“大爷，您这设备放家里就能测。早上醒了一测，数据自动传到手机里，要是发现异常，会这样‘嘀嘀’提醒您。”近日，在安徽省某医院的一次健康科普活动中，安徽师范大学“肺腑之研”团队队长姚骏耐心地向60岁的慢阻肺患者陈大爷演示便携式监测设备。
老人认真端详着手中巴掌大的仪器，脸上皱纹渐渐舒展：“要是以后真能在家里随时监测，就不用一次次往医院赶做检查了，那可真是帮了我们大忙！”
陈大爷不知道的是，这个“巴掌大”的设备，源自一群年轻人的不懈探索。不久前，它在第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中，从全国数万项目中脱颖而出，斩获“人工智能+”专项赛特等奖。如今，团队的相关研究已发表在IJCAI、ACM TOIS等国际顶级学术会议与期刊上，团队还申请了4项国际专利，其中一项欧盟专利已正式获得授权。
这不仅是安徽师范大学在该赛事上的历史性突破，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”。
好选题源于社会需求
一切的开始，源于医院走廊里的一声声咳嗽。
起初，该校通信工程专业教师冯友宏带着姚骏等几个学生来到芜湖一家三甲医院。他们的任务是协助医院呼吸科建立慢阻肺患者的电子数据库。“有位大爷就坐在靠墙的塑料椅上，手里攥着一叠皱巴巴的缴费单和CT片。他每咳一声，整个肩膀都跟着耸动，好像用尽了全身的力气。”姚骏回忆。
慢阻肺患者需长期监测干预，常规诊疗模式却有诸多不便：每月多次往返医院做肺功能检查、CT扫描，重症患者月支出可达数千元，对普通家庭是沉重负担。
病历数据背后，是一个个具体的无奈。国家卫生健康委2024年11月发布的统计数据显示：我国慢阻肺患者已近1亿，而患病知晓率仅0.9%，肺功能检查率仅4.5%。
“要用专业知识为患者做点什么！”指导教师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，融合AI与信息手段，咱们来一起研发一套无辐射、低成本的居家监测方案吧。”这个大胆的想法，瞬间点燃了所有人的热情。他们决定填补患者“离院之后”的监测空白。
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。
另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，团队踏上三年科研攻坚路。
在试错中将构想变成现实
决心易下，道路难行。传统肺功能监测依赖价格不菲的大型医院设备，如何将其核心功能“微缩”进一个家用设备？这是一条几乎无人走过的路。“我们不是要做第二个医院，而是做第一个‘家庭呼吸守护者’。”团队成员张泉雨同学说，大家决定抛开“复制医院”的思维定式，从头构建一套全新的家庭监测逻辑。
第一步是“监测什么”？团队泡在图书馆和数据库里，查阅了上百篇医学与工程学交叉的前沿文献；多次拜访医院的呼吸科专家，一聊就是几个小时；不只是追求单一指标的极致精度，更是通过多维度、高频次的日常监测，用数据趋势来捕捉疾病早期的蛛丝马迹。这一核心思路的转变，成为项目破局的关键。
团队教师刘小明介绍，为了进一步贴合临床需求，团队与皖南医学院医学生组成了跨学科攻坚小组。医学生筛选生理参数，工科生专攻传感器与电路开发。团队成员王玉姣说，他们“经常为一个监测指标该不该保留，争论到面红耳赤”。
在硬件开发上，团队基于FPGA（现场可编程门阵列）芯片研发出全新的DDS（直接数字频率合成）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，项目负责人姚骏提出的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。
但算法落地并非一帆风顺，凌晨的实验室里，姚骏揉着干涩的双眼，屏幕上的模型测试结果依然准确性不佳。项目初期，小样本数据训练导致模型泛化能力不足，是团队面临的首要难题。
这段攻坚历程，也让团队成员对知识的理解发生了质的飞跃。过去，他们总觉得书本上的知识像一座座孤立的岛屿。而这一次，信号处理、电路设计、算法创新……这些原本分散的内容被一点点串联起来。“就像散落的珍珠，终于连成了一条完整的项链。”王玉姣感慨。通过反复修正模型、解析异常数据，他们真正实现了从“知道”到“理解”的跨越。
技术攻坚之外，备赛过程中的一次小分歧也让团队愈发凝聚。究竟该由技术核心上台汇报，还是让表达能手主讲？争论僵持不下时，校团委王申振老师提醒大家：“这个项目最动人的，正是你们真实的攻坚历程。”团队豁然开朗，决定由亲历每一个技术节点的队长姚骏主讲。比奖项更珍贵的，是赛后走出答辩室的那个瞬间——学校的老师们正静静守在门外，脸上带着一致而温暖的笑容，没有急着追问结果，只是安然注视着这群眼里闪着光的年轻人。
从竞赛迈向实际应用新起点
“我们不只是参赛团队，更是科研小队。”队员胡一飞的骄傲，源自团队的硬核实力，更来自团队间的默契。这支融合信息、医学等多学科背景的队伍，目标一致，行动同步，师生并肩，成员在反复打磨中完成从“学生”到“研究者”的蜕变。
聚光灯熄灭，奖杯被收起，但“肺腑之研”团队的故事，却翻开了更具重量的一页——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在的医疗成效。
该项目已与相关单位共建了多模态医疗体系，并在一些社区健康服务场景中开展辅助使用与效果观察。例如，在安徽某社区的健康管理试点中，团队遇到了使用设备3个月的李阿姨。“这个‘小盒子’成了我的‘定心丸’。”她摸着床头柜上的设备，对前来回访的队员说，“以前总觉得肺里那口气提不上来就得往医院跑，心里慌。现在它每天给我‘报平安’，数据一看，心里就踏实多了。”
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“让数据多跑路，让患者少跑腿”的初衷。“技术的终点不是论文或专利，而是人。”姚骏说，“希望每一个慢阻肺患者都能用得起、用得上我们的设备。让守护呼吸健康，变得简单、平常”。
他们的故事仍在继续——在实验室里，在病房中，在每一个需要呼吸守护的角落。这条以科技守护呼吸健康的应用道路，才刚刚启程。
张婷婷 茅文颖 中青报·中青网记者 王海涵 王磊
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