安徽师大学子研发AI系统

近日，第十九届“挑战杯”中国移动全国大学生课外学术科技作品竞赛“人工智能+”专项赛传来捷报，由安徽师范大学物理与电子信息学院教授冯友宏等指导、“肺腑之研”团队研发的慢阻肺AI医疗监测系统斩获特等奖，实现了学校在该项赛事的历史性突破，更让这支由通信工程与医学背景学生组成的跨学科团队走进公众视野——他们历时3年、迭代百次，用科技初心回应民生关切，为慢阻肺患者搭建起一道“家门口的健康防线”。

从患者困境中燃起“肺腑”之愿

2023年，物理与电子信息学院2024级通信工程专业学生姚骏带领团队，协助安徽某医院建立慢阻肺患者数据库，这是他们首次系统性接触该群体。慢阻肺患者需长期监测干预，常规诊疗模式却带来诸多不便：每月多次往返医院做肺功能检查、CT扫描，单次费用数百元，重症患者月支出可达数千元，对普通家庭是沉重负担。

“郊区大爷转两趟车、花3小时就医，检查后累得直不起腰；阿姨担心频繁做CT有辐射，又舍不得花钱，错过了最佳干预时机。”这些真实场景深深触动了团队成员。国家卫生健康委2024年11月发布统计数据：我国慢阻肺患者已近1亿，平均每10秒就有一人死于该疾病，而患病知晓率仅0.9%，肺功能检查率仅4.5%。

“我们要用专业知识为患者做点什么。”冯友宏的提议引发全员共鸣。“用我们所学的通信工程、电子技术，进一步融合AI与信息手段，研发一套无辐射、低成本的居家监测方案。”这个大胆的想法，得到成员的一致认可。他们希望填补患者“离院之后”的监测空白，让健康守护不受时间、空间和经济的限制。

团队将项目命名为“肺腑之‘研’”，既取“肺腑之言”谐音，彰显真诚的科研态度，更承载着“用技术守护呼吸，让健康触手可及”的初心——让医疗走出医院围墙，让呼吸监测像看时间一样简单。

一位指导老师布赫坦言：“好的科研选题必须源于社会需求，这群年轻人以技载情，从民生痛点锚定研发方向，这是项目走深走实的根本。”带着这份使命，团队开始了3年科研攻坚路。

从反复试错中将构想变成现实

“我们不是要做第二个医院，而是做第一个‘家庭呼吸守护者’。”要让传统超声检测设备“变小、变智能、变便宜”，姚骏和团队面临着从硬件到软件的全链条挑战。

团队查阅了上百篇文献，多次走访医院的呼吸科专家，经过无数个日夜的研讨和验证，终于找到突破口：无辐射的超声检测可监测肺部结构、肺音信号能反映呼吸状态、皮肤电信号等生理参数与病情变化密切相关。“以高频次、长期连续监测的数据趋势，弥补单点精度不足”，这一核心洞察成为项目创新的技术起点。

为贴合临床需求，团队与皖南医学院医学生组建跨学科小组：医学生筛选生理参数，工科生专攻传感器与电路开发。“虽然常为一个指标争论到深夜，但‘工科+医学’的跨界碰撞让我们的研发始终扎根临床实际，避免了闭门造车。”团队成员王玉姣回忆。

在硬件开发上，团队基于FPGA 芯片研发出全新的DDS调频检测电路。经过反复调试，设备不仅能灵活适配不同患者，监测精度较传统方式提升20%以上，硬件成本还大幅降低，为产品进入普通家庭扫清了首要障碍。

在研发软件“读懂”信号方面，姚骏提出的 GSDNet（图谱扩散网络）算法，如同敏锐的“健康侦探”，能训练AI识别肺部超声特征与病情变化的关联，有效缓解了传统诊断方法在动态监测与早期预警环节面临的技术难题。

目前，相关研究已发表在IJCAI、ACM TOIS等会议与期刊上，申请了4项国际专利，其中一项欧盟专利已正式获得授权。

从青春赛场迈向临床应用新起点

“我们不只是参赛团队，更是科研小队。”队员胡一飞说起团队充满骄傲。这支融合信息、医学等多学科背景的队伍，分工协作、师生并肩，成员在反复打磨中完成从“学生”到“研究者”的蜕变。“那段时间，我们是战友，为一处措辞、一个手势都能推敲至深夜。”布赫回忆道。

载誉归来，比赛终点成为产品落地的起点。团队并没有止步于奖状和专利证书，而是努力将研发成果转化为实实在在的医疗成效。

慢阻肺医疗管理系统凭借精准的生理数据智能化分析能力，为患者搭建起“精确就诊+科学防治”的健康保障体系，让医疗服务更具针对性、更富实效性。目前已与相关单位共建了多模态医疗体系，产品在安徽某医院进行临床验证并获高度评价；临床监测的数据显示，该AI监测系统有效减少了患者往返医院的频次，既为患者节省了宝贵时间，也降低了就医成本，基本实现了“让数据多跑路，让患者少跑腿”的初衷。

“希望每一个慢阻肺患者都能用得起、用得上我们的设备。”姚骏的话朴实坚定。回望来时路，从医院的CT片到家庭监测系统，是从看见痛苦到守护生命的距离；从一间实验室到千万个家庭，是从个人理想到社会担当的跨越。这群年轻人用3年青春书写了服务民生的“肺腑之言”，如今，他们正根据临床反馈优化设备，积极对接更多医疗资源与企业，逐步推动产品的市场化。