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精准医学系统智能控制与决策团队

团队任务简介:

  本项目以针对糖尿病闭环血糖管理的人工胰腺系统和针对高原环境快速适应的血氧闭环辅助调节系统为研究对象,聚焦人体生理信号闭环调节中的基础理论和关键技术,提出基于动态生理信号的代谢过程类型识别与动力学建模方法,设计基于实时监测信息的生理指标事件触发鲁棒优化控制策略,构建生理指标闭环控制核心参数的人工智能自适应优化框架,突破“分类建模-实时控制-参数适应”关键技术,完成原理样机试制,并在医学合作研究团队支持下开展验证性临床试验。

  本团队瞄准我国糖尿病治疗和高原健康工程建设核心需求,重点突破1)基于动态生理信号的代谢过程类型识别与动力学建模、2)基于实时监测信息的生理指标鲁棒优化闭环采样控制和3)生理指标闭环控制核心参数的可解释智能自适应优化等血糖、血糖反馈调节基础理论与关键技术,努力争取国家或地方重大科技计划的支持开展研究开发,设计并试制人工胰腺系统和高原血氧闭环训练系统原理样机,开展验证试验。

  

PI:史大威 教授 

  史大威,2008年本科毕业于北京理工大学,2014年博士毕业于加拿大阿尔伯塔大学,2017-2018年在美国哈佛大学开展博士后研究工作,并任美国Sansum糖尿病研究中心 Adjunct Investigator,现任北京理工大学教授、博士生导师。主要在控制科学与医学交叉领域开展研究,探索基于采样控制系统分析与设计理论的精准医学系统优化控制与决策方法,入选第十四批国家海外高层次人才引进计划青年项目,中国科协青年人才托举工程。研究结果已在Automatica,IEEE Trans. on Automatic Control,IEEE Trans. on Biomedical Engineering等国际期刊上发表论文30余篇,获批美国发明专利及PCT国际专利2项,以第一作者在Springer出版英文专著1部。担任国际期刊IET Control Theory & Applications、IET Cyber-Systems & Robotics编委,European Journal of Control客座编委,IEEE Control Systems Society Conference Editorial Board成员,IFAC World Congress编委,美国Mathematical Reviews评论员,入选2016年Automatica杰出审稿人。

  

Co-PI:纪立农 教授

  纪立农教授,1986年毕业于北京医科大学,1993-1998年期间在哈佛大学Joslin糖尿病中心学习和工作。现任北京大学人民医院内分泌科主任,北京大学糖尿病中心主任,北京大学博士生导师。主要研究方向为内分泌科临床工作和糖尿病分子遗传学,主持多项国家自然科学基金项目、国家重大科研项目及北京市科委重大课题。在New England Journal of Medicine,Nature Genetics,Lancet Diabetes & Endocrinology等国内外一流专业杂志发表论文200余篇。获国家科技进步二等奖2项(分别排名第二、第三)、中华医学奖(排名第二)、卫生部优秀中青年临床医学奖、中华医学基金会(纽约)杰出青年学者奖、国家优秀科技工作者称号。担任国际糖尿病联盟IDF西太平洋区主席、中华医学会糖尿病学分会名誉主任委员等,担任中国糖尿病杂志主编、中华糖尿病杂志副主编、Journal of Diabetes Investigation执行编委。

  

Co-PI:朱玲玲 研究员

  朱玲玲研究员,1990年本科毕业于安徽医科大学,1995年硕士毕业于北京医科大学,2001年博士毕业于日本自治医科大学。现任军事医学研究院军事认知与脑科学研究所军事认知与应激医学研究室主任、研究员、博士生导师。主要从事特殊环境脑损伤保护与干预措施的研究。先后承担了国家自然科学基金重点课题和全军总后勤部重大项目等课题十多项。获军队科技进步奖2项,优秀教学成果奖1项。发表SCI论文60余篇,获得授权专利4项;应邀参编英文专著6部。兼任中国生理学会常务理事,中国生理学会应用生理学专业委员会主任委员,中国神经科学学会理事,生理学报编委,中国应用生理学杂志副主编等。

  

团队成员:

  沈伟 副教授、赵名 副研究员、刘蔚 主治医师

  

科研成果:

  [1] 史大威,肖融,陈婧,朱玲玲,新兴可穿戴生理感知技术助力急性高原病的监测和辅助诊疗,生命科学仪器,18(3),3-22,2020.(封面文章)

  [2] 刘蔚,蔡晓凌,张瑞,张明霞,王相清,李娟,韩学尧,周翔海,陈婧,何璐西,杨肖,史大威,纪立农,应用瞬感扫描式血糖监测系统分析1型糖尿病患者血糖波动相关因素的研究,中国糖尿病杂志,28(4),265-271,2020.

  [3] Deheng Cai, Wei Liu, Eyal Dassua, Francis J. Doyle III, Xiaoling Cai, Junzheng Wang, Linong Ji, Dawei Shi. An adaptive disturbance rejection controller for artificial pancreas, IFAC World Congress, accepted, 2020.

  [4] Dawei Shi, Eyal Dassau, Francis J. Doyle III. "Adaptive zone model predictive control of artificial pancreas based on glucose- and velocity-dependent control penalties," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 66(4), pp. 1045-1054, 2019.

  [5] Dawei Shi, Eyal Dassau, Francis J. Doyle III. "Multivariate learning framework for long-term adaptation in the artificial pancreas," Bioengineering & Translational Medicine, 4(1), pp.61-74, 2019.

  [6] Xiantong Zou, Xianghai Zhou, Zhanxing Zhu, Linong Ji. Novel subgroups of patients with adult-onset diabetes in Chinese and US populations. Lancet Diabetes & Endocrinology, 7(1):9-11, 2019.

  [7] Xiaoxu Huo, Leili Gao, Lixin Guo, Wen Xu, Wenbo Wang, Xinyue Zhi, Ling Li, Yanfeng Ren, Xiuying Qi, Zhong Sun, Weidong Li, Qiuhe Ji, Xingwu Ran, Benli Su, Chuanming Hao, Juming Lu, Xiaohui Guo, Hanjing Zhuo, Danyi Zhang, Changyu Pan, Jianping Weng, Dayi Hu, Xilin Yang, Linong Ji,Risk of non-fatal cardiovascular diseases in early-onset versus late-onset type 2 diabetes in China: a cross-sectional study, Lancet Diabetes & Endocrinology,4(2), 115-124, 2016.

  [8] Yanzhao Zhou, Xin Huang, Tong Zhao, Meng Qiao, Xingnan Zhao, Ming Zhao, Lun Xu, Yongqi Zhao, Liying Wu, Kuiwu Wu, Ruoli Chen, Ming Fan, Lingling Zhu. Hypoxia augments LPS-induced inflammation and triggers high altitude cerebral edema in mice, Brain, Behavior, and Immunity, 64, 266-275, 2017.

  [9] Gaifen Li, Ming Zhao, Xiang Cheng, Tong Zhao, Zhenlong Feng, Yongqi Zhao, Ming Fan, Lingling Zhu. FG-4592 Improves Depressive-Like Behaviors through HIF-1-Mediated Neurogenesis and Synapse Plasticity in Rats, Neurotherapeutics, 17(2), 664-675, 2020.