
心血管疾病长期位居我国居民死亡原因首位,面对庞大的心电监护和防范化解疾病风险的实际需求,人工智能与计算机学院“心联智护”科创团队从硬件和软件两个层面入手,提出复合导联设计理念,开发出可穿戴化的智能监护原型,有效提升了心电监测的精准度与稳定性。团队作品“可穿戴式复合导联智能心电监护系统”荣获第二十一届中国研究生电子设计竞赛全国总决赛团队一等奖、新思科技人工智能企业专项奖。项目成果在2家三甲医院和2家医疗单位成功应用,实现了智慧医疗的普及。
党的二十大报告提出,要“把保障人民健康放在优先发展战略位置”。据《中国心血管健康与疾病报告2023》显示,全国心血管疾病患者已超过3.3亿人,如何做到早筛、早诊、早治,是“健康中国2030”战略的重要目标。“现有心电监护设备普遍存在导联数量有限、佩戴舒适性差、监测时长不足等问题,难以满足人群对连续动态监护的迫切需求。”项目负责人戴稳豪同学说道,“我们希望研发一款既精准可靠、又适合长期佩戴的设备,让心脏健康管理更普惠。”
团队研发的新型智能心电监护系统围绕复合导联采集硬件和数据处理分析软件,为系统的准确性、可持续性和高效率提供双重保障。在硬件上,团队将18导联电极自然嵌入服饰结构,开发出舒适轻便的穿戴方案,并采用织物电极替代传统湿电极,避免皮肤过敏与不适,结合高性能ADS1298芯片,设备可实现18导联同步采集,兼具低功耗与高抗干扰能力;在软件上,团队集成了多种信号处理算法,包括基线漂移校正、工频干扰抑制和QRS波识别等,同时支持Wi-Fi实时传输与可视化。团队瞄准传统监测仪器存在的准确性和可靠性不足的问题,自主研发了基于Transformer架构的心电信号重构算法,在电极脱落或信号缺失时能进行智能补全,重构信号与真实信号重合度高达97%,显著提升了监测的准确性与可靠性。
目前,该智能心电监护系统已在南通市第一人民医院、南通市妇幼保健院等医疗机构开展试点应用,累计服务超过500人次。数据显示,约30%的用户因此减少了非必要复诊,其中部分慢病患者通过系统进行居家监测,实现了心电异常的“早发现、早预防、早干预”。多家三甲医院专家的双盲验证结果表明,该系统重构心电的诊断一致性达96%以上,具备良好的临床辅助诊断价值。随着产品成熟度的提升和成本下降,该系统有望在基层医疗、养老社区乃至家庭场景实现大规模应用,为数百万心血管疾病患者带来切实福祉。“我们的目标是让这套系统走出实验室,走进医院、社区和家庭,让更多人享受到科技带来的健康守护”戴稳豪表示。下一步,团队将继续优化设备的轻量化与舒适性,进一步引入人工智能算法,实现对心律失常、心肌缺血等疾病的智能预警;构建心电健康数据库,推动个性化健康管理与精准医疗。
“这项成果不仅是一次科研突破,更体现了青年科研人将所学与国家需求结合的努力。”指导老师、人工智能与计算机学院党委书记王舒雅教授说道。团队成员涵盖博士、硕士与本科生,学科背景跨越人工智能、计算机、信息与通信等多个方向。他们在实践中锻炼跨学科协作与工程应用能力,完成了从文献调研、硬件设计到临床验证的完整研发链条。研究获得了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省研究生创新计划等项目资助,团队在Information Fusion、IEEE Transactions on Fuzzy Systems等人工智能领域著名期刊上发表高水平论文9篇,授权中国发明专利6项。团队成员吕力玮说:“我们不仅是在做科研,更是在用青春的力量守护人们的心跳。”
人工智能与计算机学院依托人工智能与脑认知等多个研究方向,牢牢把握内涵式发展目标,将学科建设、科学研究融入学生课堂与实践教学过程,以提高人才培养和提升学生的创新能力为核心任务。学院将继续凝聚学科优势,组建特色科研团队进行重点培育,给予团队在用人、理财、资源配置等方面更大的自主性与选择权,强化绩效激励,不断激发团队的积极性与创造性。
(唐增阳)


