南航打造国内首款可穿戴肺功能实时成像仪

“无辐射、无需插管，仅通过一条柔性绷带贴合胸部，就能在患者呼吸之间实时捕捉到肺部通气区域的动态阻抗变化……”

近日，南京航天航空大学姚佳烽副教授团队研发的“可穿戴肺功能实时成像仪”，凭借革命性的技术创新，荣获2024年度江苏省技术转移联盟“十大技术转移优秀案例”称号。

这款形似智能运动腰带的设备，以多电极阵列布局、弹性可伸展绷带设计为核心，不仅突破传统CT、MRI的静态成像局限，更以“床旁可视化”的便携优势，可为慢阻肺、哮喘等近亿患者带来无创、实时呼吸监测的新体验。

无创动态成像：让肺部呼吸“看得见”

传统的肺功能检测依赖医生的经验判断，而CT、MRI等设备虽能提供影像，却存在辐射风险、设备笨重、成本高昂等问题。姚佳烽团队研发的这款成像仪，通过电阻抗断层成像技术（EIT），在患者胸廓表面布设16个柔性电极，实时捕捉肺部通气区域的电导率变化，并将数据转化为动态图像，“就像给肺部装了一台‘实时监控摄像头’。”姚佳烽说。

设备多电极布局设计让它“耳聪目明”，能捕获更全面的生物阻抗数据，大大提高了测量的准确性和可靠性。通过算法解析阻抗信号，可清晰地显示气流在肺叶中的分布、流动异常区域，甚至能捕捉到细微的肺泡通气不均，为早期肺纤维化、慢阻肺急性发作提供预警。值得一提的是，其绷带式设计可以适应不同体型，儿童、老人均能舒适佩戴，单次检测成本仅为传统设备的1/10。

从实验室到病房：打破垄断

“我国40岁以上慢阻肺患者近1亿人，但肺功能成像仪长期被国外垄断，进口设备售价高达140万元，且操作复杂。”为了改变这一局面，姚佳烽带领团队自2016年启动研发，仅用9个月便攻克首代样机，实现从“0”到“1”的突破。2023年通过江苏省二类医疗器械创新审批，2024年8月正式获批中华人民共和国医疗器械注册证，成为国内首款可穿戴EIT设备。

相比进口设备，国产成像仪体积缩小80%，重量仅300克，且支持云端数据分析，可自动生成肺功能评估报告，大幅提升基层医院诊疗效率。目前，该设备已在暨南大学附属第一医院、上海交通大学附属新华医院等17家顶级三甲医院投入临床，并在甘肃、贵州、河南等地的多家社区医院进行慢性肺病筛查，累计服务超2万名患者。

未来蓝图：从肺部监测到“全身扫描”

正如一位临床医生所言，这款不足手掌大小的国产成像仪，“让沉默的肺部开始‘说话’”。它改写了肺部疾病诊疗的规则，以创新为翼，让精准医疗的曙光穿透每一片亟待守护的肺叶。

技术突破远未止步。团队透露，新一代设备正尝试将胸阻抗成像与氧疗仪、电刺激技术结合，实现氧疗——理疗一体化。例如，针对慢阻肺患者，设备可实时调节氧疗流量；对于术后呼吸肌无力患者，能通过电刺激同步强化膈肌运动。

团队更宏大的愿景在于拓展电阻抗技术的应用边界，目前已布局微流控肿瘤细胞检测、乳腺肿瘤3D筛查等方向，甚至计划为航天员设计肌肉运动监测系统。“电阻抗成像的潜力远超想象，”姚佳烽表示，“未来或许只需一件智能衣，就能完成全身器官的实时‘透视’”。