“水木呼吸”探索解决哮喘病新方案

2023年戴森设计大奖中国大陆赛区三强9月15日揭晓。清华大学房昱安团队作品“水木呼吸”从中国大陆赛区的590份作品中脱颖而出，荣膺本届大奖冠军。

“水木呼吸”是一款针对呼吸道慢性疾病的创新医疗解决方案，由清华大学博士房昱安与北京大学硕士张谋伟研发。该设计采用声学气流转换技术，集成了传感芯片系统、物联网智慧算法，能够指导病患正确使用药物，规范用药流程，并实时监测生理指标。在患者使用药物时，系统能够自动记录用药频率和用药情况，供医生进行线上诊疗。该产品尺寸目前与便携式吸入药物差不多大，在一年内有望迭代至现在的一半大小。

“水木呼吸”原型设计

统计数据显示，全球17%的哮喘病人有治疗困难的问题，若能有效控制恶化因子、正确用药，该比例会减少到3.7％。然而，临床研究表明，吸入型药物使用错误率高、药物遵从性差，且呼吸道慢病的发作难以预测。传统哮喘管理辅助产品无法仿真实际用药情形，可能会干扰药物使用。而院内病案管理方式多为手动记录，对于依从性较低的病患病情控制率不高。房昱安与张谋伟由此出发，希望通过“水木呼吸”改善患者使用方式，提升院内呼吸道慢病的管理效率，让一个医生能够同时有效地管理50到100个，甚至500个病患。

水木呼吸团队成员之一房昱安告诉记者：“我们的目的是将气压值与气流转换方式换算，利用声音信号测算患者用药时吸入的气流值。我们花费了3年时间进行产品迭代，其中2年时间都是在攻克如何将声音信号与气流值转换，将声音感测芯片系统集成到吸入型药物的底座。”

房昱安认为，2022年中国哮喘联盟发布全国移动哮喘评估管理e计划，说明我国哮喘管理依然处于起步阶段，相信哮喘管理系统以及相关软硬件产业将会飞速发展。由于药物国产化的政策推动，药械联合开发的重要性将会逐步提升，通过药械大数据完善智能医疗亦会形成一个方向，而吸入器本身就是药械联动的药物投放方式。

张谋伟在接受记者采访时表示：“我们的产品利用传感器采集病患的声学特征，在未来，有了足够的大数据，我们希望能提高智能算法的上限，以此作为减小硬件体积的基础，通过人工智能算法，我们有望将产品做成贴片式硬件并极大地降低成本，甚至可以直接利用智能手机或手环上的传感器采集普通人的呼吸音频数据，对比病患大数据，以此作为呼吸道疾病早期筛查预警的功能。”

目前，该团队正在和清华大学附属北京清华长庚医院儿科进行合作，建立院内个案管理体系。后期，将收集更多数据，完成相关数据库建设，在采集足够多样本信息后，利用大数据算法协助药企进行吸入药物的药械开发。

对于“水木呼吸”，戴森设计大奖评委、戴森硬件工程师团队负责人胡宏飞给予了高度评价：“近年来，中国的年轻工程师们对于目前的医疗需求有着深入的观察，并积极地寻找突破口和改进方案。水木呼吸团队创新性地利用声音信号测算患者用药时吸入的气流值，也采用了降噪措施来提高准确性。这个作品非常符合戴森设计大奖的评选标准，有明确的问题解决方案，清晰的原型机和迭代过程，并且商业化前景良好。期待团队的后续发展，希望赛区冠军奖金能为他们的创业计划提供支持。”