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惊帆科技脉搏波监测走在前沿

2018年11月28日 11:07    来源: 中华工商时报     蒋元锐

  随着生活水平提高,工作、学习节奏加快,高血压人群正有扩大化、年轻化趋势,那么对高血压人群的筛查、监护、预防,成为医疗电子的热门课题。

  国家心血管病中心发布的《中国心血管病报告2017》指出,心血管病死亡占居民疾病死亡构成40%以上,居首位,由于监测迟滞,我国心血管病患病率及死亡率仍居高不下。2004年至今,心脑血管病住院费用年均增速远超国内生产总值增速,心血管病的治疗和康复无疑成为日渐沉重的经济负担。

  早在上个世纪80年代,一些高校和研究型医院就开始通过监测人体脉搏波来采集心律、血管弹性等数据。脉搏波的研究无论是东方还是西方总是从古老的脉诊开始的。这不仅是个古老的命题,也是现代科学发展所必须面对的一个重要课题,为此吸引了国内外一大批医学科研人员和工程科学研究人员从事脉搏波的研究工作。

  由于人体动脉管系的几何布置与管壁物理特性相当复杂,血液又是具有异常黏性的非牛顿流体,血管壁不是严格的弹性体,而是一种黏弹性体,血液流动的流体力学运动方程和管壁及外周组织的运动方程都是非线性的,因此要想建立一个完整描述动脉管系脉搏波传播的流体力学方程并对它进行求解,并不是一件容易的事情。目前人们对脉搏波传播的许多知识了解还十分有限,大部分还只是停留在临床实测与定性分析方面。

  顶尖团队为产品护驾保航

  认真、理工男,这是张进东给记者的第一印象。

  起初,他曾经在华为、中国安防科技和清华大学实验室任职过,在这段时间,他认识到人工智能的未来重要性,并认为芯片的场景应用落地将成为趋势。2012年创立“泰德瑞普”,做视频处理方案和芯片设计方案。

  2013年,惊帆科技的创始人张进东开始接触脉搏波光电采集技术。此后,他和他的团队花费5年时间将脉搏波光电采集技术集成到芯片上,并实现医疗级应用。

  2015年,张进东创办惊帆科技,推动自主研发的脉搏波监测芯片商业化。目前,“惊帆”团队有14人,其中研发人员有11人,分别来自清华、中国医科院和华为等知名校企。

  在此之前,脉搏波只能基于压力的变动被监测到,需要借助体积庞大的机械设备,脉搏波被局限在实验室中。近年来,随着光电传感器技术趋于成熟,芯片嵌入手段不断完善,脉搏波可以通过光电原理被高精度采集,脉搏波开始被推进到应用。

  用小芯片采集脉搏波数据

  惊帆科技在嵌入式软硬件开发及智能算法方面都有很深厚的积累,可以利用极小的硬件资源实现小信号采集和复杂分析算法。结合云端的数据库和AI算法,形成了“硬件+云服务”的完整体系。经过多年的积累,惊帆科技已经积聚了上千项实验数据和几万组用户脉搏波数据及患者脉搏波数据。

  PPG脉搏技术相比于心电图有着独特的优势,对此张进东解释到,“心电图是靠采集电信号分析心脏机能,而脉搏波来源于实际的血流信号,PPG脉搏波技术是反应的毛细血管内的实际血流信息,从心脏到各级血管,任何病变都会有对应的脉搏波变化。这相对于心电图会有更加独特的信息体现。而且PPG脉搏波技术只需要单点即可测量分析,这相对于需要形成电回路的心电图采集来说要方便的多,抗运动干扰和抗电磁干扰能力很强。”

  值得一提的是,惊帆科技的JFH111脉搏波监测分析模组,只有5mm*10mm大小,是惊帆健康研发的多光谱生理数据测量模块,拥有独立运算分析算法,可准确测量脉搏波形、心率值、血氧值和血管微循环参数等信息。其特有专利技术不仅使模块灵敏度和信噪比在同类产品中得到大幅提升,且具备超小体积和超低功耗的特性,提升了智能穿戴设备的续航时间和外观设计的灵活性。这无疑提高了该芯片的商业化应用能力,适合接入手机和现行的智能穿戴设备。

  同时,“惊帆”成熟的JFC101芯片已经量产10万片,模组销售5万套,预付款约80万,意向合同约500万。另外,已与天津武警总医院和沧州中西医院达成合作,有数百例精准病例数据,约1万例社区中老年人脉搏波及血压数据。张进东介绍,“毕竟心电图的研究更加成熟,我们需要将‘脉搏波’的效果和心电图的相对比,从而验证测量血压的算法是否正确”。

  产品应用场景丰富

  对于商业应用,惊帆科技将融合于主流供应商的硬件设备。在硬件终端,惊帆科技将监测运动和健康状态。针对运动状态,惊帆科技选择与手表、手环、头带、臂带等智能穿戴设备的供应商合作,为用户提供精准的运动强度数据,实现更好的运动效果;针对人群健康状态,京帆通过后台AI算法合数据分析,提供量化的健康评估。例如手触遥控器就可以在电视上做到实时脉搏波监测,从云端还能返回分析报告到电视上。一家人的心血管监测都交给它,心率血氧和血压,HRV和心律失常等,还有长期心血管分析。

  此外,惊帆科技在智能家居领域中的应用其实是进展最快的。张进东称,惊帆健康的几款系列应用已开始小规模量产,并正在构建一个网络数据分析模型。同时与国内知名按摩椅、鼠标、课桌、智能服装、家电等厂商进行合作,已进入开模阶段,产品将于今年年底陆续上市。

(责任编辑:华青剑)


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