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科研动态

空天院无创连续血压监测技术推动高端监护装备国产化

发布时间:2026-10-13

血压及血流动力学监测是保障围术期安全、支撑急危重症救治的重要基础。常规袖带测量存在监测间隔,有创动脉置管存在出血、感染等风险;Finapres、CNAP、ClearSight等国际产品虽已形成临床应用,但核心技术与专用耗材长期由国外厂商主导,较高的采购和使用成本制约了先进监护技术普及。

无创连续监测的核心难题,在于血管顺应性随生理状态和用药动态变化,容易引起控制基准漂移与波形失真;频繁校准又会中断监测,影响连续风险识别。突破高精度测量、长时稳定运行与便携集成之间的技术瓶颈,是提升国产高端监护装备能力的关键。

针对上述难题,中国科学院空天信息创新研究院(空天院)传感器技术全国重点实验室研究员方震团队持续攻关,构建了涵盖指套传感、精密伺服、动态校准和波形重建的自主技术体系。伺服参考值查找时间较传统方法缩短50%以上;双指套交叉校准使测量与校准并行,补偿基准漂移,避免校准造成的监测中断。结合弱灌注信号增强与高度补偿,提升复杂条件下的监测稳定性,为血流动力学计算和风险预测提供高质量波形输入。

研究团队研制出国内首台套无创连续血压及血流动力学监测设备,核心传感组件、控制电路与算法实现自主设计。进一步研发的可穿戴系统采用静压驱动与脉动周期容积调节,集成血压自校准与无线传输功能,降低对高速驱动机构及外部校准的依赖,为床旁监护向便携监测延伸提供了工程支撑。

设备已在北京协和医院、四川大学华西医院、中国人民解放军总医院、首都医科大学附属北京安贞医院及中山大学附属第三医院开展临床测试,完成近百例与有创动脉导管的对比验证,血压测量误差达到研究采用的AAMI评价指标要求,为产品定型及临床转化奠定基础。该成果获《中国科学报》头版要闻、科学网专题采访报道及中央广播电视总台转发关注,展示了我国高端生命体征监护领域的自主创新进展。

研究团队以连续血压波形为基础,融合个体化信息、生理机理模型与深度学习,建立血流动力学参数估计方法,将动脉顺应性、外周阻力等生理关系纳入模型约束,增强估计结果的生理合理性。该系统可提供心输出量、每搏输出量、外周阻力等15项血流动力学参数和13类趋势,联合反映循环压力、心脏泵血与血管负荷,为分析循环波动原因、优化液体及血管活性药物管理提供量化参考,拓展了无创监测的临床价值。

围绕围术期风险干预前移,研究团队构建低血压事件预测模型,该模型能最早提前15分钟预警低血压风险,预测准确性达到90%以上。通过融合血压、心电、脉搏波与医学先验,连续刻画风险演变,在多项预测任务的对比研究中表现领先,为提前识别低血压风险提供技术支撑。多模态麻醉态势感知技术进一步将循环、脑电、呼吸等信息与患者及手术背景联合分析,辅助麻醉状态评估,推动连续监测向前瞻性风险管理延伸,为围术期智能监护平台建设提供关键算法。

该技术重点面向需要连续监护、尚无需动脉置管的患者,可服务麻醉诱导、日间手术、无痛内镜和术后复苏等高频场景,并向急诊转运、血液透析、心功能检查及康复监测拓展。连续波形及多参数信息还能用于药物效应评价和医学研究,支撑临床监护与科研平台协同建设。

面向高端设备国产替代和常规监护连续化升级,成果具备明确的产业化空间。自主核心模块可支撑监护整机开发和现有设备功能扩展,可穿戴终端拓宽应用范围,预测软件与专用传感耗材形成配套产品方向。自主设计能力和相互衔接的知识产权布局,有利于减少对进口核心技术及配套供应的依赖。依托成熟的样机设备及相关技术和多中心临床合作基础,成果转化有望降低设备配置与持续使用成本,促进优质监护能力向日常诊疗和基层医疗延伸,推动国产高端监护装备向监测与预警一体化发展。


图1  相关技术形成的设备成果图


图2  临床验证与媒体关注


图3  连续监测向智能预警延伸


该领域已授权具备许可、转让的专利信息:

1.专利名称:一种穿戴式无创连续血压监测装置和方法,授权公告号:CN118402768B,发明人:方震、吴庞、王鹏。

2.专利名称:基于容积补偿法血压测量的伺服值的校准方法和校准系统,授权公告号:CN118319273B,发明人:方震、吴庞、王鹏。

该领域处于实质审查阶段的专利信息:

1.专利名称:基于交叉校准的无创连续血压监测方法、装置、设备及介质,申请公布号:CN121943240A,发明人:吴庞、方震、赵荣建、王鹏、李彪。

2.专利名称:基于无创血压波形的血流动力学参数估计方法、装置、设备及介质,申请公布号:CN122250947A,发明人:方震、江科、吴庞、赵荣建、王鹏、李振锋、杜利东、陈贤祥。

3.专利名称:围手术期低血压概率预测方法、装置、设备及介质,申请公布号:CN120913850A,发明人:方震、江科、王鹏、吴庞、李振锋、杜利东、陈贤祥。

4.专利名称:多模态时序信号的处理方法、装置、设备及介质,申请公布号:CN122286087A,发明人:方震、王子睿、赵荣建、吴庞、王鹏、李振锋、杜利东、陈贤祥。


无创连续血压监测关键技术联系人:

方震,联系方式010-58887195  fangzhen@aircas.ac.cn


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更多链接:

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