阻塞性睡眠呼吸暫停（Obstructive sleep apnea, OSA）已經(jīng)成為一個重要的公共健康問題，嚴(yán)重影響夜間睡眠質(zhì)量，從而降低工作效率和生活質(zhì)量。現(xiàn)行的臨床監(jiān)測方法實施困難且價格昂貴，難以滿足患者的現(xiàn)實需求。另外，基于柔性電子的監(jiān)測設(shè)備缺乏有效的反饋治療手段，無法緩解長時間呼吸暫停對人體心肺系統(tǒng)造成的不可逆?zhèn)Α?/span>
近日，西南交通大學(xué)楊維清教授團(tuán)隊聯(lián)合香港城市大學(xué)于欣格教授團(tuán)隊以及四川大學(xué)華西醫(yī)院共同開發(fā)了一款基于壓電傳感和磁彈體驅(qū)動的呼吸暫停監(jiān)測反饋一體化閉環(huán)管理系統(tǒng)（Apnea management system, AMS），實現(xiàn)了對睡眠呼吸暫停事件的高效診療。該系統(tǒng)基于研發(fā)的高性能壓電復(fù)合材料對心血管狀態(tài)的實時監(jiān)測，并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)來反映呼吸狀態(tài)，在探測到呼吸暫停事件時激發(fā)磁彈體驅(qū)動器對患者施加觸覺反饋，誘導(dǎo)患者調(diào)整睡姿，緩解呼吸暫停（圖1）。進(jìn)一步，此研究中將研發(fā)的AMS和臨床上的多導(dǎo)睡眠監(jiān)測儀的檢測結(jié)果進(jìn)行了對比分析，AMS能夠精確識別呼吸暫停事件，且在施加反饋刺激后呼吸暫停得到了顯著緩解。此項研究突破了傳統(tǒng)監(jiān)測器件的單一功能局限，為睡眠呼吸暫停及其他生理疾病的診療一體化提供了可參考方案。該工作以“A wearable all-in-one obstructive sleep apnea management system with flexible piezoelectric monitoring and soft magnetoelastic stimulating”為題發(fā)表在《Matter》上（Matter, 2025, DOI: 10.1016/j.matt.2025.102323）。西南交通大學(xué)田果博士，四川大學(xué)華西醫(yī)院郭麗醫(yī)生和香港城市大學(xué)高育育博士為論文共同第一作者，西南交通大學(xué)楊維清教授，鄧維禮副教授和香港城市大學(xué)于欣格教授為論文共同通訊作者。該論文得到國家自然科學(xué)基金、四川省自然科學(xué)基金和西南交通大學(xué)基礎(chǔ)科研培育計劃等項目的支持。
圖1. 可穿戴睡眠呼吸暫停管理系統(tǒng)（AMS）的工作流程及器件設(shè)計
圖2. 壓電復(fù)合材料和磁彈體用于心血管狀態(tài)監(jiān)測及觸覺反饋
圖3. AMS監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法用于呼吸暫停事件識別
圖4. AMS用于睡眠呼吸暫停診療一體化的臨床及家庭級應(yīng)用驗證
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102323
作者介紹
鄧維禮，西南交通大學(xué)材料學(xué)院副教授/博導(dǎo)，四川省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人后備人選，四川省海外高層次留學(xué)人才。長期從事納米功能材料及柔性電子器件的基礎(chǔ)研究。主持國家自然科學(xué)基金NSAF聯(lián)合基金項目、青年科學(xué)基金項目、四川省科技廳重點研發(fā)項目、四川省自然科學(xué)基金面上項目等多項國家及省部級科研項目。
楊維清，西南交通大學(xué)教授，前沿科學(xué)研究院院長，從事能源信息材料與器件研究，入選Elsevier高被引學(xué)者、Stanford-Elsevier全球全領(lǐng)域2%Top科學(xué)家；長期擔(dān)任科技部重大研發(fā)計劃項目會評專家和國家科技獎評審專家；科技成果轉(zhuǎn)化專利30余項，轉(zhuǎn)化經(jīng)費3000余萬元；擔(dān)任中國超級電容器產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書長。
于欣格，香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系教授，香港城大-中科院機(jī)器人聯(lián)合實驗室副主任，香港心腦血管健康工程研究中心協(xié)理副主任。優(yōu)秀青年科學(xué)基金（港澳）、《麻省理工科技評論》創(chuàng)新35人、IEEE納米醫(yī)學(xué)發(fā)明家、MINE青年科學(xué)家、日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎等獎項獲得者。研究方向為新型柔性電子在生物醫(yī)療領(lǐng)域以及智能觸覺VR中的應(yīng)用。
