政大大學報

無線電量測即察心律異常 把握就醫黃金時間

2022/11/16 23:06:58

【記者江昇綜合報導】心臟疾病在發病前無明顯病徵,若患者無法在第一時間發覺異常,可能會因延誤就醫而面臨生命危險。國立雲林科技大學與國立虎尾科技大學學生團隊研發「基於近場感測之非接觸式動脈訊號量測系統」,以無線電波偵測心律,盼能即時發現異常,降低憾事發生的機率。該技術榮獲2022年雲創盃智慧生活創新應用競賽最佳技術獎。

「基於近場感測之非接觸式動脈訊號量測系統」可藉由藍芽,將接收到的生理資訊傳送至手機分析。 圖/戴琦森提供

系統為一手掌大小的方盒,平時藉由吊帶垂掛在使用者胸前,並利用天線發射無線電波測量心律。電波穿透人體體表後,會以近場感測(註一)方式偵測主動脈的脈動,再將收集到的數據透過藍芽傳送到行動裝置中,分析心律異常指數。當患者的心律出現異常時,系統會立刻發出警示,自動向預設對象傳送訊息,如監護人、醫院、照顧機構等。

註一:透過電波訊號,在不接觸的前提下偵測目標物脈動的方式,即稱為近場感測(Near-field sensing)。

傳統使用光體積變化描記圖法(註二)的心律量測系統,是以可見光偵測微血管的脈動,量測心律變化。然而,團隊指導老師張家宏認為該方式存在不少缺點,「它比較容易受到外界光線、雜訊的干擾,最大的缺點是必須跟皮膚做接觸。」團隊成員戴琦森則提到,「市面上沒有產品能量測主動脈、頸動脈這些更深層的血管。」因此,團隊改以無線電波取代可見光,無需接觸體表,即可直接偵測深層動脈的活動,並收集到更為準確的心律數據。

註二:量測心律的方式分為心電描記術(Electrocardiography, ECG)與光體積變化描記圖法(Photoplethysmography, PPG)兩種,心電圖屬於前者,智能手錶等行動裝置屬於後者。
系統使用光體積變化描記圖法(PPG)量測人體心律,若偵測到異常便會發出警示。 圖/戴琦森提供

畢業於馬偕醫學院的馮鈺婷表示,這是他首次聽聞有不需接觸體表的心律量測系統,因此他對於系統的準確性抱持疑慮,「要怎麼確定數值是來自你的實驗體?」他也認為,每個人的心跳頻率並不相同,應該要明確定義何謂心律異常。對此,戴琦森回應,系統會參考其他病例,以大數據判斷心律異常與否。他也進一步補充,團隊曾將檢測結果與專業醫療設備做比對,「測下來結果是差不多的,基本上直接給醫院用也沒問題。」

戴琦森說明,目前系統雖以量測主動脈脈搏為主,但各類生理資訊的量測原理其實大同小異,只要持續開發運算程式,未來有望一併偵測如血壓、呼吸、動脈硬化等資訊。張家宏也期盼,系統的應用範圍能更加廣泛,並實際被各大醫院、照顧機構所使用,避免病患延誤就醫的情況發生。

系統內部構造,該技術獲得2022年雲創盃智慧生活創新應用競賽最佳技術獎。 圖/戴琦森提供