源：华中科技大学官网/官微、华中科技大学本科招生办公室、中国医学论坛报、PhotoniX

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