2018 年国家科学技术奖技术发明奖提名公示内容.pdf

2018 年国家科学技术奖技术发明奖提名公示内容 一、项目名称 基于盲信号处理的心电信号检测关键技术及其在医疗器械中的应用 二、提名意见 我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关 材料均符合国家奖励办的填写要求。 心血管疾病已经成为威胁我国国民健康的第一大疾病，体表心电信号检测是 心血管疾病预防诊断的常用手段。缺血性心脏病、心肌病和心肌炎、房颤和房扑 等是我国增长趋势最大的三大心血管疾病，其对应着心电信号中的J、P、F 三大 病理特征波，但是心电信号特征波微弱且与各种伪迹和噪声混叠，病理信息被淹 没，给心血管疾病诊断带来很大困难。该团队在国内外首次开展基于盲信号分离 方法对心电信号检测的研究和技术攻关，对多导联心电信号采集、母胎心电分离 和病理特征波提取等核心共性技术上取得重大突破，并将其应用到与心电相关的 医疗仪器中，包括心电图机、心电监护仪和胎儿监护仪等，为心血管疾病和胎儿 早期健康监测提供了有效手段。 针对同步检测心房心室电生理活动的需求，提出了基于盲信号分离技术的十 八导心电检测方法，突破了左心室后壁和右心室心肌缺血检测难的问题；针对猝 死、心肌缺血、房颤的检测和诊断需求，提出了基于盲信号处理的微弱病理特征 波心电信号分离方法，突破国际上对病理J、P、F 波提取的难题，为心脏病的诊 断提供可靠依据；针对孕期胎心电检测难的问题，提出了多通道胎儿心电信号盲 分离方法，突破了传统超声无法获得胎儿缺氧、脐带缠绕等妊娠期或分娩期的病 理情况。 项目研发过程中，获得授权国家发明专利27 件、软件著作权16 件，申请海 外专利6 件，发表高水平论文12 篇；11 个产品通过国家食品药品监督管理局广 州医疗器械质量监督检验中心等相关机构的检测，并获得国家医疗器械注册证。 项目成果已经在深圳理邦、广东宝莱特等企业的心电图机、胎监仪和监护仪等产 品中得到了规模化应用，产品覆盖国内480 多家三级医院，7000 多家一二级医 院和30000 多家基层卫生服务机构，产生直接经济效益20 多亿元人民币，出口 欧美日韩等100 多个国家，创汇2 亿多美元，产生了显著的经济效益和社会效益。 提名该项目为国家技术发明奖 二 等奖。 三、项目简介 心血管疾病已经成为威胁我国国民健康的第一大疾病，2014 年心血管疾病 死亡率为295.63/10 万，并且成上升趋势。当存在疾病及疾病隐患时对心脏供血 系统产生影响，从而反应在心电信号上，体表心电信号检测是心血管疾病预防诊 断的常用手段。缺血性心脏病、心肌病和心肌炎、房颤和房扑等是 我国增长趋 势最大的三大心血管疾病，其对应着心电信号中的J、P、F 三大病理特征波，但 是心电信号特征波微弱且与各种伪迹和噪声混叠，病理信息被淹没，给心血管疾 病诊断带来很大困难。本项目在国家自然科学基金、广东省重点科技项目等支持 下，在国内外首次开展基于盲信号分离方法对心电信号检测的研究和技术攻关， 对多导联心电信号采集、母胎心电分离和病理特征波提取等核心共性技术上取得 重大突破，并将其应用到与心电相关的医疗仪器中，包括心电图机、心电监护仪 和胎儿监护仪等，为心血管疾病和胎儿早期健康监测提供了有效手段。其主要创 新如下： 1）针对同步检测心房心室电生理活动的需求，提出了基于盲信号分离技术 的十八导心电检测方法，突破了左心室后壁和右心室心肌缺血检测难的问题，实 现了心房心室心电信号的时-空同步动态检测 。 2）针对猝死、心肌缺血、房颤的检测和诊断需求，提出了基于盲信号处理 的微弱病理特征波心电信号分离方法，发明了基于希尔伯特黄变换和非负矩阵分 解的J 波提取方法，突破病理J 波信息与S 波混 叠难提取的问题，为猝死的早 期诊断提供可靠的诊断依据；发明了基于峭度的独立分量分析稀疏表示病理 F 波的提取方法，突破心室QT 段F 波提取的医学难题，为房颤的诊断提供了可靠 依据；发明了基于正交投影和独立分量分析的P 波提取方法，突破心房早搏时P 波与T 波混叠和心动过速P 波被QRS 波掩盖从而提取难的问题，为心脏损伤诊断 提供良好的依据。 3）针对孕期胎心电检测难的问题，提出了基于多模态的心电信号波群定位 方法和基于时域相对稀疏性的多通道胎儿心电信号盲分离方法，实现了从母体心 电混叠信号中提取微弱胎儿心电信号的功能 ；突破了传统超声无法获得胎儿缺 氧、脐带缠绕等妊娠期或分娩期的病理情况。 项目研发过程中，获得授权国家发明专利27 件、软件著作权16 件，申请海 外专利6 件，发表高水平论文12 篇