2025 Regeneron ISEF大奖-ENBM生物医学工程获奖作品汇总-3

最新官方消息！全球科创天花板赛事——国际科学与工程大奖赛（Regeneron ISEF），现已正式公布了2026年总决赛的举办时间和地点。这场汇聚全球青年创新力量的科技盛宴，将于2026年5月9日至15日，在美国亚利桑那州凤凰城会议中心（Phoenix Convention Center, Arizona）璀璨启幕。

2026ISEF赛事安排

参赛资格

年龄与年级：9-12年级学生（或同等学历），参赛时年龄不超过20岁。

地区选拔：必须通过附属赛（Affiliated Fair）晋级，无法直接报名。中国学生需先参加国内选拔赛（如青创赛、明天小小科学家等）。

团队项目：最多3人，所有成员需满足资格且共同参赛。

项目要求

原创性：项目必须由学生独立完成，允许在专家指导下进行，但不得代劳。

学科范围：涵盖21个学科类别，包括工程、生物、化学、计算机、环境科学等。

伦理限制：涉及人类、脊椎动物、病原体等研究需提前提交额外审查表（如ISEF Forms）。

关键文件与截止时间

ISEF表格：根据研究类型提交相应表格（如1C、2、3等），需在地区赛前完成审核。

摘要与研究论文：英文撰写，清晰描述研究目的、方法、结论。

地区赛截止：2026年3-4月

其他注意事项

展示材料：展板需符合ISEF尺寸要求（通常宽48英寸、深30英寸、高108英寸），禁止活体样本或危险品。

知识产权：部分研究可能需申请专利后再参赛，避免披露风险。

为了方便同学们更好的备赛，特别整理了ISEF-ENBM生物医学工程2025的获奖作品方便学习

ENBM生物医学工程获奖作品集合

ENBM030 - NeuroSyncNN：神经疾病诊断与监测

神经退行性疾病 (NDD) 是一种以神经系统细胞网络受损为特征的疾病，随着全球预期寿命的不断延长，其发病率也日益上升。目前，由于缺乏对时空信息的利用和多模态数据源的整合，数字分子生物标记和计算病理学等神经退行性疾病预后技术解决方案显得力不从心。\n\n本研究旨在通过早期检测和迭代参数监测来减缓认知疾病的快速发展。我们利用信誉良好、可公开访问的数据集，从各种数据流中捕获了大量医疗数据。为了解决当前结构成像局限性和特征提取信号质量方面的问题，我们开发了全面的信号处理和检测框架，利用双向长短期记忆网络 (BiLSTM) 和支持向量机 (SVM) 来增强解剖源定位和生物医学信号解读。为了增强计算框架，我们开发了一种经济高效的 IoMT 传感器网络，该网络采用电子设备和 3D 打印部件，用于优化模型提取的患者生理参数。\n\n我们通过一组通用的工业级统计指标验证了基于深度学习的综合系统 [NeuroSyncNN] 的有效性，并与当前市场技术进行了性能比较分析。信号解码模型（准确率：95%，精确率：94%）和检测模型（准确率：97%，平均绝对值：<1%）通过集成模型堆叠集成，表明该框架具有临床可行性的潜力，对神经退行性疾病的诊断具有重要意义。

ENBM029 - 家庭安全创新

根据世界卫生组织 (2021) 的数据，跌倒会导致严重伤害，甚至死亡。根据 CHUBB (2020) 的数据，大多数家庭跌倒发生在攀爬椅子或梯子时。本项目关注老年人或身高不足 160 厘米的人在厨房跌倒的情况。最近的研究表明，75% 的死亡是由于 75 岁以上成年人的意外造成的 (Caiza, 2021)。我们发明了一种安全且易于存放的台阶。它由木材和金属制成，可折叠。它可以存放在橱柜下方的地板上，可以手动从橱柜中取出，仍然作为台阶使用。我们通过对标准质量进行重量测试，然后进行人体测试来收集数据，以了解其安全性。结果令人满意，它承受了 181.437 公斤的重量而没有破碎。此外，调查显示，它100%安全，92%稳定，100%舒适，88%直观，88%美观，92%经济实惠。虽然它是手动的，但使用方便，无需费力。它可以帮助人们够到厨房高处的橱柜。它安装在厨房内，固定在地板上，以确保稳定性，无法移动。总而言之，折叠式踏脚更便于存放，而且可以安全地够到高处的橱柜。未来，它有望改进为电动踏脚，这样就不需要费力了。

ENBM028 - 镓介导的DNA晶体

镓癌疗法 (GCT) 因其能够诱导细胞凋亡、破坏细胞铁代谢，从而抑制癌细胞的快速增殖，已成为一种颇具前景的非侵入性治疗方式。尽管其具有治疗潜力，但由于目前明胶胶囊在控释和靶向递送方面存在挑战，导致镓过早释放至非癌细胞，从而诱导细胞凋亡，其临床应用受到限制。因此，基于 DNA 张拉整体三角形的晶体凭借其精确的结构设计和可编程性，或可作为构建用于靶向递送镓离子的多功能纳米结构的最佳基序。我设计了一种新型 GCT 晶体原型，利用镓介导的 B-DNA 张拉整体三角形，通过在基序内编程三个镓离子的特定结合位点，实现向癌细胞的靶向运输。仅使用高 MOPS 缓冲液作为晶体环境，我制备了 12 个平均尺寸为 45µm 的晶体，小于之前研究中含有 200µm 金属介导碱基对的晶体。由于其晶体尺寸较小，我无法使用X射线衍射进行原子级检测。因此，我利用多波长异常衍射扫描分析，通过异常模式对镓离子进行定位。我测得的最大异常波能量为10378.1 eV，与镓的识别波能量10370.0 eV（p<1*10-19）非常接近，这证实了镓在该基序中的存在。尽管晶体尺寸较小，我还是利用镓离子介导构建了第一个DNA张拉整体三角形。未来的应用可能会修改这个新的Z-DNA原型，使其逃避免疫系统的攻击，从而创造出首个镓DNA介导的癌症疗法。

ENBM027 - 重力变化对发育和健康的影响

商业太空旅行的可行性日益增强，引发了人们对航天生物效应的兴趣。暴露于重力变化，包括太空微重力、发射和模拟环境中的超重力，会带来重大的生理挑战。\n为了验证这一点，研究人员在控制环境条件的同时，使用离心机将果蝇幼虫置于超重力环境中，并使用随机定位仪模拟低重力环境。在行为追踪的同时，对发育指标（包括化蛹时间、存活率、成虫羽化和形态变化）进行了分析。随后，研究人员进行了纳米孔测序以评估基因表达，并将结果与美国宇航局的OSD-96和OSD-347心脏和一般发育数据集进行了比较。该假设被接受，证实了重力变化会在发育过程中引发显著的遗传和行为变化。\n了解重力变化的影响对于改进健康研究至关重要。虽然重力变化可以带来益处，例如增强脑瘫、骨质疏松症和脑损伤等疾病的康复，但它也可能扰乱细胞功能和发育。研究还可能揭示癌症生长和转移的新见解。这些发现可能对人类健康的未来至关重要，为医学治疗和康复策略带来潜在的突破。\n此外，了解重力变化对于确保宇航员在长期任务中的安全至关重要。虽然这项研究仍处于早期阶段，但它在开发基于重力的疾病治疗方法以及提高人类在太空和地球上的表现方面具有巨大的潜力。

ENBM026 - 糖尿病神经病变的人工智能检测与预防

每30秒，就有一人因糖尿病并发症失去下肢。全球5.37亿糖尿病患者中，约50%患有糖尿病性周围神经病变 (DPN)，其中75%发生在医疗资源匮乏的低收入地区。这种神经损伤会导致压疮、感染以及无法愈合或需要截肢的骨折。目前的诊断方法要么极其不准确，例如单丝测试的准确率仅为50-75%；要么价格高昂，例如神经传导检查的费用高达500-2,000美元；而预防措施则依赖于无效的批量生产矫形器或成本高昂的定制矫形器。本研究致力于设计低成本的压力感应鞋垫，以便及早发现DPN，并利用压力数据创建价格合理的个性化3D打印矫形器，以防止进一步的并发症。收集了 34 名神经病患者和 21 名对照者的压力数据，以训练梯度提升随机森林模型，该模型的准确率达到 83.33%，AUC 为 0.875。这个不到 100 美元的系统明显优于单丝测试，可与神经传导研究相媲美。除了检测之外，该系统还可以模拟压力模式，设计出每双约 5 美元的可变密度 3D 打印矫形器。这些矫形器提供通用选项无法提供的个性化压力重新分配，有可能预防溃疡和随后的并发症。这项研究通过提供可访问的技术来检测 DPN 并防止资源有限地区数百万例不必要的截肢，使全球医疗保健民主化，有可能改变全球糖尿病护理，并显著减少 DPN 仅在美国每年 46-137 亿美元的经济负担。

ENBM025 - 水肿治疗的新思路

Flexshoe 旨在解决足踝肿胀和血液循环问题，尤其常见于老年人，尤其适用于足部水肿、慢性静脉功能不全和糖尿病性水肿等病症。这些病症通常会导致液体积聚，从而限制活动能力和舒适度。目前的治疗方法，例如加压绷带和医疗器械，会限制活动能力，使日常活动变得困难。Flexshoe 将加压疗法与穿戴者在接受治疗的同时保持活动能力相结合。靴子内的气囊会周期性或静态地对脚踝和腿部施加压力，以减少肿胀和液体积聚，类似于目前的医疗器械。Flexshoe 内置气泵、Arduino、电机控制器、开关和电池。柔性传感器测量脚踝周长并将数据发送到 Arduino，Arduino 会调节气囊中的空气，确保压力稳定且安全（30mmHg - 80mmHg）。Flexshoe 还集成了 WiFi 连接，可通过连接的应用程序控制自定义循环。与目前的间歇性气压装置和上一代产品相比，Flex Shoe 的功能有所增强，包括更精确的柔性传感器、更轻的重量（2.67-1.17 公斤）以及可自定义的充气/放气时间，从而提升舒适度和功效。不仅如此，通过使用不同严重程度（轻度：10-15%，中度：15-20%，重度：超过 20%）的足部模型进行测试，该装置能够完全减少柔性传感器测量的踝周长，并有效排出模拟淋巴液。Flexshoe 将灵活性与治疗效益相结合，帮助患者控制足部肿胀和血液循环问题，从而促进独立生活和整体健康。

ENBM024T - 盲人

该项目的目标是设计一款利用超声波传感器为视障人士设计的导航设备。我们首先研究了计划使用的组件，然后绘制了一张可能解决方案的草图。我们的第一个草图是一副用户佩戴的耳机。耳机上装有一系列传感器，这些传感器将连接到耳机背面的Arduino开发板。Arduino的输出将被发送到一个手持接口，该接口将使用螺线管按压用户手部的不同位置，以指示物体相对于用户的位置。经过同行评审后，我们意识到将传感器和设备佩戴在用户头上并非最佳方案，因此我们绘制了一张新的草图。新的草图描绘了一条用户佩戴的背带，背带上装有传感器。我们还决定使用振动电机代替螺线管，因为螺线管的价格比振动电机高。原型设计完成后，我们开始进行实验，以评估解决方案的性能。我们通过测量传感器是否能够检测到不同角度和距离的不同类型物体来做到这一点。我们得出结论，我们的原型实际上运行正常，而且性能比预期更好。

ENBM022T - 经济高效的心脏声音传感器

该项目旨在推进技术设计和医疗应用，最终打造出一款经济高效的临时听诊器，供广泛使用。我们使用 Arduino UNO R4 和 MAX4466 声音传感器，从零开始开发了一款功能齐全的数字听诊器。之后，我们应用软件滤波和数字信号处理技术进一步降低噪音。最后，我们设计并测试了各种听诊器瓶体，以获得最佳的外壳和声学性能。无论内部材质如何，带有开口颈部的听诊器瓶体都能提供比全尺寸双面听诊器更清晰的共振。铝箔材质会造成过多的干扰，导致难以区分真实的心跳和细微的移动。该项目展示了如何将低成本、简单的组件组合起来，打造出适用于资源有限环境的功能性医疗设备。

ISEF历年获奖作品集&解析&资料免费下载⬇️