广东竞逐医疗人工智能新蓝海：“深圳三院-南科大”团队成功攻关非接触式生命体征监测

南方财经全媒体记者 陈思琦 深圳报道

可实时监测心率、血氧、步数的智能手环或运动手表，近年来广受欢迎。但对新生儿而言，获取这些运动数据可不容易。

据了解，我国NICU（新生儿重症监护病房）使用的监护仪，通常是用穿戴式传感器（电极片、血氧探头等）监测新生儿生命体征，极易造成疼痛刺激，医源性皮肤损伤发生率高达15.10%，其中胎龄<29周的早产儿发生率为36.80%。

如何破解新生儿医源性皮损难题？

南方财经全媒体记者从南方科技大学获悉，“深圳三院-南科大”医工团队经过两年的持续攻关，攻克了光学生理监测技术在国产嵌入式芯片上的落地难题，成功研制出我国首个可用于居家婴儿监护的脉氧监护机器人iBaby I20，仅通过一枚微小的摄像头，即可非接触地监测婴儿心率、呼吸等生命体征。

去年，广东省印发《关于推进卫生健康高质量发展的意见》，明确支持高水平医院联合高等学校和企业，加快研究攻关一批临床医学、生物医药领域关键核心技术。其中一个重点方向，即是丰富5G+医疗健康和医学人工智能应用场景。

“把高校实验室放到公司、放到医院，所有的论文数据都来自一线，相当于做一件事，同时收获学术、产业两项成果，很好地避免了闭门造车。”近日，南方财经全媒体记者约访了南科大生物医学工程系副教授王文锦。

据王文锦介绍，深圳三院、南科大开创的“医工交叉”产学研新范式，借鉴了欧洲“埃因霍温”产学研模式，巧妙地缝合了学界与业界“两张皮”。高校负责创新、企业负责转化、医院负责验证，这种三位一体的联合攻关模式将比“单打独斗”更具效率、更有产业生命力。

（王文锦/左、卢洪洲/右，受访者供图）

攻关生命体征监测“非接触”技术

在医院，常见的心电监护仪为十二导联，即在患者身上贴10-12个电极片来监测生命体征。新生儿较为脆弱，即使缩减为三导联，也不可避免地会造成损伤。

不接触新生儿皮肤，是否可能实现生命体征监测？

为此，深圳市第三人民医院（南方科技大学第二附属医院）卢洪洲院长团队、南方科技大学生物医学工程系王文锦副教授团队组成了“医工交叉创新联合体”，联合深圳爱贝宝科技，获批2023年深圳市重大技术攻关产学研项目，全力攻坚新一代非接触生命监护技术。

经过两年攻关，该医工团队成功研制出我国首个非接触脉氧监护机器人iBaby I20。简单来说，借助结构光生理成像原理，iBaby I20摄像头可通过新生儿胸腔的起伏判断呼吸，通过皮下3毫米的脉搏波信号推算心率。

非接触监测如何保证精准度？王文锦向南方财经全媒体记者解释道，传统的穿戴式设备为单点监测，比如智能手环只是监测单手运动，而非接触式解决方案为图像阵列式监测，比单点监测更全面、更多维，还能捕捉到面部表情、肢体姿态等语义信息，使测量更精准。

另一方面，当人在医疗环境中，尤其在医生面前时容易出现“白大褂效应”，即精神紧张、心率加快、血压升高等现象，导致数据有偏差。非接触解决方案则可实现居家、无感监测，更能捕捉到人的日常真实状态。

去年底，“深圳三院-南科大”医工团队首次在国际著名生物医学光学期刊Biomedical Optics Express上发表原创临床研究论文“Notch RGB-Camera based SpO2 Estimation: A Clinical Trial in A Neonatal Intensive Care Unit”（基于视频光学的非接触新生儿血氧监测），展示了国内首例在NICU完成的面向新生儿的非接触血氧饱和度（SpO2）监测。

该论文显示，NICU场景的非接触SpO2监测装置已在深圳三院完成22例新生儿临床研究，具备非接触式连续SpO2监测能力，以及对SpO2骤降的跟踪能力。与迈瑞监护仪对标，该装置的平均绝对误差小于4%。

今年，医工团队又在IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics发表多中心临床研究论文“Generalized Camera-based Infant Sleep-Wake Monitoring in NICUs: A Multi-center Clinical Trial”（基于视频的新生儿睡眠觉醒监测），在广东省4家三甲医院完成了103例新生儿智能睡眠分期监测，获得领域内最优的睡眠监测分期结果，相关算法技术已移植入iBaby I20产品。

根据Grand View Research数据，全球非接触式生命体征监测市场份额预计在2025年达到约300亿元人民币。

以母婴医疗监护场景为例，截至2021年，我国共有三甲医院1441所，平均每家三甲医院至少有20个暖箱床位。而市场上的接触式婴儿监护仪（迈瑞、飞利浦等）售价在15-20万元/台。按最低售价计算，这一市场也超过了43亿元规模。

除了婴幼儿智能监护，该项技术还可用于居家养老监护。艾瑞咨询《2022年中国商业养老服务市场发展研究报告》显示，到2026年，我国居家养老赛道规模可突破500亿元。

王文锦介绍道，医工团队最新研发的i6SOS型号产品将增设“一键呼叫”核心模块。老人可通过随身携带的无线求助摁键一键呼叫监护人，还可联系深圳三院医生进行远程问诊，带来更便捷、更及时的就医体验。

“医工交叉”探路产业科技互促双强

从“一老一小”的广大市场需求出发，由高校负责创新、企业负责转化、医院负责验证，“深圳三院-南科大”团队开创了医工交叉产学研新范式，助推高校科研成功走出“象牙塔”。

王文锦向南方财经全媒体记者透露，这一范式是在欧洲“埃因霍温”产学研模式基础上融入国内医工特色形成的。2021年全职回国加入南科大之前，王文锦曾担任荷兰飞利浦研究院（总部）研究员、荷兰埃因霍温理工大学助理教授。

他观察到，埃因霍温作为欧洲科技重镇，孕育了飞利浦、ASML等一大批优质企业，其主导思想即是产学研的高度融合，坚持“所有的科技创新都应由产业来驱动，所有的需求都应由业界提出”。

而在我国，学界与业界曾是割裂的“两张皮”，通常高校实验室先做课题，企业再从中挑有市场前景的项目做转化。由于许多临床挑战在实验室里无法预知，“可能10个项目才能跑出来1个”。

去年底召开的中央经济工作会议将“以科技创新引领现代化产业体系建设”置于2024年经济工作九项任务之首，意味着产业能级的提升将越来越依靠前沿创新，“两张皮”正逐渐缝合。

这其中，广东省率先在“龙年新春第一会”提出拥抱新的“科学的春天”，用科技改造现有生产力、催生新质生产力，实现产业科技互促双强。

“深圳三院-南科大”医工交叉模式正是产业科技双向促进的代表性成果。据王文锦介绍，高校、企业、医院形成了三位一体的联合攻关，三方从科学问题定义、产品研发设计、临床需求解决等方面全流程参与，并在医院科室和高校课题组之间实现了多层次深度融合，降低了沟通上的时间成本。

同时，三方形成科研与转化成果的共享机制，旨在开展有明确转化目标、有科学价值输出、有产业生命力的前沿创新研究。

这是一种三方共赢的合作模式。对企业而言，非接触生命监护技术具有可观的市场需求；对高校和医院而言，该医工团队两年内已发表40余篇高水平SCI期刊论文和国际会议论文，还获得了科技部国家重点研发计划（青年科学家）、工信部人工智能医疗器械创新任务、国家自然科学基金海外优青、原创探索计划等政府项目资助。基于医工创新转化成果，王文锦入选了《科学中国人》2023年度全国科技新锐20人。

“所有的论文数据都来自一线，相当于做一件事，同时收获学术、产业两项成果。我也要求学生们培养这样的思维模式，必须站在医生、患者的角度思考技术怎么优化，避免闭门造车。”王文锦说。