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桂宇晖教授跨学科设计研究项目成果获2023年第二届全国博士后创新创业大赛银奖

作者:陈心然   时间:2023-12-09   浏览量:


 

(通讯员 陈心然)11月30日第二届全国博士后创新创业大赛获奖名单公布,勃大精深by多人行在线观看勃大精深by多人行免费观看桂宇晖教授团队参与的设计研究项目《慧听-呼吸音柔性听诊设备及智能诊断预警的人机交互系统》荣获大赛全国总决赛银奖。该项目与华中科技大学同济医学院附属协和医院合作研究,桂宇晖教授设计团队负责可穿戴柔性听诊设备的工业设计与呼吸音智能监测与诊断系统的交互设计,通过设计思维和创新技术来解决用户的棘手问题,融合设计、医疗与工科进行跨学科协同创新,推动智能医疗人机交互系统的发展。

获奖名单

【赛事概述】

全国博士后创新创业大赛是我国规模最大、层次最高、覆盖面最广的博士后赛事。本届大赛以智汇赋能发展 博创引领未来为主题,共设创新赛、创业赛、海外(境外)赛和揭榜领题赛等四个组别,分为新一代信息技术、高端装备制造、新能源新材料、生物医药与健康、现代农业与食品、海洋开发与应用、其他行业等7个赛道进行比赛。1530个团队项目参加总决赛,经过激烈角逐,共产生55个金奖、109个银奖、164个铜奖。

 

【项目介绍】

慧听呼吸音柔性听诊设备及智能诊断预警的人机交互系统面向外科术后危重症患者,采用具有自主知识产权的柔性驻极体薄膜材料和人工智能技术,设计开发了一套智能化、可实时监测评估患者呼吸功能变化的系统和设备,为传染病防控、紧急救援以及日常危重病人的精准高效监护提供了强有力支撑。

 

【设计过程】

设计过程中团队深入了解肺部听诊方法与原理,通过一线情境观察、用户访谈等设计调研,洞察呼吸音诊断过程的痛点和用户诉求。发现市面上缺乏能够对患者呼吸音进行长效全天候监测并智能诊断预警的医疗设备,而呼吸音的生理信息对于临床诊断决策有重要价值,实时监测患者呼吸功能,使呼吸紧急状况可以被更早发现更早处理,提高心肺意外救治效果;结合柔性听诊传感器和人工智能诊断技术,可以极大程度提高医护人员的工作效率,有效提高听诊效率和病理分类的准确性。

技术路线图

可穿戴柔性听诊器与普通医疗设备不同,考虑到听诊器需要24小时长期佩戴在患者身上,设计需要重点考虑佩戴舒适度、体积与工作模式。基于已有的高灵敏度柔性驻极体压力传感器的特性,团队对产品的外观、结构与使用方式进行概念原型设计,采用模块化设计,产品小巧轻薄,兼具良好的柔性与可贴附性,易于穿戴与消毒,可以实现对肺部各个点位的长期实时监测。

呼吸音监测与智能诊断系统以用户为中心进行设计,通过分析多个交互系统的使用场景,围绕医护人员使用医疗监测设备的用户认知特点、信息交互方式,归纳出它们在交互设计上的一般性的设计原则和设计缺陷。通过多学科的交叉,如人因功效学、设计语义学、设计美学、设计心理学等学科,进行整体的交互设计。通过深度访谈、可用性测试等设计调研,利用用户反馈数据优化设计方案,产出设计原型并辅助开发。呼吸音监测与智能诊断系统能够实现对呼吸音的智能化分析和疾病预警。同时可以减轻医护焦虑,帮助患者改善信息交流障碍,未来也可应用到疫情防控、家庭养老等场景。

结语

团队在设计过程中还遇到了许多困难和挑战。例如,柔性听诊器如何在微小空间内实现电池、电路板与替换模块的堆叠,如何在产品造型上实现功能性与美观度的有机统一;呼吸音监测与智能诊断系统如何呈现数据信息,以降低护士认知负荷,提高产品可用性等。为了解决这些问题,设计团队通过大量的研究试验和用户反馈,多次完善产品设计方案,以确保产品能够符合用户需求和市场需求。

《慧听-呼吸音柔性听诊设备及智能诊断预警的人机交互系统是“设计+医疗+科"跨学科协同创新的一次设计实践,提高了医疗救护能力和应急救援能力,愿未来能促进了智慧医疗产业的不断迭代更新,创新引领社会与经济发展。(审稿 桂宇晖)