记者2月2日从深圳中学获悉，经过中国青少年科技创新大赛的层层选拔和中国科协青少年国际科技交流项目冬令营的激烈角逐，深圳中学学子田一丁凭借普筛易静电场帕金森病早筛仪器项目，成功入选2023年国际科学与工程大奖赛（ISEF）中国国家队（深圳市唯一入选项目），将于5月赴美参与全球总决赛的奖项角逐。

 田一丁同学与普筛易雏形机

国际科学与工程大奖赛（ISEF）素有“小诺贝尔奖”、全球青少年科学竞赛“世界杯”之称，是全球规模最大、等级最高的青少年科学竞赛。大赛每年共有来自全球80多个国家和地区的约1800名青少年科技爱好者，从全世界数百项联席赛事中脱颖而出，参与全球总决赛的奖项角逐。

田一丁同学向南科大系统设计与智能制造学院副教授Han展示第三代机器的系统设计

2023年国际科学与工程大奖赛将于今年5月13日至19日在美国得克萨斯州达拉斯市举行，届时将有来自全世界的1800名参赛选手，角逐近600万美元的奖金。中国代表队由来自全国各地顶尖的30个项目组成，田一丁将作为代表队选手之一赴美参加比赛。

在谈及参赛感受时，田一丁表示，很荣幸能够入选2023年国际科学与工程大奖赛中国代表队，参加全球青少年科学竞赛最高水平赛事，“感谢指导老师胡楠老师对我的辛勤指导，感谢深圳中学对项目开发提供的平台资源支持。 未来，我将同样全力以赴，为校争光，为国争光！”

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因一则视频聚焦帕金森病早筛早诊

盼更多患者能够及早扫除病痛阴霾

作为高中生的田一丁为何会关注起帕金森疾病？研发普筛易静电场帕金森病早筛仪器经历了怎样的历程？该项目又有何特别之处？

因一则视频关注起帕金森疾病

据了解，“普易筛”项目的灵感，源起于一个视频。高一时田一丁在短视频平台中看到1996年亚特兰大奥运会开幕式片段，视频中的拳王阿里右手高举奥运火炬，而左手却不断颤抖。“作为一个拳击运动员，双手是阿里最强大的武器，可当他老去之后，双手竟然会变成这个样子。”这让田一丁大受震撼，了解到这就是帕金森病后，他开始了对该疾病的关注。

帕金森被称作继肿瘤、心脑血管病之后中老年的“第三杀手”，由于其是进行性神经变性病，早期症状难辨别造成帕金森病诊断困难。目前的帕金森病诊断技术，如核磁共振、MRI扫描、经颅多普勒等，均存在价格高昂、操作不便、体验不佳等缺陷。

基于这些“痛点”，田一丁希望发明一款易操作、更实用的早筛仪器，帮助更多帕金森病潜在患者及早扫除病痛阴霾。

通过查阅文献，田一丁关注到，约70%的帕金森患者的首发症状，是手指4-6Hz静止性震颤。因此，通过测量手指到传感器距离随时间的变化量，就可以计算出手指的震颤频率。据介绍，“普易筛”帕金森病早筛仪器依据“震颤分析”医学检测帕金森病原理，通过检测手指在静电场中对电势造成的变化来进行诊断。

样机迭代历程，从左至右分别为一代机，二代机，三代机

两年辛苦努力三次样机迭代

在了解到相关情况后，田一丁结合深中教师胡楠校内选修课中所学内容，首先在仿真软件COMSOL Multiphysics中搭建了静电场仿真模型。他通过观察模型发现，手指在空间中的微小位移可以被电势信号变化表达出来。根据该原理，他决定使用静电场电势检测的方式来进行非接触式的震颤检测。

田一丁首先搭建出了以Mbed LPC1768控制板为核心的初代样机。该样机实现了调用静电场传感器Microchip MGC3130读取接收端Rx电极数据，显示电势信号和震颤频率至灰度显示器，以及简单交互等基础核心功能。在老师的建议与帮助下，系统成功迭代到使用Raspberry Pi 4b控制板为核心的二代产品，增加了导出储存检测结果至外部SD卡以及局域网主机，在高清触控显示屏上实时显示电势-时间变化图，封装产品外部防止电磁干扰等重要功能。

据悉，二代机创新性地解决了之前产品需穿戴设备检测，体验不佳的问题，只需将手悬空放置于仪器上方十秒钟即可完成检测。目前大多数检测手段均需要外部人员的协助，而患者可独自操作“普易筛”系统，操作方便。在研发出二代仪器后，田一丁与老师曾前往北京大学深圳附属医院神经内科展示本系统，并讨论其在帕金森病检测领域的可行性，得到了该院神经内科主任医师林医师的认可。

普易筛检测设备的硬件组成

研发经历让其更明白努力在科学创新中的意义

在二代机器的基础上，田一丁对机器外围设备进行了进一步升级，开发出了第三代机器。三代机采取了扁平化设计，并加入了LED灯带视觉反馈以提升用户使用体验。2022年6月，田一丁带着第三代仪器走访了深圳市人民医院与南方科技大学，获取医生和患者们最真实的试用反馈，听取专家的建议与点评。

北京大学深圳附属医院神经内科主任医师林医师试用二代仪器

该项目也在多个赛项中斩获佳绩，如第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛萌芽赛道金奖、第十九届广东省少年儿童发明奖一等奖、广东省青少年科技创新大赛一等奖等。

回首两年的开发历程，田一丁表示，一路走来，把一个想法一点一点地变成现实的过程给了他很大的启发，“高中学业压力很大，但我仍记得在半夜舍友熟睡时自己在仿真软件中做出那幅美丽的空间电势分布图时的欣喜，也记得那个周五晚上在学校已经几乎空无一人时，自己仍在实验室攻克屏幕显示数据时那一声声尖叫。”

普筛易静电场帕金森病早筛仪器

当田一丁像拥抱自己的孩子一般自豪地捧着机器时，他发现他比从前更加明白努力在科学创新中的意义“灵感是启动科学创造这个发动机的电火花，而努力就是让发动机轰鸣运转起来的不可或缺的燃料。”田一丁深切希望，能在不久的将来在养老院和社区诊所普及“普易筛”帕金森病早筛仪器，让更多的帕金森病潜在患者能够及早扫除病痛的阴霾，享受更健康更美好的蓝天。

【记者】孙颖

图片及部分内容来源于深圳中学官微