利用毫米波雷达可无接触实时监测心电图

近日，科技日报记者从中国科学技术大学获悉，该校吴曼青院士团队陈艳教授和孙启斌研究员在无线人体感知研究领域取得重要进展，实现了基于毫米波雷达的人体心电实时监测，突破了心电只能通过接触式传感器获取的局限。相关研究成果发表在《IEEE移动计算汇刊》上。

心电图监测一直被认为是心血管疾病临床诊断的“金标准”之一，在疾病的早期诊断和后续治疗中具有极高的临床价值。然而，自发明以来，ECG监测一直需要将电极连接到人体皮肤，以捕捉反映心脏状态的电活动的变化，从而导致不舒适的用户体验。因此，日常生活中长期连续心电监护往往难以实施，会造成短暂异常心电记录的丢失，延误疾病的诊断。

该团队针对当前公共卫生领域的痛点，研究非接触式心电监护技术，突破传统心电监护接触式测量的应用瓶颈。陈艳等人利用心脏电活动和机械活动是同源的，是心脏活动的不同表征的特点，利用毫米波雷达以非接触的方式测量心脏在体表的机械活动，提取心脏的四维机械活动信号。该团队随后使用深度神经网络模型对心脏的机械和电活动之间的非线性映射关系进行建模，最终恢复出心电图波形。

陈艳介绍说:“在新方法中，受试者不需要佩戴电极或脱掉衣服，因此他们可以以非感应的方式完成心电监护。”研究中，研究人员在0.5m非接触感知距离、不同生理状态、人体相对静止卧姿约束的实验设计下，实现了对35名受试者的非接触心电监护。

“与传统心电图相比，非接触式心电图的监测性能中值时间精度小于14毫秒，中值形态精度大于90%。”陈艳说，此外，该方法的监测结果支持对心血管疾病诊断中的关键指标——心跳间期的稳定监测，其误差在9毫秒以内。该指标对心律失常、心肌梗死等疾病有重要的诊断价值。

陈艳说，“目前，我们正在与相关医院合作。该技术一旦获得临床认可，将为心律失常、心肌梗死等疾病的日常监测和诊断提供重要帮助。”