中心簡(jiǎn)介

 為響應(yīng)國(guó)家分級(jí)診療制度與體系建設(shè)的號(hào)召，緩解國(guó)家醫(yī)療資源緊張的壓力，本中心擬通過信息學(xué)方法，開發(fā)面向健康的元宇宙與人體數(shù)字孿生系統(tǒng)，協(xié)助公眾自我健康管理，輔佐臨床疾病診斷，探索疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制，預(yù)測(cè)臨床干預(yù)效果，制定個(gè)性化的治療方案。本中心擬整合生物力學(xué)、生物電學(xué)、生物化學(xué)、生物流體、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能等多學(xué)科力量，對(duì)人體各系統(tǒng)、各器官數(shù)字建模，探索各人體系統(tǒng)、器官之間的協(xié)作模式與相互影響機(jī)制；進(jìn)一步融合生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域知識(shí)，著手研究微觀尺度的生命數(shù)字孿生技術(shù)，探索遺傳疾病的分子，研究腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與耐藥性的產(chǎn)生機(jī)制與過程，預(yù)測(cè)人體免疫系統(tǒng)對(duì)各類藥物的響應(yīng)，最終建成從宏觀至微觀多尺度的人體數(shù)字孿生體系。同時(shí)，本中心擬通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與人工智能技術(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、分布式計(jì)算、人工智能、醫(yī)療影像、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等多項(xiàng)技術(shù)，構(gòu)建面向未來(lái)并兼顧教學(xué)功能的遠(yuǎn)程虛擬智能問診、健康監(jiān)測(cè)、AI分診、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分享元宇宙平臺(tái)，進(jìn)一步提升醫(yī)學(xué)教學(xué)質(zhì)量，降低患者尋就醫(yī)門檻，打造面向未來(lái)的一體化數(shù)字醫(yī)療解決方案。

研究方向

?  健康數(shù)字孿生與全周期健康檢測(cè)與管理

 全周期健康管理與個(gè)性化醫(yī)療是未來(lái)醫(yī)學(xué)發(fā)展的一大方向。目前健康管理可分為三個(gè)階段：健康和亞健康階段；疾病發(fā)生以及診斷階段；疾病治療與慢性病管理階段。健康與亞健康狀態(tài)的健康管理手段多依賴體檢與各類疾病早診與早篩；診斷多發(fā)生在疾病發(fā)展至出現(xiàn)可診斷病癥后，由中心化醫(yī)療機(jī)構(gòu)確診；疾病治療與管理根據(jù)急性與慢性分類，可分別在醫(yī)院病房、社區(qū)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、患者家中自行完成。 

 除去中醫(yī)以及少數(shù)亞健康狀態(tài)（如高血壓、高血糖、高血脂等），現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)疾病的成體系干預(yù)往往集中在治療與慢病管理階段。受到于觀測(cè)周期、檢測(cè)手段等諸多限制，目前學(xué)界對(duì)于疾病的發(fā)生機(jī)制、發(fā)展規(guī)律的認(rèn)知仍舊較為有限，且缺乏系統(tǒng)性研究。

 本中心擬以人體數(shù)字孿生為主要手段，通過綜合監(jiān)控與分析診斷前患者的長(zhǎng)期各類體征數(shù)據(jù)，結(jié)合人工智能方法，有針對(duì)性地分析海量數(shù)據(jù)，提取關(guān)鍵信息，對(duì)疾病的發(fā)生于發(fā)展機(jī)制展開研究，輔助提升臨床診斷準(zhǔn)確度。

?  宏觀尺度的人體數(shù)字孿生與模擬

人體是一個(gè)復(fù)雜的多系統(tǒng)集成。系統(tǒng)層面，可分為：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)。從器官層面，可分為腦、五官、骨、心、肺、脾、胃、腸道、肝、膽、胰、腎、膀胱、生殖等多個(gè)器官與腺體。人體保持健康需要多系統(tǒng)多器官通過體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)綜合協(xié)作。單一器官病變往往同其他系統(tǒng)存在諸多聯(lián)系——如眼底黃斑病變同血管硬化、高血壓、高血糖等存在重大關(guān)聯(lián)。

本中心擬整合生物力學(xué)、生物電學(xué)、生物化學(xué)、生物流體等多學(xué)科力量，結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能方法，對(duì)各系統(tǒng)、各器官進(jìn)行數(shù)字建模與模擬，探索系統(tǒng)、器官之間的協(xié)作模式與相互影響機(jī)制，為未來(lái)虛擬臨床藥物干預(yù)，模擬手術(shù)，打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

?  微觀、分子、遺傳尺度的數(shù)字孿生

 健康的惡化、疾病的發(fā)生與發(fā)展同微觀尺度的生物規(guī)律息息相關(guān)。例如：癌癥在抑癌基因發(fā)生突變、促癌基因激活后加速惡化；慢性炎癥微環(huán)境促進(jìn)癌癥的發(fā)生；腫瘤的免疫逃逸；免疫穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)紊亂導(dǎo)致過敏與長(zhǎng)期慢性炎癥；脂肪超載與炎癥影響肌細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、肝細(xì)胞對(duì)于血糖的響應(yīng)；乃至腸道微生物群落異常同各類慢性疾病的強(qiáng)相關(guān)性等。微觀尺度的生物機(jī)制通常與遺傳信息、細(xì)胞內(nèi)分子機(jī)制、細(xì)胞組成與微環(huán)境相關(guān)。

 本中心擬整合多組學(xué)檢測(cè)手段，基因編輯技術(shù)，細(xì)胞系、類器官與動(dòng)物模型培養(yǎng)試驗(yàn)方法，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)與人工智能方法，融合生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域知識(shí)，著手研究微觀尺度的生命數(shù)字孿生技術(shù)，探索遺傳突變同疾病之間的分子尺度聯(lián)系；腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與耐藥性的產(chǎn)生機(jī)制與過程；借助數(shù)字手段模擬細(xì)胞的分子級(jí)生命活動(dòng)，預(yù)測(cè)各類型細(xì)胞對(duì)各類藥物的響應(yīng)，探索未來(lái)精準(zhǔn)醫(yī)療的標(biāo)準(zhǔn)范式。

?  醫(yī)學(xué)元宇宙基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

 隨著我國(guó)人民生活水準(zhǔn)的穩(wěn)步提高，同時(shí)伴隨著人口老年化，可預(yù)見未來(lái)對(duì)醫(yī)療資源需求將急速增加。為彌補(bǔ)醫(yī)療資源缺口，完善分級(jí)診斷制度，提升患者就醫(yī)質(zhì)量，未來(lái)存在巨大遠(yuǎn)程智能健康管理需求。同時(shí)為了提升醫(yī)學(xué)教學(xué)質(zhì)量，完善考核制度，急需研發(fā)一套遠(yuǎn)程智能虛擬問診系統(tǒng)。

 本中心擬通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與人工智能技術(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、分布式計(jì)算、人工智能、醫(yī)療影像、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等多項(xiàng)技術(shù)，構(gòu)建面向未來(lái)并兼顧教學(xué)功能的遠(yuǎn)程虛擬智能問診、健康監(jiān)測(cè)、AI分診、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分享平臺(tái)。

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