記者獲悉，深圳市第三人民醫(yī)院（南方科技大學(xué)第二附屬醫(yī)院）盧洪洲教授團(tuán)隊(duì)（長江學(xué)者）、清華大學(xué)季向陽教授團(tuán)隊(duì)（國家杰青）、南方科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系王文錦副教授團(tuán)隊(duì)（海外優(yōu)青）共同合作研究，在國際著名SCI學(xué)術(shù)期刊IEEE Transactions on Biomedical Engineering上發(fā)表原創(chuàng)性研究論文“Multispectral Depolarization based Living-skin Detection: A New Measurement Principle”（基于多光譜生理去偏化的活體檢測(cè)：一種新的測(cè)量原理）。
據(jù)介紹，該研究首次提出通過多光譜偏振光在活體組織中的“去極化”現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)對(duì)人體皮膚的視頻光學(xué)檢測(cè)。整體技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)僅需要5行Matlab代碼，可復(fù)現(xiàn)性極高且極易使用。
據(jù)悉，深圳市三院-清華大學(xué)-南科大組成的醫(yī)工團(tuán)隊(duì)對(duì)非接觸生理監(jiān)測(cè)技術(shù)展開了前沿攻關(guān)，并取得了突破性研究成果。當(dāng)前視頻生理監(jiān)測(cè)面臨的關(guān)鍵瓶頸問題是“如何從視頻中精準(zhǔn)檢測(cè)活體皮膚并用于生理信號(hào)的監(jiān)測(cè)”。傳統(tǒng)的基于深度學(xué)習(xí)的人臉檢測(cè)方法無法對(duì)人體活體組織進(jìn)行評(píng)估，因此無法用于臨床。
為攻克這一難題，研究團(tuán)隊(duì)基于多光譜偏振光在人體皮膚組織中的去極化特點(diǎn)提出了活體組織檢測(cè)的新方法。其核心機(jī)理在于（如圖所示）：當(dāng)多光譜偏振光照射皮膚時(shí)，偏振光子進(jìn)入皮膚組織并經(jīng)過發(fā)色團(tuán)（黑色素、血紅蛋白等）的吸收、散射和反射后，會(huì)呈現(xiàn)出去偏振化（de-polarization）的現(xiàn)象，即偏振光子從皮膚反射而出后，其振動(dòng)方向會(huì)變得雜亂無章。研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)椴煌ǘ蔚墓庾釉谄つw組織中的穿透深度不同（如藍(lán)光穿透毛細(xì)血管層、紅光穿透動(dòng)脈層），其去偏化的程度存在波段依賴性。例如，紅光因?yàn)榇┩干疃雀睿淙テ潭容^藍(lán)光更高。該現(xiàn)象僅存在于具有多層復(fù)雜組織結(jié)構(gòu)的活體皮膚，不存在于其他非活體的物體。
因此，研究團(tuán)隊(duì)提出的多波段生理去偏方法可有效區(qū)分視頻中的活體和非活體區(qū)域，精準(zhǔn)檢測(cè)不同人體部位的皮膚，甚至可區(qū)分豬肉皮膚和人體皮膚，可廣泛用于視頻生理監(jiān)測(cè)、人臉防欺詐、生物信息識(shí)別等領(lǐng)域。研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步探索如何將多光譜偏振光技術(shù)用于皮膚灌注成像和微循環(huán)監(jiān)測(cè)，賦能重癥患者的生理監(jiān)護(hù)及智能化預(yù)警。
據(jù)悉，該研究獲得科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（青年科學(xué)家）、工信部人工智能醫(yī)療器械創(chuàng)新任務(wù)、國家自然科學(xué)基金海外優(yōu)青、原創(chuàng)探索計(jì)劃、面上等項(xiàng)目的資助。該醫(yī)工團(tuán)隊(duì)聯(lián)合深圳愛貝寶科技獲批2023年深圳市重大技術(shù)攻關(guān)產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目，在深圳市委的領(lǐng)導(dǎo)下全力攻堅(jiān)新一代非接觸生命監(jiān)護(hù)技術(shù)（Yobi），并加快實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品化和臨床轉(zhuǎn)化，開辟我國在創(chuàng)新醫(yī)療器械“非接觸生命監(jiān)護(hù)”領(lǐng)域的新路徑。
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