中心簡介
為響應國家分級診療製度與體系建設的號召👨👩👦👦，緩解國家醫療資源緊張的壓力🏊♂️，本中心擬通過信息學方法，開發面向健康的元宇宙與人體數字孿生系統🏇🏿♎️，協助公眾自我健康管理，輔佐臨床疾病診斷，探索疾病的發生發展機製，預測臨床幹預效果🪽，製定個性化的治療方案。本中心擬整合生物力學🧑🏿🔬、生物電學🤘🏿🫂、生物化學、生物流體、計算機科學👩🏽🚒、人工智能等多學科力量，對人體各系統、各器官數字建模📥，探索各人體系統、器官之間的協作模式與相互影響機製👩🏼🍼；進一步融合生物醫學領域知識，著手研究微觀尺度的生命數字孿生技術，探索遺傳疾病的分子🐭，研究腫瘤的發生、發展與耐藥性的產生機製與過程，預測人體免疫系統對各類藥物的響應🧗🏼，最終建成從宏觀至微觀多尺度的人體數字孿生體系。同時，本中心擬通過計算機圖形學與人工智能技術，結合網絡、分布式計算、人工智能、醫療影像、增強現實等多項技術，構建面向未來並兼顧教學功能的遠程虛擬智能問診🕋、健康監測👩✈️、AI分診、數據存儲分享元宇宙平臺，進一步提升醫學教學質量，降低患者尋就醫門檻🐕🦺，打造面向未來的一體化數字醫療解決方案。
研究方向
• 健康數字孿生與全周期健康檢測與管理
全周期健康管理與個性化醫療是未來醫學發展的一大方向👩🔧🧑🏼💻。目前健康管理可分為三個階段👨🦽➡️：健康和亞健康階段🧖🏻♂️；疾病發生以及診斷階段；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；診斷多發生在疾病發展至出現可診斷病症後，由中心化醫療機構確診；疾病治療與管理根據急性與慢性分類，可分別在醫院病房👆🏻、社區醫療機構🧑🏿🚀、患者家中自行完成。
除去中醫以及少數亞健康狀態（如高血壓🚀、高血糖🫔、高血脂等），現代醫學對疾病的成體系幹預往往集中在治療與慢病管理階段🚴🏻。受到於觀測周期💇🏿♀️👍🏽、檢測手段等諸多限製，目前學界對於疾病的發生機製🕵🏿♂️、發展規律的認知仍舊較為有限，且缺乏系統性研究。
本中心擬以人體數字孿生為主要手段，通過綜合監控與分析診斷前患者的長期各類體征數據，結合人工智能方法，有針對性地分析海量數據，提取關鍵信息😛🧍♀️，對疾病的發生於發展機製展開研究🛴，輔助提升臨床診斷準確度。
• 宏觀尺度的人體數字孿生與模擬
人體是一個復雜的多系統集成。系統層面，可分為：運動系統、神經系統💆♀️、內分泌系統、循環系統👩🏼🚀、呼吸系統、消化系統、泌尿系統🫵、生殖系統。從器官層面👍🏽，可分為腦、五官📭、骨🧦、心、肺、脾、胃、腸道👾、肝⇒、膽🫄、胰🐮、腎、膀胱💱、生殖等多個器官與腺體。人體保持健康需要多系統多器官通過體液調節與神經調節綜合協作♗。單一器官病變往往同其他系統存在諸多聯系——如眼底黃斑病變同血管硬化、高血壓❤️🔥、高血糖等存在重大關聯👇🏻🍸。
本中心擬整合生物力學、生物電學、生物化學🏌🏻、生物流體等多學科力量，結合計算機科學與人工智能方法，對各系統、各器官進行數字建模與模擬，探索系統、器官之間的協作模式與相互影響機製，為未來虛擬臨床藥物幹預，模擬手術，打下堅實基礎。
• 微觀、分子🤐、遺傳尺度的數字孿生
健康的惡化、疾病的發生與發展同微觀尺度的生物規律息息相關🔧。例如：癌症在抑癌基因發生突變、促癌基因激活後加速惡化🤲🏼；慢性炎症微環境促進癌症的發生；腫瘤的免疫逃逸；免疫穩態調節紊亂導致過敏與長期慢性炎症➜；脂肪超載與炎症影響肌細胞👄、脂肪細胞、肝細胞對於血糖的響應🏄🏻♂️；乃至腸道微生物群落異常同各類慢性疾病的強相關性等➕。微觀尺度的生物機製通常與遺傳信息、細胞內分子機製、細胞組成與微環境相關。
本中心擬整合多組學檢測手段🫧，基因編輯技術📻，細胞系🚇、類器官與動物模型培養試驗方法，結合計算機技術與人工智能方法👨👨👧👧，融合生物醫學領域知識，著手研究微觀尺度的生命數字孿生技術，探索遺傳突變同疾病之間的分子尺度聯系；腫瘤的發生、發展與耐藥性的產生機製與過程；借助數字手段模擬細胞的分子級生命活動🧝🏼♀️，預測各類型細胞對各類藥物的響應，探索未來精準醫療的標準範式。
• 醫學元宇宙基礎設施建設
隨著我國人民生活水準的穩步提高📎，同時伴隨著人口老年化👰🏼，可預見未來對醫療資源需求將急速增加👩🏽🚒。為彌補醫療資源缺口✢，完善分級診斷製度，提升患者就醫質量，未來存在巨大遠程智能健康管理需求🌱。同時為了提升醫學教學質量，完善考核製度，急需研發一套遠程智能虛擬問診系統🏊🏼♀️。
本中心擬通過計算機圖形學與人工智能技術，結合網絡🦜、分布式計算、人工智能、醫療影像🙆🏿、增強現實等多項技術👩🏻⚕️，構建面向未來並兼顧教學功能的遠程虛擬智能問診👨🏼🦱、健康監測👐🏼、AI分診🟧、數據存儲分享平臺🧑🏽🦳。
