NTU和陈笃生医院发明用于早期干预充血性心力衰竭的智能医疗设备

2018年12月04日

来自新加坡南洋理工大学和陈笃生医院 (Tan Tock Seng Hospital, TTSH) 的研究团队发明了一种智能手持式医疗设备,可以为患有充血性心力衰竭的患者提供早期干预。

NTU和陈笃生医院发明用于早期干预充血性心力衰竭的智能医疗设备

陈笃生医院

他们研发的医疗设备长得很像听诊器,由连接到智能手机的声学传感器组成。它可以使患者在家中检查肺部过多的液体,从而实现早期干预。因为肺部积液导致呼吸困难,是充血性心力衰竭的常见症状。

NTU和陈笃生医院发明用于早期干预充血性心力衰竭的智能医疗设备

NTU Associate Professor Ser Wee (right) and TTSH Associate Professor David Foo (left)

全世界有五分之一的人患有充血性心力衰竭的风险,并且这种患病率随着年龄的增长而增加。由于目前还无法治愈该疾病,患者只能通过改变生活方式或药物来密切监测他们的健康状况,以防止他们的心脏功能不可逆转地恶化。

目前,患者只能通过进行临床检查来检查肺中的液体积聚,这可能是相当主观的;或者通过成像模式和血清标志物测试,然而这是相当昂贵并且需要很长时间的。

由NTU副教授Ser Wee和TTSH副教授David Foo领导的团队研发的这种非侵入式设备以其便携性,易用性和快速出结果的优良性能避免了这些问题。目前该设备只是一种原型,一旦放置在患者的胸部或背部,该装置能够在10秒内检测到肺部的任何多余液体。

在一项对陈笃生医院的一个充血性心力衰竭患者记录的肺部声音的初步研究中,Ser教授及其团队发现该装置判断患者病情具有超过92%的准确性,这与现有的标准诊断方法很接近,如X 射线和CT扫描。该研究结果首先在IEEE工程医学和生物学会2012年国际会议上发表。

TTSH心脏病学主任Foo副教授说:“患者可以在家中监测他们的病情,并在家中感到轻微气喘时使用该设备。它可能是动态心力衰竭患者管理中改变游戏规则的因素。它还可以在无差别的呼吸急促症状的情况下提供快速准确的心力衰竭诊断。“

南洋理工大学电气与电子工程学院的副教授Ser补充说:“目前在医院,充血性心力衰竭的诊断只能通过临床检查进行,而这种检查不能经常进行。我们的智能医疗设备可以被任何人,任何地方和任何次数使用,这使得早期干预充血性心力衰竭变得容易。

“下一波MedTech(医疗技术)初创企业将看到依赖人工智能(AI)和传感技术(如我们发明的智能医疗设备)的智能医疗设备的大量增加,并将实现个性化的自我评估和筛查心肺和其他疾病,并彻底改变未来医疗保健的管理方式。“

NTU和陈笃生医院发明用于早期干预充血性心力衰竭的智能医疗设备
NTU和陈笃生医院发明用于早期干预充血性心力衰竭的智能医疗设备

该设备工作原理

NTU和陈笃生医院发明用于早期干预充血性心力衰竭的智能医疗设备

在充血性心力衰竭中,患病或过度劳累的心室不能抽出足够的从肺部接收的血液。这导致压力首先在心脏中积聚,然后在肺部的静脉和毛细血管中积聚。然后压力将流体推回毛细管壁并进入肺的气囊。

结果,当空气通过这些充满液体的气囊时,可以从肺部听到裂缝。根据强度的不同,噼啪声可能听起来像加入热锅中的盐,或魔术贴撕裂。基于这一原则,Ser教授及其团队发现了一套独特的功能,可用于识别肺部积液患者特有的声音特征。然后,他们开发了一种专有的AI算法,能够识别和处理这些信号,以确定肺部是否有液体积聚。

由NTU和TTSH开发的智能医疗设备首先通过声音传感器拾取呼吸声。通过移动应用程序,声音信号然后被发送到位于云中的服务器。存储在云中的NTU开发的算法然后处理这些声音信号,结果显示在移动应用程序上。整个过程大约需要10秒钟才能完成。

在对来自86名患者的样本进行了两轮测试之后,该团队正在对该设备进行第三轮测试,以进一步验证其灵敏度和特异性。

一家大型制药公司,一家医疗保健跨国公司和一家当地医疗保健公司已经与该团队接洽,探讨合作的可能性。

研究小组已经为该发明申请了专利,现在正在改进该产品。从NTU启动的MedTech初创公司正在筹备中。在批量生产之前,该团队将寻求产品的临床和法规验证。

NTU和陈笃生医院发明用于早期干预充血性心力衰竭的智能医疗设备

发帖时间: 新加坡NTU研究生会

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