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普渡大学智能奶嘴研发新技术

西拉法耶特,印第安纳州讯——在普渡大学的一项创新研究中,日常育婴用品——奶嘴,正从简单的安抚工具转变为一种前沿医疗设...
西拉法耶特,印第安纳州讯 —— 在普渡大学的一项创新研究中,日常育婴用品——奶嘴,正从简单的安抚工具转变为一种前沿医疗设备。该设备利用声音感知技术,帮助诊断婴儿的呼吸系统问题。

普渡大学理工学院工程与技术系副教授米亚德·法齐普尔(Miad Faezipour) 带领团队,正在研发一款名为“智能奶嘴”的设备,并已为其提交专利申请。该设备旨在协助医院新生儿科应对日常挑战:如何及早、无创地监测新生儿或早产儿潜在的呼吸并发症。

“婴儿极为脆弱,且我们无法与其直接沟通,”法齐普尔解释道,“你不可能要求婴儿对着设备配合呼吸以收集数据。因此,我们想到了利用婴儿最自然的‘接口’——还有什么比安抚奶嘴更合适的呢?”

法齐普尔团队近期从美国国立卫生研究院(NIH) 下属的国家心脏、肺和血液研究所(NHLBI) 获得了119万美元的资助,用于推进智能奶嘴的研发。

这项为期四年的“智能安抚奶嘴”项目由普渡大学主导,将融合声学感知技术与人工智能分析,实现对婴儿呼吸的实时、安全、无创监测。设备通过分析呼吸声音来评估婴儿的心肺功能,并无线传输数据至家长的手机或医生的电脑,从而在家庭或医院环境中更早、更便捷地发现问题。

![普渡大学副教授米亚德·法齐普尔在实验室录制呼吸声]
普渡大学理工学院副教授米亚德·法齐普尔在其实验室录制呼吸声音样本。这些呼吸数据的收集将助力其开发用于监测婴儿呼吸的“智能奶嘴”。(普渡大学图片/Kelsey Lefever)

法齐普尔介绍说,其原理是向呼吸道发射声波并接收反射信号。这种回声分析类似于雷达或声呐技术,能够为医生揭示婴儿呼吸模式中蕴含的丰富信息。

“特定的频率范围可以反映心率信息,而其他频率则能提供肺容量、肺活量、呼吸频率等关键细节,”法齐普尔补充道。她同时也是Regenstrief医疗保健工程中心的成员,以及普渡大学应用人工智能研究中心的核心教研人员。

此项研究紧密联结了普渡大学的两大战略倡议:一是“Purdue Computes”,该计划将人工智能视为拓展技术与计算生态的四大支柱之一;二是“Purdue One Health”,其目标是通过解决人类、动物及植物健康的交叉问题,推动产业合作与项目落地,实现广泛的现实世界影响。

法齐普尔已就智能安抚奶嘴的创新成果,向普渡大学技术创新办公室披露。该办公室已提交专利申请以保护相关知识产权。对参与开发或商业化此技术有兴趣的业界伙伴,请联系生命科学部商务开发与许可助理帕特里克·芬纳蒂(Patrick Finnerty),邮箱:pwfinnerty@prf.org,项目追踪代码:70507。

![手持智能奶嘴原型]
普渡大学工程与技术系副教授米亚德·法齐普尔手持一款尺寸如普通奶嘴的设备原型。未来,它或将成为医院新生儿重症监护室中监测婴儿呼吸的新方式。(普渡大学图片/Kelsey Lefever)

智能安抚奶嘴的研发建立在法齐普尔早期关于成人呼吸音研究的基础之上。她表示,项目的前两年将专注于设备优化与人工智能模型的调校,随后两年将进行临床测试与验证。

该资助是法齐普尔在九月获得的两项重大研究支持之一。她还从美国国立卫生研究院(NIH)国家补充与整合健康中心(NCCIH) 获得了另一笔120万美元的拨款,用于开展一项合作研究:利用先进电路与人工智能技术,针对人体神经通路开发用于糖尿病护理的创新型植入式设备。

此项糖尿病护理设备研究是普渡大学与阿拉巴马大学伯明翰分校(UAB) 的合作成果。合作者包括普渡大学应用与创意计算学院助理教授斯里蒂·巴特(Smriti Bhatt),以及阿拉巴马大学伯明翰分校的S. 阿卜杜拉·米尔博佐吉(S. Abdollah Mirbozorgi,电气与计算机工程)、新生儿科医生纳马西瓦亚姆·安巴拉瓦南(Namasivayam Ambalavanan) 和科尔姆·P·特拉弗斯(Colm P. Travers)