(通讯员:谷家齐)在全民健康意识日益增强的当下,运动手环已成为人们日常健康管理的重要工具。然而,市面上现有的手环大多聚焦于心率、血压、睡眠等常规生理指标监测,在泌尿系统慢性疾病,尤其是结石病的监测与干预方面却存在明显空白。近日,石河子大学机械电气工程学院与医学院携手研发的泌尿系结石病动态监测与个性化预防管理系统手环惊艳亮相,为解决这一难题带来了创新方案。
跨界合作,填补行业空白
泌尿系结石作为泌尿系统的常见慢性疾病,其发病率正呈逐年上升趋势。早期发现、及时干预对于降低结石复发率、减轻患者痛苦至关重要。但目前市场上缺乏针对泌尿系结石的有效监测和预防手段。石河子大学敏锐地捕捉到这一市场需求,由校内多名师生合作成立项目组,王江飞同学担任带队负责人,组织跨专业同学共同攻关,致力于打造一款集泌尿系结石动态监测与个性化预防管理于一体的多功能智能手环,引领健康管理进入科学预防、尽早干预、数据驱动的全新阶段。
技术突破,实现精准监测
该系统在技术上实现了多项重大突破。以光电容积脉搏波描记法(PPG)为基础,配合自主研发的PPG信号增强算法,手环在运动状态下心率监测准确率高达98.7%,较行业平均水平提升了约23%。多波长光谱分析技术能够有效抑制运动伪影,结合三轴加速度信号校准,即便在高强度运动环境中,也能稳定输出精准数据。
针对泌尿系结石,手环设计了专属模块,内置微流控尿液采样芯片,利用颜色imetric传感技术实时检测尿中钙、草酸、尿酸等关键离子浓度。通过云端AI风险评估模型,将尿液化学指标与运动、生理数据深度融合,生成结石风险评分,并为用户提供个性化的预防建议,涵盖饮水量、饮食结构、运动强度等多个方面。
此外,该系统还集成了心率带、移动端APP与云端服务器,支持有氧、无氧与混氧等多种运动模式的实时监测与指导。用户可通过平板设备查看目标心率区间、有效训练时长、卡路里消耗等关键指标,系统还会根据用户生理数据生成个性化运动处方,形成“运动—监测—反馈—优化”的闭环管理。
实测验证,效果显著
为了验证系统的有效性和可靠性,王江飞、刘元昊等多名同学在校内健身房组织了多轮严谨测试。测试场景覆盖跑步机慢跑、单臂哑铃划船、跳绳等多种常见运动模式。实测数据显示,经过3周有氧训练,使用者的最大摄氧量提升了0.3 - 0.4升/分钟,通气量、呼吸商等心肺功能指标均有显著改善。在无氧训练中,使用者的背阔肌含量与无氧区训练时长同步提升,充分展现了系统在力量训练中的科学指导价值。
未来可期,拓展应用边界
“我们希望通过技术手段,让每一个运动者都能拥有‘私人教练’般的科学指导体验。”项目团队负责人王江飞表示。展望未来,团队计划与医疗机构、健身平台展开深度合作,推动系统在康复训练、慢性病运动干预等领域的应用,进一步拓展AI运动健康的生态边界。
石河子大学研发的这款泌尿系结石病动态监测与个性化预防管理系统手环,不仅为泌尿系结石患者带来了福音,也为运动健康领域的发展注入了新的活力。相信在不久的将来,这一创新成果将惠及更多人群,助力全民健康事业迈向新的高度。