集成人工智能的可穿戴肺部疾病诊断器件
研究简介
肺部疾病是最为广泛传播和危害我国人民生命健康的疾病之一，主要有肺炎、肺气肿、间质性肺疾病、慢性阻塞性肺疾病等。
不同的肺部疾病具有不同的治疗和预后，因此其早期诊断极为关键。当前主要依赖医院成熟的医疗仪器实施肺部疾病被动诊断，而有望实现主动健康的可穿戴临床诊断技术相对匮乏。
近日，东南大学刘宏教授和赵超副教授带领研究团队开发了一款集成人工智能算法的肺部疾病临床诊断可穿戴器件。
图 1. 可用于肺部疾病临床诊断的穿戴式器件。(a) 原理图；(b) 照片；(c) 患者实际佩戴。
该工作通过可穿戴柔性电路设计和制备，实现临床环境下肺音的高信噪比采集；通过对多名患有不同肺部疾病的患者进行肺音信号采集，并对信号进行预处理/特征提取/机器学习算法优化，最终实现了 95% 以上的肺部疾病识别准确率。
图 2. (a) 四种最优算法模型的性能表现。(b) ETC 模型的混淆矩阵 (confusion matrix) 结果。
面向人民生命健康，该器件能为肺部疾病的早期诊断提供关键核心技术。该成果以“Wearable stethoscope for lung disease diagnosis”为题，发表在英国皇家化学会期刊 Sensors & Diagnostics 上。
论文信息
Wearable stethoscope for lung disease diagnosis
Chundong Qiu（邱春冬，东南大学&南京鼓楼医院）, Wenru Zeng（曾闻如，南京鼓楼医院）, Wei Tian（田薇，东南大学）, Jingyi Xu（徐静怡，东南大学）, Yingnan Tian（田赢男，东南大学）, Chao Zhao*（赵超，东南大学） and Hong Liu*（刘宏，东南大学）
Sens. Diagn., 2024, 3, 281-286
https://doi.org/10.1039/D3SD00283G
作者简介
东南大学 / 南京鼓楼医院
东南大学
赵超，东南大学生物科学与医学工程学院副教授，博士生导师，至善青年学者。主持国家自然科学基金青年项目、面上项目，江苏省自然科学基金青年项目，多次担任国家重点研发计划课题骨干。在可穿戴器件和生物芯片方面取得多项成果，在 Sci. Adv.，Nucleic Acids Res.，IEEE Sens. J. 等国际重要学术期刊发表 40 多篇论文。
东南大学
刘宏，东南大学生物科学与医学工程学院副院长，教授，博士生导师，国家海外高层次人才，国家“万人计划”科技创新领军人才。在 Nat. Rev. Bioeng.，Nat. Commun.，Sci. Adv.，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed. 等国际重要学术期刊发表 70 多篇论文，主要研究方向：(1) 可穿戴柔性电子及人体生化和生理信号的长程连续监测。(2) 基于 DNA 合成和测序芯片的新一代数据存储技术。
课题组介绍
相关期刊
rsc.li/sensors
Sensors & Diagnostics
The home for innovative research on sensors, sensing devices and systems. Critical advances in sensors and their application to monitoring and medical diagnostics
Sensors & Diagnostics 致力于成为传感与诊断领域的优质出版平台，发表高影响力的创新性研究工作，包括新型的材料、新颖的检测原理以及对已有装置的重大改进等。这些工作的应用范围十分广泛，囊括生物医学、药物开发、环境、食品、医学、安保和安防等等。所发表的工作需能获得相关领域研究人员的广泛关注，在必要时还应开展原位或实际的样品检测。作为一本金色开放获取的期刊，读者可免费获取论文的全文，同时从该刊发布起到 2024 年年中免收论文发表费用。
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* 2021 Journal Citation Reports (Clarivate, 2022)
† CiteScore 2021 by Elsevier
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