【所属领域】
新材料、智慧医疗
【研究背景】
睡眠是人类生活中必不可少的内容，近年来，Nature、Cell等顶尖期刊通过研究发现：缺乏睡眠，会加速人体动脉粥样硬化、阻碍神经元DNA修复，以及在肠道中积累活性氧而导致死亡。与此同时，针对诸如失眠、嗜睡、打鼾、不宁腿综合征、睡眠呼吸暂停综合征、帕金森睡眠障碍和快动眼睡眠行为障碍等睡眠问题，尽早的发现，可以及时进行干预治疗，改善睡眠质量。对睡眠状况进行实时监测并给予相应干预措施有助于研究与解决睡眠问题与临床问题。虽然目前市场上有各类的睡眠相关产品，但受限于材料与算法体系，产品在灵敏度、准确性、轻便性、无扰性等方面存在较多不足，且产品功能较为单一。因此，开发无感化智能睡眠监测装备具有大量的实际需求和广泛的实际意义。
【成果介绍】
本成果提出一种无感化智能睡眠监测装备。该装备旨在针对目前医疗康复行业所需检测的人体心率、呼吸、体温、动作模态三种体征进行多功能集成并进行精密测量。在分别构筑三种底层功能感知结构的基础上，对单一功能结构进行多功能集成研究并构建与之配套的传感电路系统及数据可视化界面，不断优化柔性功能感知器件组分、结构、性能实现对人体三种检测体征的无感化精密测量。针对失眠/睡眠呼吸暂停综合征/普通人，实现人体生命体征信号精密测量，输出测量图谱/报告。
图1 产品功能简介
该成果基于多材料、高灵敏的传感单元，通过高分辨率、高灵敏度、稳定无扰化的生理信号采集系统采集信息，借助云-边-端协同、深度学习等人工智能领域技术，三位一体形成疾病症状可量化的智能评估体系，对人体实现连续、移动状态下的心率、呼吸、体温、动作模态等多维度的无感式测量。面向不同群体，装备可以在无束缚状态下对人体进行全天候的监测并提供预警服务，同时为临床医生和护士提供有价值的数据信息，辅助诊断及护理。实现睡眠质量监测与远程监护管理，最终打造“人-机-环”共融的睡眠环境生态。
图2 成果核心关键技术简易图示
【技术优势】
（1）柔性纤维新材料与智能织物计算的结合赋予智能健康监测系统无感性及准确性，实现精密测量；对比医用心电监护仪，该装置可以更快发现呼吸暂停异常。
（2）形成大纤维闭环产业链，从材料、纺丝、纺纱到织造的全流程柔性感知纤维制备流程，为智能健康监测系统的产业化奠定坚实基础，且具备“感传算”一体化技术全覆盖的多样化服务，惠及民生。
（3）该装置可进行全天候的监测，并提供预警服务，为临床医生和护士提供有价值的数据信息，辅助诊断及护理。
【应用场景】
无感化睡眠监测装备具备高分辨率数据采集、多传感融合、无感化服务，为用户提供更精密测量、更广泛应用。基于睡眠记录、健康预警、日常保健等需求，可广泛应用于病房护理、康养居家及家庭环境康养等场景。
【市场前景】
中国睡眠研究发布的睡眠调查报告和《2021年运动与睡眠白皮书》显示，中国超3亿人存在睡眠障碍。良好的免疫来源于优质睡眠，睡眠质量与身体健康密切相关，睡眠障碍是许多慢性病的表征和诱因，大量人群需要。我国的睡眠检测仪年复合增长率23.8%，养老床位775万张，睡眠监测设备使用率10%，渗透率提升空间大。可见针对睡眠检测仪的市场需求巨大。
【知识产权】
该成果目前已授权国际/国内发明专利35项、申请国家发明专利38项(其中许可/转让13项)。
【合作方式】
技术转让、技术许可、作价入股、技术开发、技术咨询、面谈等
【专家介绍】
陶光明，华中科技大学武汉光电国家研究中心和材料科学与工程学院双聘教授、博士生导师、人机智能交互联合实验室主任。致力于研究多材料特种光纤、柔性微创激光手术刀技术、智能织物式柔性可穿戴器件以及纤维态软体机器人等先进功能纤维领域的跨学科研究工作，先后在Nature等国际学术杂志发表论文近60篇，拥有已授权国际/国内发明专利16项、申请国家发明专利近60项（其中专利许可转让近10项）。多次组织MRS等国际顶尖会议的相关分论坛并担任主席，获得过包括美国光学学会、国际光学工程学会、美国陶瓷学会等学会的学术奖励，以及“2013年度国家优秀自费留学生奖学金之特别优秀奖”(该年度全球仅6名中国留学生获“特别优秀奖”)、中国科协发布的2018年“创世技”颠覆性创新榜50强等，所提议“红外传感技术”项目入选中国科协“2019年重大科学问题和重大工程技术难题”。作为项目负责人承担国家自然科学基金委面上项目、湖北省重点研发计划项目、装发、JW科技委等基础研究和应用开发等各类竞争性科研项目多项。为国家自然科学基金委面上项目、之江实验室重大科研项目和陈嘉庚青年科学奖等科技项目担任评审专家、兼任中国材料研究学会纤维材料改性与复合技术分会理事会副主任、中国纺织科学研究院智能织物工作室主任、中国光学学会红外与光电器件专业委员会委员、中国红外医学产业技术创新战略联盟独立委员、湖北省硅酸盐学会理事、《激光与光电子学进展》期刊第九届编委成员、Advanced Fiber Materials期刊副主编等。
【联系方式】
CG23005
