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武汉大学大学生创新训练计划项目 · 项目公开展示页

PulmoMask · 可穿戴肺检测

基于热电-气流反演模型的可穿戴肺功能监测与 COPD 闭环筛查研究

面向肺功能评估、风险筛查与交互式康复训练的可穿戴系统探索

本项目聚焦慢性阻塞性肺疾病等呼吸健康问题,围绕热电传感、气流反演与虚拟现实交互训练,构建了一套集“监测—评估—反馈”于一体的可穿戴闭环系统。项目旨在探索一种更加便携、低负担、适用于非临床场景的肺功能监测与康复辅助技术路径。

PulmoMask 整机展示图

项目简介

慢性阻塞性肺疾病(COPD)的早期筛查高度依赖 FVC、FEV1 及其比值等肺功能指标,但传统肺功能检测设备往往体积较大、使用场景受限,难以满足居家化和连续化监测需求。针对这一问题,本项目提出并实现了一种基于热电-气流反演模型的可穿戴肺功能监测与闭环筛查系统。项目从热电 Seebeck 效应与强制对流换热机理出发,探索由热电电压信号重建呼吸气流与肺功能参数的可行路径,并进一步结合虚拟现实训练模块,构建从量化评估到交互反馈的闭环系统框架。

系统特色

本项目当前形成的系统由可穿戴热电传感终端、信号采集与无线传输模块、上位机分析模块以及虚拟现实训练模块组成。与仅能提供单一呼吸信息的便携设备不同,本项目尝试实现关键肺功能参数的联合评估,并在此基础上探索风险识别与训练反馈的闭环联动。系统设计兼顾原型可运行性、工程集成度与后续扩展空间,已完成从理论建模、器件搭建到原型联调的阶段性闭环验证。

flowchart LR
    A[可穿戴终端] --> B[数据采集]
    B --> C[参数分析]
    C --> D[训练反馈]

阶段性公开信息

原型完成度

项目已完成理论模型构建、器件制作、系统集成、性能测试与初步人体验证,形成完整可运行原型系统。

论文与转化

相关学术论文已完成撰写并进入投稿流程,知识产权相关工作正在推进中。

持续更新

本网站将持续更新项目公开进展,欢迎各位老师与评委关注。

伦理与合规

本项目涉及的人体测试遵循相关伦理规范,实验方案已通过武汉大学中南医院伦理委员会审批(审批号:2023046K),并已取得参与者知情同意。

本网站为项目公开展示页,主要介绍项目背景、系统概览、阶段性进展与非保密成果。涉及未公开论文、专利申请及可实施技术细节的内容暂不在此披露。