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加快打造原始創(chuàng)新策源地,，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn),，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn),。

——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng),、面向國(guó)家重大需求,、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地,，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu),。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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【科技日?qǐng)?bào)】利用毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn)非接觸心臟活動(dòng)高精度監(jiān)測(cè)

2024-12-31 科技日?qǐng)?bào) 吳長(zhǎng)鋒

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語(yǔ)音播報(bào)

長(zhǎng)期連續(xù)的心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè)對(duì)心血管疾病的早期發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要,。然而,，現(xiàn)有的心臟監(jiān)測(cè)技術(shù)多采用接觸式測(cè)量方法，由于舒適性不足,、對(duì)使用環(huán)境敏感等原因,，這些方法難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期連續(xù)的心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè)，可能導(dǎo)致患者錯(cuò)過(guò)心血管疾病診斷和治療的最佳時(shí)期,。

近年來(lái),，毫米波雷達(dá)被應(yīng)用于心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè)，展現(xiàn)出非接觸,、便捷和高精度的優(yōu)勢(shì),。然而，這項(xiàng)技術(shù)仍面臨呼吸譜泄漏這一重大挑戰(zhàn),。由于厘米級(jí)的呼吸幅度遠(yuǎn)大于亞毫米級(jí)的心跳幅度,，呼吸諧波在心跳頻段產(chǎn)生顯著的頻譜泄漏，導(dǎo)致信干噪比嚴(yán)重下降,，限制了利用毫米波雷達(dá)進(jìn)行心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè)的精度,。

對(duì)此，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)系統(tǒng)性分析,，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)重要的物理現(xiàn)象,。首先，研究團(tuán)隊(duì)觀察到呼吸諧波比心跳諧波衰減更快,，尤其在高頻段,，呼吸干擾的影響顯著減弱。其次,，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)心跳諧波中存在拍頻效應(yīng),，即高階心跳諧波疊加會(huì)產(chǎn)生與心跳周期一致的拍頻特征，其頻率等于相鄰諧波頻率之差,。

基于這些發(fā)現(xiàn),，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將心跳特征提取頻段從基頻轉(zhuǎn)移到高階諧波頻段，從而有效消除呼吸諧波的干擾,，顯著提升了監(jiān)測(cè)精度,。在包括6222名參與者的大規(guī)模醫(yī)院場(chǎng)景和日常生活場(chǎng)景監(jiān)測(cè)中，該監(jiān)測(cè)方法顯示出較高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,，其醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值被充分驗(yàn)證,。

據(jù)悉，上述研究為毫米波雷達(dá)在心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。在使用過(guò)程中,，被測(cè)者不需要佩戴電極,，也不需要去除衣物，以無(wú)感的方式即可完成長(zhǎng)期持續(xù)心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè),，展現(xiàn)出廣闊的臨床應(yīng)用前景,。

（原載于《科技日?qǐng)?bào)》?2024-12-31?第08版）

記者12月29日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校教授陳彥團(tuán)隊(duì)首次利用毫米波雷達(dá)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高精度的非接觸人體心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè),。這項(xiàng)研究成果標(biāo)志著非接觸心臟監(jiān)測(cè)技術(shù)邁入新階段,，為心血管疾病的早期預(yù)防與長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)提供了創(chuàng)新方案。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》,。長(zhǎng)期連續(xù)的心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè)對(duì)心血管疾病的早期發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要,。然而，現(xiàn)有的心臟監(jiān)測(cè)技術(shù)多采用接觸式測(cè)量方法,，由于舒適性不足,、對(duì)使用環(huán)境敏感等原因，這些方法難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期連續(xù)的心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè),，可能導(dǎo)致患者錯(cuò)過(guò)心血管疾病診斷和治療的最佳時(shí)期,。近年來(lái)，毫米波雷達(dá)被應(yīng)用于心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè),，展現(xiàn)出非接觸、便捷和高精度的優(yōu)勢(shì),。然而,，這項(xiàng)技術(shù)仍面臨呼吸譜泄漏這一重大挑戰(zhàn)。由于厘米級(jí)的呼吸幅度遠(yuǎn)大于亞毫米級(jí)的心跳幅度,，呼吸諧波在心跳頻段產(chǎn)生顯著的頻譜泄漏,，導(dǎo)致信干噪比嚴(yán)重下降，限制了利用毫米波雷達(dá)進(jìn)行心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè)的精度,。對(duì)此,，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)系統(tǒng)性分析，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)重要的物理現(xiàn)象,。首先,，研究團(tuán)隊(duì)觀察到呼吸諧波比心跳諧波衰減更快，尤其在高頻段,，呼吸干擾的影響顯著減弱,。其次，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)心跳諧波中存在拍頻效應(yīng),，即高階心跳諧波疊加會(huì)產(chǎn)生與心跳周期一致的拍頻特征,，其頻率等于相鄰諧波頻率之差。基于這些發(fā)現(xiàn),，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將心跳特征提取頻段從基頻轉(zhuǎn)移到高階諧波頻段,，從而有效消除呼吸諧波的干擾，顯著提升了監(jiān)測(cè)精度,。在包括6222名參與者的大規(guī)模醫(yī)院場(chǎng)景和日常生活場(chǎng)景監(jiān)測(cè)中,，該監(jiān)測(cè)方法顯示出較高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，其醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值被充分驗(yàn)證,。據(jù)悉,，上述研究為毫米波雷達(dá)在心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。在使用過(guò)程中,，被測(cè)者不需要佩戴電極,，也不需要去除衣物，以無(wú)感的方式即可完成長(zhǎng)期持續(xù)心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè),，展現(xiàn)出廣闊的臨床應(yīng)用前景,。（原載于《科技日?qǐng)?bào)》?2024-12-31?第08版）

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