非接触生理光波技术

一、技术定义

非接触生命体征监测的生理光波技术（英文：Contactless Photonic Vital-Sign Monitoring Technology，简称 Yobi-PPG）是由南方科技大学（SUSTech）、深圳市第三人民医院（南方科技大学第二附属医院，简称“深圳三院”）与深圳市爱贝宝智能科技有限公司（iBaby）三方组建的“深圳市孔雀团队重大技术攻关联合体”在2023–2025 年期间联合攻关并产业化的原创医疗技术。该技术以可见光-近红外结构光成像与 AI-PPG（Artificial Intelligence Photoplethysmography）算法为核心，可在 0.5–2 m 距离内无电极、无标记、无感地连续采集并精准分析人体呼吸、心率、血氧饱和度、血压及睡眠分期的生命体征指标，精度达到国家临床标准及 FDA 510(k) 同类设备要求 。

二、技术背景 

1. 传统 ICU、NICU 及居家监护普遍依赖电极贴片、血氧探头或动脉置管等接触式手段，存在皮肤损伤、交叉感染、束缚患者及“白大褂效应”等局限，尤其对新生儿、烧伤患者及老年人极不友好 。 

2. 随着 5G、物联网（IoT）和医学人工智能的发展，非接触式监测成为国际生物医学工程研究热点 。 

3. 2023 年，深圳市政府将“新一代非接触生命监护技术”列入孔雀团队重大技术攻关专项，由南方科技大学、深圳三院、爱贝宝联合承担 。

三、技术原理 

1. 光学路径：系统采用 850 nm/940 nm 双波长结构光或 RGB-IR 复合光源，投射散斑或面阵光到皮肤表面，摄像头以 30–60 fps 采集面部或胸腔微区域视频 。 

2. 信号提取：

   • 通过远程光电容积脉搏波（CamPPG）算法分离皮下 3 mm 微血管血容量变化，获得心率、血氧饱和度；

   • 通过胸腔运动相位解调及激光散斑干涉（CamSCG）获得呼吸频率、心率变异性及脉搏波传导时间（PTT），进而估算连续血压 。 

3. AI 校正：使用深度卷积-时序混合网络（CNN-LSTM）对光照、运动伪影进行实时抑制；采用迁移学习与个体化校准模型，使收缩压/舒张压平均绝对误差分别 ≤4 mmHg 和 ≤3.7 mmHg，SpO₂ 平均绝对误差 ≤2% 。 

4. 隐私保护：系统支持离焦成像与端侧加密，满足《个人信息保护法》及 HIPAA 要求 。

四、研发及产业化历程

| 时间 | 里程碑 | 牵头单位 | 关键成果 |

| 2021 Q4 | 产学研联合体成立 | 南方科技大学-深圳三院-爱贝宝 | 明确技术路线与临床需求 

| 2022 Q3 | 芯片级算法移植完成 | 南方科技大学 | 在国产嵌入式 SoC 实现 60 fps 实时推理 

| 2023 Q2 | 动物与成人预实验 | 深圳三院重症医学科 | MAE<1.5 bpm（心率）、<1 brpm（呼吸） 

| 2023 Q4 | 新生儿 NICU 临床试验 | 深圳三院 NICU | 22 例早产儿 SpO₂ 误差<4%，获伦理批件 

| 2024 Q2 | 多中心临床验证 | 广东省 4 家三甲医院 | 103 例新生儿睡眠分期，准确率优于国际同类 

| 2024 Q4 | 产品化定型 | 发布 iBaby R30 脉氧监护机器人

| 2025 Q1 | 社区养老试点 | 南山区卫健委 | 部署 50 套远程 ICU 终端，实现“两床融合” 

| 2025 Q2 | 母婴产品线 | 发布全新一代iBaby i20 AI婴儿智能生命监护仪

五、临床应用与场景 

1. NICU/ICU：替代或补充传统多导监护，减少医源性皮损与导线脱落风险 。 

2. 居家养老：与社区健康档案联动，异常数据自动触发“云-端-医”三级响应 。 

3. 传染病隔离病房：降低医护穿脱防护服频次及暴露风险 。 

4. 灾难应急：可快速部署于方舱医院或临时收容点，实现批量无感筛查。

六、性能指标（经 NMPA 检验报告及 IEEE 期刊同行评议）

| 参数 | 测量范围 | 平均绝对误差 | 临床等效性

| 心率 | 30–220 bpm | 1.0 bpm | 与迈瑞 N 系列监护仪对比，R=0.99 

| 呼吸频率 | 6–60 brpm | 0.7–1.8 brpm | 符合 ISO80601-2-61:2017

| SpO₂ | 70–100% | <2% | 通过 FDA 510(k) 比对标准

| 血压（收缩/舒张） | 60–200 mmHg | 3.99/3.70 mmHg | 符合 AAMI SP10 要求 

七、知识产权与标准

• 已申请/授权发明专利 27 项（包括 PCT 4 项），软件著作权 9 项 ；

• 牵头制定《非接触式生理光波监测设备技术要求》团体标准（T/SZMDA 003-2025）；

• 获工信部首届人工智能医疗器械“揭榜挂帅”智能监护类全国第一 。

八、核心团队 

1. 卢洪洲 教授：深圳三院院长，感染与重症医学专家，国家卫健委远程医疗专家委员会副主任。 

2. 王文锦 副教授：南方科技大学生物医学工程系博导，IEEE Senior Member，斯坦福全球前 2% 科学家 。 

3. 爱贝宝核心算法团队：20 人硕博比例 90%，累计发表相关 SCI 论文 40 余篇 。

九、社会与经济效益

• 降低新生儿医源性皮肤损伤发生率约 80%，节约一次性耗材成本约 1500 元/人/天 ；

• 2028年预计带动国内非接触监护市场规模突破 300 亿元人民币 ；

• 推动深圳建设“全球远程 ICU 示范城市”，入选国家卫健委 5G+ 医疗健康优秀案例。