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通知公告

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2021年度國家自然科學基金數學天元基金-琶洲實驗室“數學與醫療健康交叉重點專項”申請指南
發布時間:2021-08-06

各有關單位、各位老師:

為了推進數學理論、方法與技術在人工智能輔助診療中的應用研究,推動數學在醫學領域中的創新發展和應用落地,國家自然科學基金數學天元基金和人工智能與數字經濟廣東省實驗室(廣州)(簡稱“琶洲實驗室”)聯合設立“數學與醫療健康交叉重點專項” (簡稱“交叉重點專項”)。請各有關單位仔細研讀指南和形式審查等條件要求,積極申報?,F將有關事宜通知如下:

一、科學目標

本交叉重點專項圍繞疾病輔助診斷與輔助導航、腫瘤消融、腦病診療三個典型方向,開展數學理論、方法與技術的創新攻關研究。

二、資助研究內容

本交叉重點專項擬資助以下研究內容:

一:支持病理診斷自動化的數學理論、方法與系統

病理診斷是疾病確診的金標準。以腫瘤疾病為典型,研究數字病理圖像處理與判讀的數學理論與方法,研發實現病理檢測自動化的人工智能系統,支撐遠程病理診斷;基于數字病理圖像,利用機器學習方法,研究腫瘤微環境驅動腫瘤的發生、發展與轉移的機制,構建腫瘤演化數學模型,探索腫瘤不同組織和細胞空間分布規律,實現腫瘤微環境量化,開展臨床實踐應用,推動精準醫學的發展。

二:醫生診療快速輔助支持系統

為醫生診療提供快速的相關病例參考信息,對于提高醫療質量、減輕醫生負擔有重要意義?;诖笠幠at學圖像、組學數據、文本病歷等醫療大數據,研究快速查詢、摘要形成、診療方案推薦等數學方法與技術,構建基于深度神經網絡的醫學圖像重要區域分割和配準的實時快速算法,設計可解釋導致疾病產生的關鍵區域的多模態融合的數學模型,開發醫生實時個性化輔助診斷支持系統,并開展臨床示范應用。

三:機器人輔助導航穿刺活檢的數學技術

針對活檢定位、手術導航準確性難題,研究影像、光學等多模態引導的輔助導航與穿刺活檢的數學方法;研究輔助導航與穿刺活檢系統中的關鍵技術,包括多模態圖像配準、穿刺軌跡建模等;研發基于新方法的輔助導航與穿刺活檢機器人,并開展臨床示范應用。

四:皮膚病智能輔助診斷的數學方法與系統

面向頑固性皮膚病診療,以皮膚表面光學圖像、皮膚CT、超聲等皮膚影像數據為基礎,建立基于多模態影像數據的皮膚病智能分析數學模型;結合組織病理學檢查、血液檢查、尿常規檢查等臨床指標,以及媒體大數據挖掘的相關信息,研發基于多模態異構數據融合處理的皮膚病智能診斷算法;研發皮膚病自動診斷的智能輔助決策系統,并用于臨床實踐。

五:惡性腫瘤預后預測中的數學方法與量化決策系統

腫瘤的預后預測有助于醫生做出臨床決策。針對肺癌、腎透明細胞癌等惡性腫瘤,研究基于醫學影像、組織病理圖像和基因序列等多模態數據的預后預測數學方法;突破小樣本、模態缺失、多任務學習等關鍵技術,揭示多模態數據之間潛在的關聯,探究多模態數據與惡性腫瘤預后的內部關系和規律;融合多模態異構數據,設計具有高精度、高魯棒性的智能量化預后預測與臨床輔助決策系統。

六:基于多模態影像融合的腫瘤精準消融方法與系統

針對腫瘤消融的精準化需求,研究術前術中多模態影像中腫瘤及周邊結構的快速精準分割方法,研究消融前后臟器及腫瘤形態變化的數學模型,研發腫瘤消融精準定位、術中規劃和溫控系統,并開展臨床應用。

七:基于腦細胞外間隙途徑藥物分布與轉運數學建模的腦卒中治療

針對腦卒中后經血液途徑進行藥物神經保護治療效率低下的醫療困境,建立經腦細胞外間隙新途徑治療腦卒中與腦保護的新理論與新方法;建立基于影像學的腦細胞外間隙物質轉運途徑可視化方法;構建基于機理和數據的神經保護藥物在腦細胞外間隙內分布與轉運的數學模型,運用反問題理論和算法進行參數辨識,提出優化腦細胞外間隙內物質轉運定量分析方法,開發腦細胞外間隙內藥代動力學指標測量技術,開展臨床示范應用。

八:基于腦機接口技術的嬰幼兒腦疾病診療數學方法與系統

面向嬰幼兒腦疾病典型異常特征的超早期識別、病程演化、康復訓練及評估等,研究運動行為、腦肌電、影像等多源數據間的數學關系,揭示嬰幼兒腦發育異常的神經機制,研發嬰幼兒腦疾病的腦機交互和虛擬現實診療技術,建立嬰幼兒腦發育障礙的智能監測模型和輔助診療系統,并開展臨床驗證應用。

九:心梗后心腦血管事件的早期預警及診療的數學建模與方法

針對心梗后心腦血管不良事件的預測預警及優化治療關鍵問題,建立醫學數據采集標準并構建相應的臨床疾病隊列和多模態大數據;構建預測預警的數學模型,給出相關指標體系與參數臨界估計;利用人工智能技術,設計有效的智能算法并識別出關鍵的促發危險因素、特異性關鍵通路和分子調控機制等,提出優化的治療方案并開發相應軟件與決策系統,實現推廣應用。

十:神經退行性疾病的多模態數據智能學習方法與早期識別

面向典型神經退行性疾?。ㄈ绨柎暮D?、帕金森病等)的早期識別,研究基于多模態的神經數據融合技術與智能學習方法;基于疾病的神經活動改變與模式動物神經元活動在體記錄,建立揭示疾病內在機理與演化的多維度神經機制數學模型;建立模型與數據混合驅動的早期識別與調控智能分析算法;構建可靈活拓展的患者信息全景可視化工具,建立基于大數據的認知訓練云平臺,并開展臨床示范應用。

三、資助方式

以重點項目群方式資助,項目資助周期不超過四年。項目執行期前兩年由數學天元基金資助(側重于理論與方法,每項200萬元),后兩年由琶洲實驗室資助(側重于技術與應用落地,每項不低于200萬元);項目資助采取淘汰機制,執行兩年后進行中期評估,評估優秀的項目可獲連續資助。項目研究團隊須由包含數學與醫學或信息等不同領域的學者組成,采取雙負責人制(其中,排名第一的負責人為項目總體負責人)。2021年擬資助不超過10項。申請書中的研究期限應填寫為:202211日至20231231日。

四、申報截止日期

202182616時前在系統提交

五、申報材料

申請人按照項目指南要求填報申請書及附件材料,申請材料中包含所需的附件材料。待學院審核通過后,申請人于82716時前將科研審核系統的預算審核單、形式審查表和申請材料各一份交至科技服務大廳,同時將電子版發至郵箱:zhaorui@hfut.edu.cn(郵件主題:“數學與醫療健康交叉重點專項”項目申報+姓名)。

六、其他事項

1、具體要求詳見基金委通知:http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/info81557.htm

2、后續工作安排如有調整將另行通知,請及時關注國家自然科學基金委和學校網站。

科研院科研基地建設辦公室(自然科學項目)聯系電話:62901951(吳老師)、62901115(趙老師)

科研院科研基地建設辦公室

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