中国科大实现“无感”测心电图重大突破 不需佩戴电极、除去衣物

IT之家 12 月 4 日消息，据中国科大新闻网消息，中国科学技术大学吴曼青院士团队陈彦教授、孙启彬研究员等人在无线人体感知研究中取得重要进展，实现了基于毫米波雷达的非接触人体心电图实时监测，突破了百余年来心电图仅能通过接触式传感器获取的局限。

据介绍，自发明一百多年来至今，心电图（ECG）监测一直要求利用贴身电极测量体表的电活动变化，导致不适的用户体验。因此，日常生活中的长时间连续 ECG 监测往往难以实施，造成转瞬即逝的异常心电状态记录丢失，延误疾病的诊断。

陈彦教授等人利用心脏电活动与机械活动是心脏活动同源不同表征的特性，使用毫米波雷达以非接触形式测量体表的心脏机械活动，提取四维心脏机械活动信号。随后利用深度神经网络模型建模心脏机械活动与电活动之间的非线性映射关系，通过数据驱动的方式求解该域转换问题，并最终还原出心电 ECG 波形。

▲ 非接触心电图监测系统工作原理

该方法在 0.5 米非接触感知距离、不同生理状态和人体相对静止躺姿约束的实验设计下，对 35 个实验对象实现了时间中位数精度小于 14 毫秒，形态中位数精度大于 90% 的非接触 ECG 监测性能。该方法的监测结果还支持对临床心律紊乱诊断过程中的关键指标：R-R 间隔的稳定监测，其百分之九十误差均在 9 毫秒以内，进一步验证了该方法的医学价值。

▲ 系统的时间和形态精度性能分析以及在不同心率状态下的监测结果对比

该研究突破了无线信号在人体感知任务中的物理感知极限，提供了一种非接触 ECG 监测方法。在使用过程中，被测者不需要佩戴电极也不需要去除衣物，以无感的方式完成 ECG 监测，具有极高的临床价值。

IT之家了解到，论文的第一作者为中国科大博士研究生陈金波，通讯作者为陈彦教授，中国科学技术大学为论文唯一单位。该研究得到了国家自然科学基金委、安徽省和中国科学技术大学的经费资助。相关研究成果日前发表于《IEEE 移动计算汇刊》。