基于元学习、注意力机制、LSTM等认知智能方法的慢性病个性化用、调药预测技术和方法研究
批准号:
62102058
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
魏子麒
依托单位:
学科分类:
生物信息计算与数字健康
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
魏子麒
中文摘要
针对高血压治疗周期长、治疗方案多样的特点,本项目面向高血压患者个性化治疗领域,采用大数据挖掘、深度学习等技术和方法,以为高血压患者提供个性化用药方案为目标,基于申请人所在课题组积累的海量高血压患者临床数据,深入研究个性化用药推荐和用药调整预测问题。首先,通过收集、组织、整理现有的医学知识库,构建以用药方案为中心的,涵盖多源异构数据关联关系的医疗知识图谱;其次,提出基于LSTM的个性化用药推荐模型,利用多任务学习推荐药物组合方案;最后,基于关系增强型层级多任务学习的疾病预测,构建基于双序列交互学习的药物调整模型。目标是在我国实施健康中国战略的背景下,突破相关关键技术,实现智能决策支持在典型慢性病的个性化诊疗中的应用。
英文摘要
Based on the massive medical data of hypertensive patients accumulated by the applicant's research group, this project aims at providing personalized medicine recommendation and medicine adjustment prediction for hypertensive patients by using big data mining and deep learning methods. Firstly, by collecting, analyzing and organizing the existing medical knowledge base, we construct a medical knowledge graph centered on medication strategies and covering the association relationships of multi-source heterogeneous data; secondly, we propose a personalized medication recommendation model based on LSTM and use multi-task learning to recommend medication combination strategies; finally, we build a dual-sequence interaction learning-based medication adjustment model. The goal is to break through the relevant key technologies and realize the application of intelligent decision support in personalized diagnosis and treatment of typical chronic diseases in the context of implementing the health China strategy.
智能医疗的最终目标是构建一个面向未来、具有认知能力的系统,通过构建更精准的智能医疗模型,对多模态医疗健康大数据进行理解和利用,从而助力医生临床决策。对于慢性病来说,医生临床决策的核心是用药,而用药决策需根据患者状态进行动态调整。因此,对用药调整进行预测是实现智能化临床辅助决策的核心技术之一。在国家自然科学基金的资助下,本项目针对慢性病治疗周期长、治疗方案冗杂的问题展开研究,提出了一系列基于医学知识图谱和认知智能技术的药物推荐方法。研究工作主要在医学知识图谱构建、个性化用药推荐、用药调整预测方法三个方面展开研究。在知识图谱方面,提出了基于P系统的最优路径搜索算法和基于判别增强的特征融合方法;在药物推荐方面,提出了双通道全局局部融合推荐方法、基于Transformer和图卷积神经网络的药物推荐方法和重要子结构感知的协同药物组合推荐模型;在人工智能算法方面,提出了基于三色线性偏振的目标检测算法和相位多样性优化算法。项目提出了一套基于医学知识图谱,采用认知智能技术,针对慢性病的系统性用、调药推荐模型与框架。并将该模型和框架应用于高血压和阿尔茨海默症的药物推荐工作,为以高血压为代表的慢性病个性化智能诊疗辅助决策提供了支持,未来计划将已有的成果推广到其他慢性病研究中。在项目执行期间,团队成员累计发表论文7篇,其中SCI检索论文5篇(CCF推荐A类论文1篇),会议论文2篇(CCF推荐A类、B类论文各1篇),并授权相关发明专利3项。
国内基金
海外基金