国家呼吸系统疾病临床医学研究中心

【喜讯速递】中心杨子峰研究员团队在传染病人工智能技术及平台取得进展
发布: 2024-04-17

    近日,由广州呼吸健康研究院副院长、国家呼吸系统疾病临床医学研究中心PI杨子峰研究员团队联合金域医学开发的呼吸道病毒流行风险预警模型研发与应用研究,获批广州市重点研发计划“2024年度农业和社会发展科技专题”专项。同时,杨子峰研究员团队联合澳门科技大学创新工程学院韩子天教授、钱涛教授,以及广州医科大学金域检验学院邓小燕教授,共同建立新发病原流行智能预测系统中控平台及呼吸病原态势感知系统并已实际应用。

    作为全国领先、世界一流的呼吸系统疑难和危重疾病临床诊治中心、呼吸疾病防治临床与基础研究中心、呼吸疾病防治教学与人才培养中心,呼吸疾病防治研究成果产学研转化中心,在领军人物钟南山院士的带领下,坚持基础研究与临床医学的紧密结合,不断开拓创新,已建成国家呼吸疾病临床医学研究中心、国家临床药物试验机构(呼吸专业)及五个国家临床重点专科(呼吸内科、重症医学、变态反应疾病学、肿瘤学和胸外科)和一个国家重点建设学科(中西医呼吸)。

 

AI呼吸道病毒流行风险模型

    在杨子峰研究员团队指导下,金域医学积累了中国南方地区超过十万例急性呼吸道感染病原体检测大数据,以及空气污染物、气象数据,研究团队构建起中国南方范围内呼吸道病毒流行风险预警模型。该模型采用人工智能驱动的多标签集成学习技术框架,可以探索空气污染和气象因素对呼吸道病原体的影响机制,以期实现对病原体传播趋势和潜在风险的实时精准评估。

 

AI新发病原流行预测模型

    该流行预测模型的核心为SEIRS趋势预测和AFD-LSTM波动预测两大部分。在杨子峰研究员、钱涛教授、韩子天教授指导下,选择SEIRS模型进行主要趋势分析预测,充分考虑群体免疫后的二次感染趋势和免疫保护力下降因素,并充分利用了广州实验室的预测预警小程序收集的自我上报的感染数据。随后,运用钱涛教授与韩子天教授共同提出AFD-LSTM波动预测算法进行精准全面的预测,该算法先采用自适应傅里叶分解方法(AFD)分析趋势和波动,再运用长短期记忆网络模型(LSTM)对波动进行预测。其中,自适应傅里叶分解 (AFD) 是钱涛教授的原创理论,AFD信号重构算法被称为钱方法,是一种先进的非线性波形分析方法,在本模型中起到关键作用。

 

可视化平台建设

    杨子峰研究员团队与澳门科技大学创新工程学院韩子天教授联合建立了新发病原流行智能预测系统中控平台,成功分析国内多个省市的新冠走势,,获得国家联防联控办、多个地方有关部门的认可。联合广州医科大学金域检验学院邓小燕教授,曾志奇博士基于国家呼吸疾病临床中心病毒分平台建设单位对多种常见呼吸道病原体流行趋势搭建的展示平台,旨在为呼吸道感染临床诊治提供最新的流行病学证据。该展示平台的大屏涵盖了多源数据,包括病原复合感染、近期病原检出率、阳性构成比、病原年龄分布和地域分布等。