让沉默的肺部“说话”!南航打造国内首款可穿戴肺功能实时成像仪
发稿时间:2025-03-19 16:12:00 作者:张仟煜 来源: 中国青年报客户端
中国青年报客户端讯(通讯员 周新华 中青报·中青网见习记者 张仟煜 记者 李超)“无辐射、无需插管,仅通过一条柔性绷带贴合胸部,就能在患者呼吸之间实时捕捉到肺部通气区域的动态阻抗变化……”
近日,南京航天航空大学姚佳烽副教授团队研发的“可穿戴肺功能实时成像仪”,凭借革命性的技术创新,荣获2024年度江苏省技术转移联盟“十大技术转移优秀案例”称号。
这款形似智能运动腰带的设备,以多电极阵列布局、弹性可伸展绷带设计为核心,不仅突破传统CT、MRI的静态成像局限,更以“床旁可视化”的便携优势,可为慢阻肺、哮喘等近亿患者带来无创、实时呼吸监测的新体验。
南京航天航空大学姚佳烽副教授团队合影。受访者供图
无创动态成像:让肺部呼吸“看得见”
传统的肺功能检测依赖医生的经验判断,而CT、MRI等设备虽能提供影像,却存在辐射风险、设备笨重、成本高昂等问题。姚佳烽团队研发的这款成像仪,通过电阻抗断层成像技术(EIT),在患者胸廓表面布设16个柔性电极,实时捕捉肺部通气区域的电导率变化,并将数据转化为动态图像,“就像给肺部装了一台‘实时监控摄像头’。”姚佳烽说。
设备多电极布局设计让它“耳聪目明”,能捕获更全面的生物阻抗数据,大大提高了测量的准确性和可靠性。通过算法解析阻抗信号,可清晰地显示气流在肺叶中的分布、流动异常区域,甚至能捕捉到细微的肺泡通气不均,为早期肺纤维化、慢阻肺急性发作提供预警。值得一提的是,其绷带式设计可以适应不同体型,儿童、老人均能舒适佩戴,单次检测成本仅为传统设备的1/10。
从实验室到病房:打破垄断
“我国40岁以上慢阻肺患者近1亿人,但肺功能成像仪长期被国外垄断,进口设备售价高达140万元,且操作复杂。”为了改变这一局面,姚佳烽带领团队自2016年启动研发,仅用9个月便攻克首代样机,实现从“0”到“1”的突破。2023年通过江苏省二类医疗器械创新审批,2024年8月正式获批中华人民共和国医疗器械注册证,成为国内首款可穿戴EIT设备。
相比进口设备,国产成像仪体积缩小80%,重量仅300克,且支持云端数据分析,可自动生成肺功能评估报告,大幅提升基层医院诊疗效率。目前,该设备已在暨南大学附属第一医院、上海交通大学附属新华医院等17家顶级三甲医院投入临床,并在甘肃、贵州、河南等地的多家社区医院进行慢性肺病筛查,累计服务超2万名患者。
未来蓝图:从肺部监测到“全身扫描”
正如一位临床医生所言,这款不足手掌大小的国产成像仪,“让沉默的肺部开始‘说话’”。它改写了肺部疾病诊疗的规则,以创新为翼,让精准医疗的曙光穿透每一片亟待守护的肺叶。
技术突破远未止步。团队透露,新一代设备正尝试将胸阻抗成像与氧疗仪、电刺激技术结合,实现氧疗——理疗一体化。例如,针对慢阻肺患者,设备可实时调节氧疗流量;对于术后呼吸肌无力患者,能通过电刺激同步强化膈肌运动。
团队更宏大的愿景在于拓展电阻抗技术的应用边界,目前已布局微流控肿瘤细胞检测、乳腺肿瘤3D筛查等方向,甚至计划为航天员设计肌肉运动监测系统。“电阻抗成像的潜力远超想象,”姚佳烽表示,“未来或许只需一件智能衣,就能完成全身器官的实时‘透视’”。
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