近日，东北大学发布科技成果转化公示，拟将两项自主研发的发明专利成果进行转化交易，拟交易价格为30万元。此次转让的两项专利均聚焦人体运动监测与健康监护领域，分别为“一种单臂式心电辅助跌倒检测仪”“一种穿戴式人体运动状态数据监测系统及方法”，核心研发团队包含徐礼胜等多位科研人员。
图片来自东北大学官网
从技术创新来看，单臂式心电辅助跌倒检测仪突破了传统跌倒检测仅依靠加速度传感的单一模式，创新融合3D加速度传感与单臂式心电信号采集技术，实现体位变化与生理指标的双重监测，且采用单臂佩戴设计大幅提升穿戴便携性；穿戴式人体运动状态数据监测系统及方法则攻克了运动监测中传感器坐标系偏差的技术痛点，通过电压补偿、倾角计算建立三轴加速度校准模型，将装置自身坐标系数据转换至物理坐标系，让人体运动状态数据采集更精准，两项技术均采用ZigBee无线通讯协议实现数据传输，在医疗监护、运动状态监测领域实现了技术与实用性的双重创新。
人口老龄化背景下，老年人跌倒成为高发的老年健康问题，跌倒不仅会造成骨折、软组织损伤等躯体伤害，严重时还会引发颅内出血、脏器受损等并发症，甚至导致失能或死亡，而跌倒后黄金救治时间内的及时响应，能大幅降低伤害程度与致死率，同时人体运动状态的精准监测也成为老年康养、运动康复、临床监护等领域的核心需求，这两大方向的技术落地与优化成为临床亟待解决的问题。
在现有临床及应用方案中，针对老年人跌倒检测，主流方式分为两类，一类是基于3D加速度传感器、陀螺仪的单一体位监测方案，通过感知人体X、Y、Z轴加速度变化判断体位异动，以此识别跌倒行为；另一类是少数融合心电信号的监测方案，结合心率、心电波形等生理指标辅助判断，但心电信号采集仍沿用传统的3导联、5导联甚至12导联方式，需在人体多个部位布置电极并通过导联线连接采集设备。
而在人体运动状态监测方面，现有方案多采用三轴加速度传感器采集运动数据，部分方案将传感器集成于手机、手环等载体，也有独立式穿戴传感器设计，部分技术会通过去波纹、噪声电路优化数据，或采用插值法提升数据精度，少数方案还尝试结合加速度与心电信号实现综合监测。 但现有各类方案均存在显著的临床与应用缺陷，难以满足实际需求。
跌倒检测领域，单一加速度传感方案仅依靠体位变化判断跌倒，无法结合人体生理指标综合分析，易将蹲起、行走等正常动作误判为跌倒，也可能因跌倒后体位无明显异动导致漏判，监测精度极低；而融合心电的检测方案，因沿用传统多导联心电采集方式，电极布置分散、导联线繁琐，严重限制人体日常活动，无法实现真正的穿戴式、便携式监测，难以适配老年人居家、外出等日常场景。
人体运动状态监测领域，现有方案普遍存在数据校准缺失的问题，穿戴式传感器的自身坐标系与物理坐标系易因人体动作、穿戴位置产生偏移，且多数方案忽略电池电压变化对采集数据的精度影响，导致加速度数据存在较大误差；部分将传感器集成于手机等非固定载体的方案，因载体与人体连接松散、位置易变，进一步放大了测量偏差，即便部分方案做了电路层面的信号优化，也未从系统层面实现数据的有效校准，无法真实反映人体运动的实际数据变化。
因此临床与市场对此类技术有着明确且迫切的需求，一方面针对老年跌倒检测，需要兼高精与便携性的监测技术，既能融合体位与生理指标实现跌倒的精准判断，又能简化心电采集方式，实现小型化、穿戴式设计，适配老年人日常无束缚使用，且需具备自动报警功能，在跌倒发生后及时向监护者发送预警信息。
另一方面针对人体运动状态监测，需要能实现数据精准校准的穿戴式监测方案，解决坐标系偏移、电压影响等数据误差问题，输出真实、可靠的人体运动数据，满足老年康养、运动康复、临床病情监测等场景对运动数据的精准需求。
所以我们现在需要一款融合多维度传感与精准校准算法的穿戴式老年跌倒检测及人体运动状态监测一体化产品，来解决现有跌倒检测方案误判漏判率高、心电采集繁琐不便携，以及人体运动状态监测数据坐标系偏移、电压干扰、精度不足、无法真实反映人体运动数据的核心痛点。
此次转让的两项发明专利围绕人体运动监测与健康监护形成技术互补，在技术设计、检测精度、实用适配性等方面实现多重创新突破，相较传统监测技术与装置具备显著的技术优势和应用价值，核心创新点与技术优势体现在多维度的技术革新和实用化设计上。
在单臂式心电辅助跌倒检测仪方面：
其一创新实现了体位与生理指标的双维度融合检测，突破传统跌倒检测仅依靠3D加速度传感器感知体位变化的单一模式，结合人体跌倒时的心率异变规律，将3D加速度传感的体位监测与单臂式心电信号采集相结合，通过对加速度数据和心电信号P波、S波等特征参数的综合分析判定跌倒事件，大幅提升跌倒检测的准确性，有效避免蹲起、行走等正常动作的误判与跌倒后的漏判；
其二革新了心电信号采集方式，摒弃传统12导联、5导联、3导联的多部位采集模式，仅通过左手上臂两个电极贴片实现2路心电导联的单臂心电采集，摆脱了导联线的束缚，同时搭配袖带式佩戴设计，实现了真正的穿戴式、便携式使用，不影响监护对象的日常行为活动；
其三打造了高集成化的信号处理系统，通过前置放大、带通滤波、主放大及滤波、陷波及电平抬高的多级信号调理电路，对微弱的单臂心电信号进行82.9dB的高增益放大，同时有效滤除肌电噪音、50Hz工频干扰和呼吸低频噪音，保证心电信号的有效性，且整个装置仅需4节5号电池供电，低功耗设计进一步提升了便携使用的实用性；
其四构建了智能化的检测与报警体系，通过ZigBee无线通讯协议实现监测数据的实时传输，系统控制中心可通过加速度数据初步判断跌倒类型，再结合心电信号参数最终确认，判定跌倒后通过短信猫自动向监护者发送报警短信，实现跌倒后的快速响应，为救治争取时间。
在穿戴式人体运动状态数据监测系统及方法方面：
其一攻克了运动监测数据校准的技术难题，首创结合电池电压补偿与倾角计算的三轴加速度数据校准方案，先根据装置水平状态与使用状态的电池电压差值进行电压补偿，消除电池电压变化对采集数据的精度影响，再通过计算装置自身坐标系与物理坐标系的X、Y轴倾角，建立三轴加速度校准模型，将装置自身坐标系的加速度数据转换至物理坐标系，从系统层面解决了传统监测技术数据校准缺失的问题。
其二实现了运动数据的精准化采集，通过坐标系转换与数据校准，有效消除了因穿戴位置、人体动作导致的装置坐标系偏移误差，让采集的X、Y、Z轴加速度数据能真实反映人体在前后、左右、上下方向的运动变化，大幅提升了运动状态监测的精度，为人体运动姿态识别、行为分析提供了可靠的数据支撑。
其三采用腰部穿戴的独立式监测设计，将监测装置固定穿戴于人体腰部，相较于将传感器集成于手机等非固定载体的方案，大幅降低了装置位置变动带来的测量偏差，同时搭配ZigBee无线通讯协议，支持多装置同时监测与数据实时传输至PC端，可实现单人精准监测与多人同步监测的双重需求。
其四设计了标准化的监测流程与容错机制，在监测前通过倾角标定实现装置穿戴的标准化，若标定倾角超出报警阈值则自动提醒调整穿戴位置，监测过程中按采集周期实时更新电池电压数据并重新补偿校准，保证了监测数据的持续性与准确性，让技术方案更适配实际应用场景。
此外，两项专利技术均采用ZigBee无线通讯协议实现数据传输，兼具低功耗、高稳定性的传输优势，且核心硬件均选用成熟的工业级芯片与传感器，在保证技术性能的同时具备良好的产业化基础，同时两项技术形成跌倒检测与运动监测的技术协同，既可以独立应用于老年康养、运动康复、临床监护等不同场景，也可以结合使用实现人体运动状态的全面监测与跌倒风险的精准预警，技术适配性与拓展性极强。
此次的两项专利通过 “多维度传感融合”“系统性数据校准”“轻量化穿戴设计” 三大核心创新，既弥补了消费级产品监测精度不足的短板，又解决了专业医疗设备穿戴不便、操作复杂的问题，在老年康养、运动康复、临床监护等场景中具备更强的实用性与竞争力。
飞利浦运动康复监测系统（专业医疗级运动康复监测方案），采用腰戴式独立传感器+配套PC端分析软件的组合形式，传感器机身仅集成三轴加速度传感器，无其他生理监测模块，通过无线传输将采集数据同步至PC端，依托软件完成运动数据的可视化呈现与动作规范判断。
其以腰部佩戴的三轴加速度传感器为核心，采集人体运动过程中X、Y、Z三轴的加速度原始数据，通过PC端分析软件预设的运动动作阈值与轨迹模型，对康复训练中的肢体动作幅度、频率、规范性进行判定，为康复师制定训练方案提供数据参考。其主要面向医院康复科、专业康复机构，适用于脑卒中、骨关节损伤、术后肢体功能恢复等人群的运动康复训练监测，聚焦临床康复场景下的基础动作规范判断。
飞思卡尔MMA7260传感器套件为开放式电子元器件套件，核心为三轴加速度传感器裸芯搭配基础电路模块，无集成化穿戴外壳与成品化设计，需用户自行搭配供电、传输、封装组件，属于工业级元器件向消费端延伸的基础产品，无固定穿戴形态。主要面向电子爱好者、高校实验教学、小型设备研发团队，用于运动监测相关的基础原型开发、实验测试，无法直接落地于消费端日常运动监测、医疗康复临床监测等实际场景，可作为底层元器件提供技术基础。
当前市场上，东北大学此次转让的两项专利技术精准契合市场痛点，落地适配性强，其中单臂式心电辅助跌倒检测仪针对老年跌倒防护刚需，弥补了消费级手环易误判、传统医疗级设备穿戴不便的短板，单臂采集与双维度验证设计在居家及社区养老场景具备显著差异化优势；伴随人口老龄化、智慧养老政策支持以及运动健康与康复医疗需求增长，穿戴式人体监测产品市场迎来爆发式增长，高精度监测技术应用场景持续拓宽，且穿戴设备小型化、低功耗、无线传输的技术趋势与两项专利理念高度契合，其无线通讯与模块化硬件设计具备良好产业化潜力，可结合多项技术实现迭代与场景拓展。
渝公网安备 50011202502165号
