近日，中國科學技術(shù)大學陳彥教授研究團隊首次利用毫米波雷達技術(shù)實現(xiàn)了高精度的非接觸人體心臟活動監(jiān)測。這項研究成果標志著非接觸心臟監(jiān)測技術(shù)邁入新階段，為心血管疾病的早期預防與長期監(jiān)測提供了創(chuàng)新解決方案。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上。

　　研究表明，許多早發(fā)心血管疾病可以通過及時診斷和治療來有效預防。因此，長期連續(xù)的心臟活動監(jiān)測對疾病的早期發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要。然而，現(xiàn)有心臟監(jiān)測技術(shù)多為接觸式測量，但這些方法由于舒適性不足、對使用環(huán)境敏感等原因，難以實現(xiàn)長期連續(xù)的心臟活動監(jiān)測，從而可能錯過心血管疾病診斷和治療的最佳時期。

　　近年來，毫米波雷達技術(shù)被應(yīng)用于心臟活動監(jiān)測，展現(xiàn)出非接觸、便捷和高精度的潛力。然而，技術(shù)發(fā)展仍面臨呼吸譜泄漏這一重大挑戰(zhàn)。由于厘米級的呼吸幅度遠大于亞毫米級的心跳幅度，呼吸諧波在心跳頻段產(chǎn)生顯著的頻譜泄漏，導致信干噪比嚴重下降，限制了心臟活動監(jiān)測的精度。

　　對此，研究團隊通過系統(tǒng)性分析，發(fā)現(xiàn)了兩個重要的物理現(xiàn)象，從而成功破解這一難題。首先，研究團隊觀察到呼吸諧波比心跳諧波衰減更快，尤其在高頻段，呼吸干擾的影響顯著減弱。其次，研究團隊發(fā)現(xiàn)心跳諧波中存在拍頻效應(yīng)，即高階心跳諧波疊加會產(chǎn)生與心跳周期一致的拍頻特征，其頻率等于相鄰諧波頻率之差。

　　基于這兩大發(fā)現(xiàn)，研究團隊創(chuàng)新性地將心跳特征提取頻段從基頻轉(zhuǎn)移到高階諧波頻段，從而有效消除了呼吸諧波的干擾，顯著提升了監(jiān)測精度。在包括6222名參與者的大規(guī)模醫(yī)院場景和長達21個夜晚的日常生活場景中，研究團隊系統(tǒng)取得了26.1毫秒和34.1毫秒的中位誤差，充分驗證了其醫(yī)學應(yīng)用價值。

　　科研人員表示，這一研究為以無感的方式完成長期持續(xù)的心臟活動監(jiān)測，展現(xiàn)出廣闊的臨床應(yīng)用前景。