中国科学技术大学(安徽合肥)的研究团队,开发了一种基於无线射频(RF)的非侵入式系统,可以长时间准确测量心率变异性(HRV),为心血管监测带来重大进展。
这套 RF-HRV 系统通过分析 RF 信号,解决了远场条件下呼吸运动造成的干扰问题。该系统利用信号选择算法,从多个反射源中识别包含丰富心跳信息的信号。然後,它应用变分模态分解(VMD)算法提取高频成分,使系统能够准确捕捉清晰的心跳模式。通过组合相邻的心跳谐波,系统生成与心率相对应的特定模式,然後用於计算 HRV。
此外,研究人员在 6,222 名叁与者的大规模门诊环境以及连续多晚睡眠监测的长期日常场景中测试了该系统。这项发表在《自然通讯》上的研究表明,在门诊环境中,该系统的实时心跳间期(RT-IBI)误差中位数为 26.1 毫秒,在日常监测场景中,误差为 34.1 毫秒,均显着优於现有仅关注心率频段信号的系统。该系统在自动检测心跳异常方面也表现出色,其性能可与临床级 12 导联 ECG 系统相媲美。
这项研究的创新之处在於它突破了传统信号处理方法的限制。通过利用 10 阶以上心跳谐波的高频范围,该系统有效地隔离了心跳信号,克服了呼吸运动干扰带来的挑战。这一突破为毫米波雷达在心脏监测中的应用奠定了坚实的基础,实现了无需电极和频繁调整的长期、非侵入性监测。这一进展有??为心血管保健提供更舒适、更实用的解决方案。