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基于人工智能的睡眠医学诊断技术
失眠障碍是一种普遍存在的睡眠障碍疾病，我国成年人中的患病比例高达30%，其主要表现为难以入睡、难以维持睡眠或睡眠质量不佳，导致出现疲倦、注意力不集中、记忆力减退、情绪波动等负面影响，并且与多种疾病（如心血管疾病、糖尿病等）的发生和发展密切相关。我国庞大的患者群体增加了对医疗资源的需求和社会负担，对个人和社会经济造成重大影响。失眠障碍需要引起足够的重视和关注，早期诊断是减少其对个人和社会危害性的有效方法。
目前临床睡眠诊断主要依靠睡眠专家人工判读多导睡眠图（polysomnography，PSG），PSG技术同时记录多个生理参数，如心电图、脑电图、肌电图、眼电图等，从而准确评估睡眠的各个阶段和睡眠中的生理变化。然而，现代临床睡眠诊断方法存在一些弊端。首先，依靠睡眠专家人工进行诊断成本很高。例如，临床诊断中标记一位患者的PSG数据并完成诊断，往往需要一位训练有素的睡眠专家数个小时的集中工作才能完成，无法应对大规模睡眠障碍群体需求。此外，睡眠诊断存在个体差异，同一种睡眠障碍在不同人群中的表现可能不同，诊断结果需要根据患者的具体情况进行综合评估和判断。这些方法需要专业人员进行操作和解读，费用昂贵，操作复杂，很难普及应用。
人工智能技术可以帮助解决以上问题。人工智能技术可以在不需要专业人员干预的情况下，对失眠障碍进行自动化分析和诊断，具有高效性、低成本和易普及的优点。此外，还可以在大数据层面上进行分析，深入探究失眠障碍的病理生理机制，从而更好地指导治疗和预防措施的制定。
睡眠诊断是最为适合采用云平台技术进行自动化诊断的领域，患者潜在群体数量庞大。本项目涉及基于人工智能睡眠医学诊断技术的全系统的各个环节，系统的诊断准确率目前为世界范围内第一。前期已经服务于制药企业睡眠类药物评价、可穿戴消费级电子设备睡眠监测等领域。目前市场上的类似产品均不具备临床医疗级的诊断能力，本技术填补了市场空白。
图1.本项目研发的原理样机部件
北京理工大学
2023-06-05
新冠肺炎肺部感染辅助诊断系统
按照《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第五版修正版）》，湖北省增加了“临床诊断病例”分类，对疑似病例具有肺炎影像学特征者，确定为临床诊断病例，以便患者能及早按照确诊病例相关要求接受规范治疗，进一步提高救治成功率。因此，对患者的影像学分析在确定“临床诊断病例”上就具有极为重要的意义。
根据国家指南这一重要变化，西安交通大学第一附属医院影像学郭佑民团队，在前期承担国家卫健委重大行业专项《基于“数字肺”的呼吸系统疾病评价体系与诊断标准研究》基础上，针对新冠肺炎肺部影像学特点与医学成像技术公司合作，第一时间研发了新冠肺炎肺部感染辅助诊断系统，实现了对新冠肺炎感染者肺内病变部位快速检出、定量评价病变范围和病变演变过程评估
CT扫描是新冠肺炎诊断的重要环节，已成为确定“临床诊断病例”的重要标准。但是在影像诊断过程中，每位患者的CT检查多达几百幅甚至上千幅图像，单靠影像诊断医师从庞杂的图像特征中筛选出新冠肺炎所具有的特征，不仅要求医师具备肺炎诊断与鉴别诊断的经验，还需要相当的观察时间，严重影响病例筛查的效率。
同一患者3次检查结果对比，红色区域为病变，相比较病变体积逐渐缩小，提示病情好转。
同一患者3次检查结果对比，红色区域范围增大，数目增多，提示病变进展，同时还能观测到病变密度的变化。
图为同一患者4次检查结果对比，图中红色区域体积逐渐增大，提示病情进展。
郭佑民教授团队利用AI技术为新冠肺炎的影像诊断“赋能”。依托专家训练，人工智能结合传统的计算机视觉技术，对新冠肺炎患者肺部病变区域进行分割、计算，可以同时获取病变区域的体积、密度、磨玻璃成分等定量参数，尤其是对于患者随访的数据，可以实时进行图相配准，精准定位病灶位置、大小，方便比较病变的消长。
通过临床试验发现，该系统能够辅助临床医生对新冠肺炎进行快速诊断，并能提供智能诊断报告，适应阻断疫情扩散蔓延的公共卫生紧急应对要求，具有很好的临床应用效果。该系统已在包括华中科技大学协和医院等多家医院部署，为了鼎力支持抗“疫”一线，新冠肺炎辅助诊断系统将开放全国同行免费使用。
西安交通大学
2021-04-11
新型环保夜光材料
发光材料一般可以分为两类：荧光材料和磷光材料。荧光材料的特点是在外在光线或射线照射下会发光，当外在光线或射线消失后就不会发光。而磷光材料的特点是在外在光线或射线消失后仍能长时间地发光。也就是说，荧光材料和磷光材料的主要区别在于它们的余辉时间不同。所以，荧光材料又可以称作为增光材料，而磷光材料又可以称作为夜光材料。荧光材料常用于显示屏、灯管、公路交通反光牌等。磷光材料则多用于夜光钟表、暗处指示等。 很久以前，人们就能制造各种各样的夜光材料，不过绝大部分都因为性能太差得不到广泛的应用。近百年来，工业上生产和使用的夜光材料主要是“硫化锌：铜”。“硫化锌：铜”的最大缺点是余辉时间较短，只有3小时左右。为了利用“硫化锌：铜”作夜光材料，人们就在其中添加一些放射性元素，利用放射性元素的射线来刺激“硫化锌：铜”持续发光。由于放射性元素对人体健康的危害，“硫化锌：铜”夜光材料的应用受到很大限制。现在基本上不再允许生产夜光手表就是这个原因。除了国防军用如坑道等场合外，很难看到“硫化锌：铜”的踪迹。 近年来，夜光材料的研究出现重大突破，发现了一种新型的稀土夜光材料。这种稀土夜光材料的发光强度高，余辉时间长，比“硫化锌：铜”的指标要大10倍以上。新型稀土夜光材料十分稳定，其性能长时间受光发光后不会发生变化。而“硫化锌：铜”则不够稳定，在有湿气时容易变黑，性能降低。新型稀土夜光透明性较好，其粉末显淡黄色。比重为每立方厘米为3.6克。由于不再需要加入放射性元素，所以对人体健康毫无害处。
北京科技大学
2021-04-11
新型光能御寒服装
新型光能御寒服装，是一种利用光能发热的衣服，它由光电转换柔性板、光电池、转换控制器、锂电池组、保护控制器、以及网状发热纤维构成。当光电转换单元受到光照时（可以是弱光，包括太阳光、灯光）即产生人体安全电流，电流流经网状发热纤维产生热量，从而自身发热的智能衣服。这种服装依靠广泛存在的弱光自己发热，供给人体热量，采用主动发热技术。相对于依靠自己热量保暖的传统服装，是传统御寒服装的一次革命。
北京交通大学
2021-02-01
新型乐谱架
成果描述：本实用新型公开了一种新型乐谱架,涉及纸张支撑装置领域。它包括上下对称设置的两个横向夹体、用于连接支撑两个横向夹体的纵向支体；所述的横向夹体包括L型基板,L型基板的长度在80cm至120cm之间,L型基板的底板前侧边缘转轴连接有P型挡板,底板与P型挡板之间通过套结在转轴上的扭簧弹性定位；所述的纵向支体包括上支板和下支板；上支板的上端与位于上部的横向夹体的L型基板垂直固定；下支板的下端与位于下部的横向夹体的L型基板垂直固定；上支板与下支板通过滑槽插接结构滑动连接。本实用新型能容纳较多页幅,并且固定牢靠,使用灵活。市场前景分析：本实用新型公开了一种新型乐谱架,涉及纸张支撑装置领域。它包括上下对称设置的两个横向夹体、用于连接支撑两个横向夹体的纵向支体；所述的横向夹体包括L型基板,L型基板的长度在80cm至120cm之间,L型基板的底板前侧边缘转轴连接有P型挡板,底板与P型挡板之间通过套结在转轴上的扭簧弹性定位；所述的纵向支体包括上支板和下支板；上支板的上端与位于上部的横向夹体的L型基板垂直固定；下支板的下端与位于下部的横向夹体的L型基板垂直固定；上支板与下支板通过滑槽插接结构滑动连接。本实用新型能容纳较多页幅,并且固定牢靠,使用灵活。与同类成果相比的优势分析：国内先进
成都大学
2021-04-10
新型石墨烯海绵
近年来，随着经济的发展，石油开采、油品运输等过程的泄漏造成了越来 越严重的环境污染，并已严重威胁到人类的生存。如何有效的祛除这些油类污 染物成为了全球性的研究课题。为此，我们以石墨烯为原材料，成功制备了一 种新型的石墨烯海绵。 石墨烯是一种由碳原子以特殊结构排列而成的单层片状结构的新材料是世 上已知的最薄、最坚硬的纳米材料，而且它的柔韧性也很强，对芳香性的分子 具有很强的吸附能力。利用石墨烯的这些特性，我们将石墨烯和聚合物复合到 一起，通过原位聚合的方法合成了石墨烯海绵（如下图 1 所示）。石墨烯海绵 的合成过程简单，条件温和，海绵的形状和大小可以通过改变容器的形状和大 小来控制，成本低，可大规模批量生产。所制成的海绵具有亲油疏水、大孔径、 高弹性等特点，能够特异性的吸附水体中的油类（如：汽油、柴油、原油等） 和有机污染物（如：四氯化碳、正己烷、环己烷等），并且利用其弹性可以将 吸附的油类污染物挤出，可进行循环利用。因此，这种新型石墨烯海绵在处理 油水混合物领域具有广阔的应用前景，可以用于处理海洋溢油，含油废水，生 活污水等。
青岛农业大学
2021-04-11
新型扩张器
相关专利提出了一种扩张器，用于房间隔穿刺后的扩张。
天津医科大学
2021-02-01
新型重组融合蛋白
本发明涉及一类新型重组融合蛋白，其基本结构为{GLK}p-R-{GLK}q，其中R是有生物学功能的蛋白或多肽，GLK为重组明胶样蛋白(gelatin-like protein，GLK)，具有(Gly-X-Y)n明胶结构特征的蛋白序列。与未融合有GLK片段的原始蛋白/多肽相比较，这类重组明胶样融合蛋白具有更高的亲水性，在体内具有更长的半衰期。本发明也包括编码该融合蛋白的核苷酸序列，含核苷酸序列的表达载体，转化有该类载体的宿主细胞以及制备本发明所涉及的融合蛋白的方法。此外，还包含含有该类融合蛋白的药用组合物以及用于治疗、预防或缓解疾病的方法。
浙江大学
2021-04-11
新型柔性高频天线
当前半导体信息技术的飞速发展促使电子产品向高集成度、微型化、智能化、低功耗等方向发展, 最终的目标是将功能单元实现在单一芯片化。无线通讯作为物联网技术的主要节 点，其关键技术性能取决于天线设计。目前无线通讯技术主要包括无线 RF433/315M、蓝牙、 Zigbee、Z-ware、LoRa、4G/5G 等。目前 4G、5G 移动通讯以及物联网技术的推广与发展， 频带调制、信息互联和高速数据传输对天线的设计要求愈来愈高。通讯天线的设计已经从低 频向高频，从单一频段向双频、三频、四频等多频方向发展。然而目前的天线设计主要基于 半导体制备及可重构技术，如开关切换天线的谐振点，及电压调节改变天线的等效阻抗等， 来实现天线的多频化。碳纳米管和单层石墨烯的成功发现获得开始吸引研究者的兴趣。碳纳米管和单层石墨烯 简单的结构、优异的性能和极高的电子迁移率，被认为是后硅 CMOS 时代最有竞争力的电 子材料之一。由于碳纳米管和石墨烯高电子迁移率、优异的力学性能及天然柔性等优点，随 着微电子学、材料学和半导体制造工艺技术与凝聚态物理学等多个学科的不断发展，通过新 型结构和材料体系设计，柔性高频碳纳米管和石墨烯天线已成为可能，并进一步缩小系统占 用空间，提高器件集成度和高性能的重要发展趋势。课题组在国家自然科学基金等项目资助下，结合合作团队的研究优势，以碳纳米管和石 墨烯的优化与制备为基础，优化器件结构与尺寸设计，结合 HFSS 电磁仿真模拟，研发出可 应用于无线通讯的新型柔性高频天线。课题组在过去几年中分别在高质量碳纳米管和石墨烯 的高频应用、性能测试、高性能射频天线调控机理研究等方面积累的丰富材料和物理经验， 对研究多频带可调谐石墨烯天线奠定了前期基础。由于目前国内外尚无同类产品，随着柔性可穿戴产品的不断上市，柔性高频天线的需求也会越来越迫切，因此本成果具有较大的推广空间。
清华大学
2021-04-11
新型水处理药剂
针对目前金属盐混凝和吸附处理中存在的一些问题，包括絮体生长速率慢、絮体尺寸小、沉降时间长、残留金属浓度高、吸附容量低等问题，南京大学环境学院张淑娟教授课题组深入分析了钛系混凝和吸附材料的特性以及混凝和吸附机制，采用简单的溶胶凝胶法，获得了具有自主知识产权的新型钛凝胶混凝剂和吸附剂。
钛混凝剂具有如下特点：
1）絮体生长速率是铁/铝盐的10-30倍，絮体尺寸和沉降速率是铁/铝盐的3-10倍；
2）适用pH范围宽，混凝性能受温度和浊度的影响小；
3）水解物表面位点浓度高，对As(III)、Sb(III)等重金属去除效果好；
4）储液酸性弱，混凝后pH变化小，尤其适用于低碱度水的处理；
5）混凝出水中残留金属浓度低，适用于膜前预处理；
6）混凝污泥经处理后可以资源化利用。
钛吸附剂具有如下特点：
对As(III)和As(V)的吸附容量高达257和306 mg/g；
吸附As(III)时无需预氧化处理，绿色、经济、方便；
对Pb、Cd、Cu、Hg等重金属离子也均有很好的吸附去除效果。
南京大学
2021-05-10