阻塞性睡眠呼吸暫停（Obstructive sleep apnea, OSA）已經成為一個重要的公共健康問題，嚴重影響夜間睡眠質量，從而降低工作效率和生活質量。現行的臨床監測方法實施困難且價格昂貴，難以滿足患者的現實需求。另外，基于柔性電子的監測設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造成的不可逆傷害。
近日，西南交通大學楊維清教授團隊聯合香港城市大學于欣格教授團隊以及四川大學華西醫院共同開發了一款基于壓電傳感和磁彈體驅動的呼吸暫停監測反饋一體化閉環管理系統（Apnea management system, AMS），實現了對睡眠呼吸暫停事件的高效診療。該系統基于研發的高性能壓電復合材料對心血管狀態的實時監測，并結合機器學習來反映呼吸狀態，在探測到呼吸暫停事件時激發磁彈體驅動器對患者施加觸覺反饋，誘導患者調整睡姿，緩解呼吸暫停（圖1）。進一步，此研究中將研發的AMS和臨床上的多導睡眠監測儀的檢測結果進行了對比分析，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監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”為題發表在《Matter》上（Matter, 2025, DOI: 10.1016/j.matt.2025.102323）。西南交通大學田果博士，四川大學華西醫院郭麗醫生和香港城市大學高育育博士為論文共同第一作者，西南交通大學楊維清教授，鄧維禮副教授和香港城市大學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基金、四川省自然科學基金和西南交通大學基礎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（AMS）的工作流程及器件設計
圖2. 壓電復合材料和磁彈體用于心血管狀態監測及觸覺反饋
圖3. AMS監測數據結合機器學習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，西南交通大學材料學院副教授/博導，四川省學術和技術帶頭人后備人選，四川省海外高層次留學人才。長期從事納米功能材料及柔性電子器件的基礎研究。主持國家自然科學基金NSAF聯合基金項目、青年科學基金項目、四川省科技廳重點研發項目、四川省自然科學基金面上項目等多項國家及省部級科研項目。
楊維清，西南交通大學教授，前沿科學研究院院長，從事能源信息材料與器件研究，入選Elsevier高被引學者、Stanford-Elsevier全球全領域2%Top科學家；長期擔任科技部重大研發計劃項目會評專家和國家科技獎評審專家；科技成果轉化專利30余項，轉化經費3000余萬元；擔任中國超級電容器產業聯盟副秘書長。
于欣格，香港城市大學生物醫學工程系教授，香港城大-中科院機器人聯合實驗室副主任，香港心腦血管健康工程研究中心協理副主任。優秀青年科學基金（港澳）、《麻省理工科技評論》創新35人、IEEE納米醫學發明家、MINE青年科學家、日內瓦國際發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療領域以及智能觸覺VR中的應用。
