来自北京大学的学生团队The NeuroVisionaries
在2024年医学大挑战（MGC）总决赛中
从来自世界各地的近60支队伍中脱颖而出
获得Nascent赛道中国赛区冠军、全球季军
在北京大学第三医院神经外科
杨辰龙老师的带领下
经过三轮线上评比和两轮线下答辩
团队推出了
“基于AI的可穿戴多模态眼-颅压监测与控制系统”
该成果得到了多位专家评委的高度评价
这份荣誉的背后
是成员们由一名普通患者的就诊经历出发
展开的诸多思考与实践
怀揣着对医疗健康的无限热爱
他们踏上了这段宝贵的旅程
↓↓The NeuroVisionaries团队成员↓↓
临床医学院2021级本科生雷若龙
临床医学院2021级本科生马克、潘丽珊
基础医学院2022级本科生李砚霓、甘嘉程
经济学院2021级本科生赵子涵
信息科学技术学院2022级本科生张楚豫
工学院2023级研究生杨凯程
△团队成员在比赛现场向评委汇报成果
△海报展示环节（右二为新加坡国立大学医学院院长Chong
Yap Seng教授；右三为MGC联合主席Lee
Yinn Yi女士）
△决赛答辩环节
△决赛颁奖仪式，左一：Lee Yinn Yi，MGC联合主席 左二：Chong Yap Seng教授，新加坡国立大学医学院院长，右三至右八：The Neurovisionaries团队成员 右二：Wang Weihan, MGC联合主席 右一：Dinesh Visva Gunasekeran教授，MGC学术负责人
团队队长雷若龙同学在北京大学第三医院实习期间，长期跟随神经外科的杨辰龙医生学习。有一天，杨医生面诊了一位患有视野缺损的患者。在此之前，此名患者已经在多家医院进行过检查，都没有提示任何器质性的疾病。为了彻底找到答案，杨辰龙医生谨慎地询问患者是否愿意接受腰穿测压的检查。
结果令所有人震惊：该名患者的颅内压只有37mmH₂O，显著低于正常水平（70～180 mmH₂O）。
△眼颅压力失稳相关疾病的致病机理
为了维持正常的颅内压（ICP），患者需要长期进行颅内压监测。但目前的ICP监测方法往往具有侵入性，腰椎穿刺等传统方法不仅会给患者带来疼痛和不适，还有显著的感染风险。此外，这些方法仅能提供间歇性测量无法实现动态实时监控。
团队成员在看到该现象后思考到：是否有一种更人性化、更智能化的方式来缓解患者的痛苦、守护患者的健康？
将医疗程序从“疼痛”变成“无感”，不只是一个有趣的想法，更是一个不断激励着无数临床科学家献身科研的崇高使命。因此，团队成员们开始创新设计方案，着手改善当前的监测技术。
在此背景下，The NeuroVisionaries团队，开展了基于AI的多模态无创眼颅压力监测与调控系统的研发工作，通过结合多模态无创测量手段，希望获得比单一方法更准确、更全面的眼压与颅内压数据，创新性研发出了ICP Kit，并最终取得了理想的成果。
此方法采用“3+1”设备策略：经颅多普勒头带（Transcranial Doppler Headband）、压力传感眼镜（Smart Contact Lenses）和鼓膜压力耳塞（Tympanic Pressure Earbuds）用于无创、连续的ICP测量，辅以压力腰带（Pressure Waistband）用于低ICP水平患者的长期颅内压调节。
△ICP Kit原理简介
在团队研发的ICP Kit系统中，“3+1”其中的“3”部分便为无创ICP测量的模型。团队成员们根据前人相关研究的文献入手，创新性模拟搭建了测量血流速度、监测眼内压和测量鼓膜压力的系统，力图以完全无创的方式通过各种间接数据的测量和分析来得出颅内压的结果。
经颅多普勒头带：它就像是给大脑装上了一个“测速仪”。通过使用超声波测量颞窗深部大脑血管的血流速度，来间接推断颅内压的变化。
△经颅多普勒头带模式图
压力传感眼镜：它用于实时监测眼内压进而监测与眼压密切相关的颅内压。
△压力传感眼镜模式图
鼓膜压力耳塞：这个小巧的耳塞能精确测量佩戴者鼓膜的压力。前期研究已证实，鼓膜压力也会随着颅内压的变化而波动。它就像是给你的耳朵装上了一个微型“气压计”，静静地倾听着你大脑的“气压变化”。
△鼓膜压力耳塞模式图
这三种设备收集的海量数据都会汇集到团队成员自主搭建的NeuroEDC软件平台上。这个平台不仅能不断用优化的算法反映眼颅压力稳态，还能让医患双方实时监控眼颅压力数据。团队还在NeuroEDC平台上植入了医疗文本中英文自动识别OCR功能，可以帮助患者与研究人员轻松记录及数字化处理各种医疗文本。
△NeuroEDC网页界面
团队还开发了腹压调控设备——一款可定时定量的压力腰带，它会通过诱导类似瓦尔萨尔瓦动作的效果来增加颅内压。这为那些长期颅内压偏低的患者提供了一种新的物理调控手段，并提供了一种可控、便携的自我管理工具，简化了治疗过程，提高了生活质量。
△压力腰带实物图
传统的颅内压测量方法除了疼痛，还存在高感染风险和出血隐患，并且会在监测过程中严重影响患者的生活质量和治疗意愿。而经由团队的努力研究与实际应用，通过测量的实际数据与测试患者的后续反映来看，该创新技术无疑将为患者提供更安全、便捷、高效的监测与调控平台。
△腹压调控设备（左上）及其功能验证（右上）、李女士赠送的锦旗（左下）及用心良苦精心制作的“处方笔之花”（右下）
医学大挑战比赛（MGC）是由新加坡国立大学杨潞龄医学院（NUSMed）发起的学生领导的医学创新项目，旨在鼓励医学生发现未满足的医疗需求，并与其他学院的学生共同组建跨学科团队（2～8人），探索创造性和超越常规的解决方案来满足这些需求。活动包括前期准备和总决赛。总决赛将在新加坡国立大学医学教育中心（CenMED）线下举行，评比标准包括创意、设计质量、医疗影响和商业策略，是对学生创新能力和合作精神的一次全方位考察。该比赛每年都会吸引来自世界各国顶尖高校的几十支队伍参赛。
医学不仅仅是一门科学，它更是一门关乎人性、关乎专业理性，同时也关乎任何人最朴素情感诉求的艺术。在这艺术长河中，我们的创新或许只是一抹微光，但正是这众星拱月之势，终将汇聚成照亮病患之路的光芒。通过这份努力，我们不仅希望减轻患者的痛苦，更希望他们能在治疗过程中感受到被理解和尊重的温暖。科技创新，旨在不断提升医疗体验，让更多患者受益，这既是我们团队的愿景，也是我们不断前行的动力。
这次经历让我们深刻体会到合作与交流的独特魅力。跨越学科边界的合作，融合不同领域智慧让临床设想从实验室逐步走向现实；跨越文化差异的交流，打破固有思维模式让不同视角下的想法碰撞出更多火花。未来，继续怀揣合作交流的热忱，不断探索新的技术和方法，为全球患者的健康贡献力量，将是我们始终追求的目标。
我们希望前沿的医学理论和工程技术不仅仅被局限在实验室环境，而是在产业化进程中不断打磨产品、修正战略并在行业乃至社会层面产生深远的影响。团队将秉持持续打破固有模式的革新精神和以实践积累为核心的研发理念，在复杂环境下尝试创造新的市场增量，实现基础与应用双向赋能。
通过此项技术的研发以及AI技术的运用，在不远的将来，NeuroEDC将能够识别复杂的颅内压变化模式，提供早期预警和个性化治疗建议。监测颅内压或许会变得像测量体温一样简单和日常，让患者能够实时了解自己的身体健康状况，倾听来自大脑的声音。
团队同学们也将在未来继续深入探索有关医学健康的课题研究，真正做到将前沿科技手段用来改善一名名普通患者所面临的种种需求，让每一个生命都能够得到充分的尊重与理解。
△MGC 2024 Grand Finale全球所有奖项获得者及MGC组委会合影
特别鸣谢北京化工大学材料学院王浩然老师实验室、北京邮电大学智能工程与自动化学院李端玲老师实验室、北京邮电大学计算机学院熊永平老师实验室提供的技术支持（排名不分先后）。
来源 | 北京大学融媒体中心、北京大学医学部
文字 | 刘健舒
排版 | 史童月
责编 | 曹梦瑶
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