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自动化所脑网络组研究团队研发可穿戴式脑血氧监测头带

  • 发表日期:2016-12-07 【 【打印】【关闭】
  •   大脑神经元活动需要消耗大量的氧,且对氧依赖程度极高,脑内缺氧五分钟即可导致神经元凋亡。脑血氧饱和度正是反映脑组织耗氧与供氧之间平衡性的百分比,是人体脑部生理信号的关键指标,在科学研究和临床医疗上都有重要的意义。 

      自动化所脑网络组研究中心在多年技术积累基础上,自主研发适用于自由行走患者或日常活动人群的无线、可穿戴式脑血氧监测头带,可实现脑血氧饱和度的实时监测。这款基于近红外光谱技术的脑血氧检测头带使用方便、覆盖人群范围广,成本相对低廉,有着广阔的市场前景。 

      目前,国内临床上检测脑血氧饱和度多通过在颈动脉和颈静脉埋置导管,不定期采集颅内血样,然后将血样放置于血气分析仪内进行检测。这种侵入式的检测方式一方面有较大的出血风险,由于是动脉插管,尤其是对于中老年人,如果止血不到位可能造成体内出血;另一方面,通过有创采血进行检测,只能在某些时间点进行数据采集,不能作为监护手段进行脑氧实时监测。而事实上,已经有研究表明,对脑血氧状况进行实时监测并及时干预,可以降低术中或术后患者发生脑中风的概率,并且可以缩短患者在重症监护室以及在普通病房的住院时间等。  

      此前,国外已经有利用近红外光谱技术无创检测脑血氧饱和度的设备,但相关产品直到在2015年才获准进入中国,且售价非常昂贵,因此目前国内脑血氧饱和度检测仪的应用还非常有限。而且国外产品都还只能进行床旁、有线检测,没有可穿戴式的设备,因此仍存在明显的局限性。 

      这款脑血氧监测头带最关键的部件是位于前部的封装模块,它主要由光源、探头和处理器等几部分组成。使用者佩戴头带,将模块贴合在额头部位即可实时检测脑血氧饱和度和心率信号,使用者可以通过手机或任何蓝牙终端实时查看和浏览数据采集过程。团队研发人员张鑫介绍说,在研发过程中,研究人员结合脑网络组研究中心首次提出的人类脑功能图谱的分区信息,综合考虑了中国人头颅相关组织的特点,例如颅骨厚度、含氧血红蛋白的吸收因子等参数信息,设计出更加精准的脑氧计算模型,使得这款头戴更加适用于中国人的生理情况,得到的脑血氧数据更加准确。 

      目前,这款产品在使用时可以选择四种采集模式:睡眠、深蹲、运动和普通模式。睡眠模式下可以连续24小时采集被试数据,完整记录睡眠前后和睡眠过程中脑血氧饱和度的变化过程。深蹲模式可用于评价使用者的心脑血管功能,即在人体由于体位变化引起剧烈的血氧变化时脑氧的恢复能力。运动模式可以让运动员及时获知自己的脑血氧饱和度,在出现不适时及时提醒运动员。 

      在国家“双创”政策以及自动化所科技成果转化相关政策的鼓励下,这款产品正在大踏步地迈向市场。目前,这款产品及相关技术已经获得天使资金400万元,市场估值达到2000万元,产业落地的相关工作正在紧锣密鼓推进之中。  

      科研人员们期待着,在创投资金的支持下,这款可穿戴式的脑血氧检测设备能够在产业化的过程中逐渐成熟,成为健康和医疗产品。脑血氧监测头带不仅能够进入更多的医院,在临床医疗中大显身手,也能够进入人们的日常生活,成为如血压计、血糖仪一样的家用监测仪,及时进行脑氧的监测,预防脑中风等脑疾病的发生。