智车科技
2天前
2025年11月底，《科学进展》（Science Advances）刊登的一项研究引发母婴健康与医械领域双重关注：澳大利亚莫纳什大学团队研发的AI胎动监测贴片，以“创可贴大小、90%+准确率、全天连续监测”的核心优势，破解了孕妇居家胎动监测的痛点。
这款融合柔性电子与人工智能的创新设备，虽然并非为了取代临床评估，但重新定义了孕期居家护理模式，更展现了可穿戴医械“轻量化、精准化、场景化”的发展趋势，为母婴健康监测领域带来新突破。
一、40%胎动感知不到，传统监测为何“力不从心”？
胎动是胎儿中枢神经系统和肌肉骨骼系统发育正常的“晴雨表”——足月健康胎儿每30-40分钟会交替进入活跃期与安静期，如果胎动减少，可能是胎儿宫内缺氧的早期信号，严重时会诱发死胎。
数据显示，全球约15%孕妇会感知胎动减少，而40%的胎动发生时孕妇完全无法察觉，传统监测方式的局限让这一风险难以早期规避。
目前临床主流的胎动监测手段，始终存在难以突破的瓶颈：
1.孕妇自我计数：依赖主观感受，受体位、活动、情绪影响大，且无法区分胎动类型（如踢腿vs打嗝），对异常模式识别率低。
2.医院超声监测：需专业人员操作，仅能间歇性监测，无法捕捉全天胎动变化；且孕妇需往返医院，对孕晚期行动不便的人群尤为不便。
3.胎心监护仪：虽可居家使用，但体积大（约60-128cm2）、需绑腰带，舒适度差，且主要监测胎心，对胎动的识别依赖孕妇手动标记。
二、技术解析：AI算法+双传感器
莫纳什大学研发的这款监测贴片之所以能突破传统局限，核心在于“AI算法+双传感器”的协同设计——既解决了“全方位捕捉胎动信号”的硬件难题，又攻克了“区分胎动与母体活动干扰”的算法瓶颈，让10-14cm2的贴片实现“小体积、大功能”。
1.AI算法：90%准确率的“信号翻译官”
孕妇日常活动（如走路、咳嗽、说话）会产生腹部皮肤信号干扰，若不剔除，会导致胎动识别准确率大幅下降。研究团队利用残差卷积神经网络（ResCNN）算法，通过两大核心能力破解这一难题：
◆信号降噪：设备同步采集孕妇胸部加速度数据，利用AI算法过滤母体运动产生的干扰信号，仅保留与胎儿胎动相关的有效特征；
◆精准分类：模型通过59名孕妇的临床试验数据训练，能区分踢腿、翻滚、打嗝、抽搐、头部运动等9种胎动类型，还能实现“胎动vs非胎动”的二元分类，AUROC*达92.18%。
*AUROC是衡量AI识别精准度的“量化标准”，数值越接近1，设备的检测可靠性越强。
值得一提的是，算法对孕妇BMI、羊水量等个体差异的适应性极强，展现出良好的临床适配性。
2.双传感器组合：广角捕捉+精准定位
研究团队设计了两种互补的传感器，分别应对不同类型的胎动信号：
◆八角形金纳米线-应变传感器：负责全方位捕捉
不同于传统U型传感器只能单向感知信号，八角形设计（7条直边+8个角）让传感器具备各向同性灵敏度——无论胎儿在母体腹部左侧、右侧还是下方活动，产生的腹部皮肤拉伸应变都能被均匀捕捉。
在2D模拟腹部模型中，它的监测范围可达77cm2，3D模型中更是扩展到217cm2，相当于用一个传感器覆盖半个腹部，解决了传统可穿戴设备需多个传感器拼接的繁琐问题。
◆叉指电极-压力传感器：负责精准定位
针对胎儿抽搐、打嗝等局部发力的胎动，研究团队搭配了叉指电极结构的压力传感器——它的局部监测灵敏度极高，能精准定位胎动发生的具体位置，但监测范围较小（2D模型中约13cm2），正好与应变传感器的“广角优势”形成互补。
两种传感器集成后，贴片厚度仅3mm、重量约3g，通过医用双面硅胶贴附着在孕妇腹部，可直接贴合皮肤，甚至能随腹部弧度弯曲，佩戴时不影响穿衣、行走，实现“无感监测”。
三、59名孕妇实测，舒适与精准兼得
为验证设备的临床实用性，团队在澳大利亚莫纳什健康中心开展了临床试验，纳入59名孕周28-37周的孕妇，所有孕妇无胎儿畸形、妊娠并发症。试验中，孕妇佩戴贴片，同时由专业超声医师实时标注胎动，对比贴片监测结果与超声“金标准”。
试验结果显示，设备在三大核心维度表现亮眼：
1.准确率达标：对各类胎动的整体识别准确率超过90%，显著优于传统居家监测方式；
2.续航与便捷性突出：单次充电可连续工作25小时，支持全天不间断监测，数据可通过蓝牙同步至手机APP，孕妇无需手动记录；
3.安全性无忧：设备全程被动采集信号，无辐射、无能量输出，与皮肤接触部分采用医用级材料，试验中无孕妇过敏报告，符合孕期使用的安全标准。
传统母婴健康管理以“被动诊疗”为主（如孕妇出现不适再就医），而这款贴片通过连续监测胎动，能早期发现胎儿异常（如胎动减少可能先于胎心异常24-48小时），让管理模式从“治疗”转向“预防”。未来，若结合APP，可构建“胎动监测+营养指导+远程问诊”的闭环，提升母婴健康管理效率。
随着技术的持续迭代，母婴可穿戴设备正朝着“多指标集成、AI精准解读、生态化服务”的方向发展。未来，这类设备可能与胎儿心磁图仪、智能胎心监护仪等形成互补，构建覆盖“孕前-孕期-产后”的全周期母婴健康管理生态：孕期通过胎动、胎心监测预警胎儿风险，产后通过设备监测新生儿睡眠、体温等指标，数据实时同步至家庭医生，实现个性化护理指导。
「参考文献」
Lim Wei Yap et al. ,An intelligent, compact wearable pressure-strain combo sensor system for continuous fetal movement monitoring.Sci. Adv.11,eady2661(2025).
2025年11月底，《科学进展》（Science Advances）刊登的一项研究引发母婴健康与医械领域双重关注：澳大利亚莫纳什大学团队研发的AI胎动监测贴片，以“创可贴大小、90%+准确率、全天连续监测”的核心优势，破解了孕妇居家胎动监测的痛点。
这款融合柔性电子与人工智能的创新设备，虽然并非为了取代临床评估，但重新定义了孕期居家护理模式，更展现了可穿戴医械“轻量化、精准化、场景化”的发展趋势，为母婴健康监测领域带来新突破。
一、40%胎动感知不到，传统监测为何“力不从心”？
胎动是胎儿中枢神经系统和肌肉骨骼系统发育正常的“晴雨表”——足月健康胎儿每30-40分钟会交替进入活跃期与安静期，如果胎动减少，可能是胎儿宫内缺氧的早期信号，严重时会诱发死胎。
数据显示，全球约15%孕妇会感知胎动减少，而40%的胎动发生时孕妇完全无法察觉，传统监测方式的局限让这一风险难以早期规避。
目前临床主流的胎动监测手段，始终存在难以突破的瓶颈：
1.孕妇自我计数：依赖主观感受，受体位、活动、情绪影响大，且无法区分胎动类型（如踢腿vs打嗝），对异常模式识别率低。
2.医院超声监测：需专业人员操作，仅能间歇性监测，无法捕捉全天胎动变化；且孕妇需往返医院，对孕晚期行动不便的人群尤为不便。
3.胎心监护仪：虽可居家使用，但体积大（约60-128cm2）、需绑腰带，舒适度差，且主要监测胎心，对胎动的识别依赖孕妇手动标记。
二、技术解析：AI算法+双传感器
莫纳什大学研发的这款监测贴片之所以能突破传统局限，核心在于“AI算法+双传感器”的协同设计——既解决了“全方位捕捉胎动信号”的硬件难题，又攻克了“区分胎动与母体活动干扰”的算法瓶颈，让10-14cm2的贴片实现“小体积、大功能”。
1.AI算法：90%准确率的“信号翻译官”
孕妇日常活动（如走路、咳嗽、说话）会产生腹部皮肤信号干扰，若不剔除，会导致胎动识别准确率大幅下降。研究团队利用残差卷积神经网络（ResCNN）算法，通过两大核心能力破解这一难题：
◆信号降噪：设备同步采集孕妇胸部加速度数据，利用AI算法过滤母体运动产生的干扰信号，仅保留与胎儿胎动相关的有效特征；
◆精准分类：模型通过59名孕妇的临床试验数据训练，能区分踢腿、翻滚、打嗝、抽搐、头部运动等9种胎动类型，还能实现“胎动vs非胎动”的二元分类，AUROC*达92.18%。
*AUROC是衡量AI识别精准度的“量化标准”，数值越接近1，设备的检测可靠性越强。
值得一提的是，算法对孕妇BMI、羊水量等个体差异的适应性极强，展现出良好的临床适配性。
2.双传感器组合：广角捕捉+精准定位
研究团队设计了两种互补的传感器，分别应对不同类型的胎动信号：
◆八角形金纳米线-应变传感器：负责全方位捕捉
不同于传统U型传感器只能单向感知信号，八角形设计（7条直边+8个角）让传感器具备各向同性灵敏度——无论胎儿在母体腹部左侧、右侧还是下方活动，产生的腹部皮肤拉伸应变都能被均匀捕捉。
在2D模拟腹部模型中，它的监测范围可达77cm2，3D模型中更是扩展到217cm2，相当于用一个传感器覆盖半个腹部，解决了传统可穿戴设备需多个传感器拼接的繁琐问题。
◆叉指电极-压力传感器：负责精准定位
针对胎儿抽搐、打嗝等局部发力的胎动，研究团队搭配了叉指电极结构的压力传感器——它的局部监测灵敏度极高，能精准定位胎动发生的具体位置，但监测范围较小（2D模型中约13cm2），正好与应变传感器的“广角优势”形成互补。
两种传感器集成后，贴片厚度仅3mm、重量约3g，通过医用双面硅胶贴附着在孕妇腹部，可直接贴合皮肤，甚至能随腹部弧度弯曲，佩戴时不影响穿衣、行走，实现“无感监测”。
三、59名孕妇实测，舒适与精准兼得
为验证设备的临床实用性，团队在澳大利亚莫纳什健康中心开展了临床试验，纳入59名孕周28-37周的孕妇，所有孕妇无胎儿畸形、妊娠并发症。试验中，孕妇佩戴贴片，同时由专业超声医师实时标注胎动，对比贴片监测结果与超声“金标准”。
试验结果显示，设备在三大核心维度表现亮眼：
1.准确率达标：对各类胎动的整体识别准确率超过90%，显著优于传统居家监测方式；
2.续航与便捷性突出：单次充电可连续工作25小时，支持全天不间断监测，数据可通过蓝牙同步至手机APP，孕妇无需手动记录；
3.安全性无忧：设备全程被动采集信号，无辐射、无能量输出，与皮肤接触部分采用医用级材料，试验中无孕妇过敏报告，符合孕期使用的安全标准。
传统母婴健康管理以“被动诊疗”为主（如孕妇出现不适再就医），而这款贴片通过连续监测胎动，能早期发现胎儿异常（如胎动减少可能先于胎心异常24-48小时），让管理模式从“治疗”转向“预防”。未来，若结合APP，可构建“胎动监测+营养指导+远程问诊”的闭环，提升母婴健康管理效率。
随着技术的持续迭代，母婴可穿戴设备正朝着“多指标集成、AI精准解读、生态化服务”的方向发展。未来，这类设备可能与胎儿心磁图仪、智能胎心监护仪等形成互补，构建覆盖“孕前-孕期-产后”的全周期母婴健康管理生态：孕期通过胎动、胎心监测预警胎儿风险，产后通过设备监测新生儿睡眠、体温等指标，数据实时同步至家庭医生，实现个性化护理指导。
「参考文献」
Lim Wei Yap et al. ,An intelligent, compact wearable pressure-strain combo sensor system for continuous fetal movement monitoring.Sci. Adv.11,eady2661(2025).
