布法罗大学研究人员开发出一种新型医疗成像技术,该技术通过毫米波雷达和人工智能实现无需移除敷料即可监测伤口和皮肤状况。这项技术有望减少医护人员频繁更换敷料的时间消耗,同时降低伤口暴露引发的继发感染风险。
研究团队将该系统命名为mmSkin,其核心技术基于毫米波(亦称极高频电波,EHF)。EHF波已被应用于测速雷达、机场安检扫描仪和5G通信网络。通过测量伤口湿度这一关键健康指标,该技术实现了高分辨率成像与纱布穿透能力的平衡。
研究团队解决了两大技术挑战:一是滤除墙壁等环境干扰信号,二是将复杂雷达数据转化为可解读的医疗图像。研究人员开发了专用算法聚焦伤口区域信号,并训练AI模型将EHF信号转化为精准湿度数据。
实验室测试中,研究团队制作了60种不同形状、尺寸和湿度水平的"伤口模拟体"(由琼脂粉和水制成)。系统在穿透两层常用医疗纱布时达到99.45%的湿度检测准确率。在模拟人体皮肤测试中,系统对覆盖1-2层纱布的假体伤口检测准确率达95.5%,且适用于不同肤色、年龄和性别的患者。
布法罗大学技术转化办公室已为该技术提交国际专利申请。研究团队计划将伤口扫描时间从1分钟以上缩短至10秒以内,并优化图像清晰度。下一步将开展真实复杂伤口的临床测试。项目负责人徐文耀教授表示:"mmSkin为无创伤口评估提供了可靠的解决方案。"
该研究团队包括徐文耀实验室的张潇宇、Bo Wei博士候选人,王建达教授实验室的程燕达、黄楚琴博士候选人,哈佛大学张慧娟博士后。合作学者涵盖科罗拉多大学丹佛分校的李政雄博士、北卡罗来纳州立大学的许晨寒博士,以及林德公司纽约州托纳旺达分公司的詹烨博士。
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