浙江大学丽水医院纪建松教授、南方科技大学卢洪洲教授、王文锦副教授组成的医工交叉产学研团队近期完成了全国首个多中心新生儿重症监护(NICU)研究:基于相机的非接触新生儿心率变异性(HRV)监测,并利用相机监测的HRV指标创新性地评估新生儿自主神经系统发育的成熟度。相关研究成果发表于国际知名SCI期刊IEEE Internet of Things Journal (中科院一区,TOP期刊),题为“Camera-Based Heart Rate Variability for Estimating the Maturity of Neonatal Autonomic Nervous System”。
为克服新生儿心肺功能发育不完善、无意识运动较多以及NICU环境复杂等因素带来的挑战,该研究团队针对性提出了一个通过视频非接触监测HRV的算法框架:通过自适应动态寻找皮肤灌注区域策略和自主研发的脉搏波监测算法DIS从视频中获取了稳健的脉搏波信号,并进一步结合峰值检测和异常值识别实现了12维HRV指标的非接触光学测量。临床研究结果表明,与从心电图中计算得到的HRV金标准对标,相机-HRV的性能整体上优于从接触式PPG获得的HRV,对于新生儿的身体运动具有更强的鲁棒性。在此基础上,该团队进一步研究了相机-HRV与矫正胎龄的相关性,并探索了利用相机-HRV评估新生儿自主神经系统成熟度的可行性。基于监测的12维HRV指标,通过临床可解释性强的多种回归模型和分类器对矫正胎龄进行回归和分类(早产儿/足月儿)。实验结果显示,虽然相机-HRV在精准预测矫正胎龄上仍面临挑战,但在分类早产儿/足月儿上达到了90%的准确率和0.88的F1分数,表明其具备跟踪新生儿自主神经系统阶段性发育状况的潜力。该研究在优化新生儿监护管理、促进神经发育疾病早期诊断、实现医疗监测技术智能化和无感化方面具有重要意义。
本研究的主要临床贡献者是南方医院的杨杰主任(广东省政协常委)、深圳市第三人民医院的王艳荣主任、浙江大学丽水医院的何春霞主任,以及南方科技大学的博士生廖楚楚。
据悉,该医工团队获得科技部国家重点研发计划(青年科学家)、国家自然科学基金海外优青、原创探索计划、面上项目以及工信部人工智能医疗器械创新任务等国家重要科技项目的资助。同时,该团队联合深圳爱贝宝科技获批2023年深圳市孔雀团队重大技术攻关产学研项目,全力攻坚新一代非接触生命监护技术(Yobi),并加快实现其产品化和临床转化,开辟我国在创新医疗器械“非接触生命监护”领域的新路径。