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教育部科学技术与信息化司 | 一年来推进教育数字化总体情况
2022年在新时代教育改革发展历程中极不平凡。教育部深入学习贯彻党的二十大精神,贯彻落实习近平总书记关于教育、关于数字中国建设的重要论述,立足国家战略、回应时代需求,启动实施国家教育数字化战略行动。
教育部科学技术与信息化司 2023-02-09
基于真实世界临床数据的科学研究与中药新药发现平台 ——中医临床数据仓库平台及挖掘分析方法
在医学领域首次应用商务智能软件(Business Objects XI)作为中医临床数据仓库OLAP分析的软件基础。开发实现了基于细节数据模型、多维数据模型和海量临床诊疗数据的探索性分析、展示系统,分析展示的内容包括名老中医经验传承、重大疾病的病证及临床表现要素关系等的主题分析集。可从数据概况、方剂、药物、疾病、症状、治法和证候等方面分别对名老中医和重大疾病临床数据进行多种关系知识的探索性分析。同时,对分析结果可进行实时查询、导出和展示(下图是一位名老中医某经典处方的临床应用证候分布情况)。    本实验室与中国中医科学院合作进行中医临床数据仓库与挖掘分析平台,以及中医临床数据挖掘方法的研究,实现了对中医临床采集病历数数据的集成与整合,数据挖掘与分析的中医临床数据仓库及挖掘分析平台,该平台旨在支持从真实世界中医临床诊疗中产生海量科研分析用数据,并以真实、高质量的数据为基础进行中医临床与理论研究,为中医临床疗效评价、临床中药新药创制提供客观的医学证据和适宜的数据分析方法。该成果于2009年12月获得国家科技进步二等奖。   名老中医OLAP展示例子 1.2多维分析与复杂网络分析系统   以中医临床数据中症-证-治的复杂关系和复杂网络分析方法研究为出发点,开发实现了中医临床复杂网络分析系统。该系统包括如联机数据筛选、复杂网络建模、统计特性分析、可视化网络数据筛选等基本功能,能够支持中医临床诊疗数据中的疾病(中西医)、症状、证候、药物等实体内部元素以及实体之间元素的网络模型构建和多种复杂网络分析方法如节点中心性分析、社团分析、节点相似度分析等。从大量的临床数据中分析获得临床核心处方及其主要适应症,以及随症加减信息。该系统采用Eclipse 富客户端(Rich Client Platform, RCP)和Java语言开发(下图是该系统的主界面)。  在医学领域首次应用商务智能软件(Business Objects XI)作为中医临床数据仓库OLAP分析的软件基础。开发实现了基于细节数据模型、多维数据模型和海量临床诊疗数据的探索性分析、展示系统,分析展示的内容包括名老中医经验传承、重大疾病的病证及临床表现要素关系等的主题分析集。可从数据概况、方剂、药物、疾病、症状、治法和证候等方面分别对名老中医和重大疾病临床数据进行多种关系知识的探索性分析。同时,对分析结果可进行实时查询、导出和展示(下图是一位名老中医某经典处方的临床应用证候分布情况)。  获奖证书   1.中医临床数据仓库与挖掘分析平台 通过分析中医临床数据元素及其多维、多层次的关系特点,研究设计了中医临床参考信息模型,以及为基础构建中医临床数据仓库细节数据模型和多维数据模型,建立以数据仓库为核心的数据整合、数据抽取/转换/转载和数据整理、数据挖掘、OLAP和统计分析的智能信息处理平台。该平台以中医临床数据仓库及其运行环境工具的构建为基础,基于实际的临床诊疗数据,实现对中医诊疗数据进行多主题、多粒度、多需求、高效、快捷的展示、研究和查询检索,并支持基于Web的OLAP主题应用,为名老中医经验继承研究、中医临床评价研究和临床科研提供实际的诊疗数据证据和知识来源,以支持临床科研决策分析,满足中医临床评价研究的探索性分析需求。针对中医临床数据的特点,研究体现中医临床数据模型特点的数据挖掘新方法,为面向中医临床研究的数据挖掘和机器学习方法研究提供新的思路和研究方向。该平台的构建初期以重大慢性疾病:中风、冠心病和糖尿病诊治规律,以及名老中医经验传承研究为支持目标。   中医临床数据仓库平台   1.1中医临床数据预处理技术临床数据的预处理包括数据整合、数据整理和数据转换等技术,我们面向中医临床数据结构内容以及中医临床研究的分析需求,实现具有完善的数据抽取-转换-装载(Extraction-transforming-loading,ETL)、数据整理和数据转换导出功能的数据前处理软件。该软件针对医学数据利用中的分布式(多采集点)采集、患者隐私保护和大规模数据处理的特点,采用灵活的数据映射配置和临床术语库衔接等方式把各采集点数据导入到临床数据仓库中,并支持批量数据核查和数据规范整理(对临床数据中的术语性数据如症状体征、诊断和药物等进行概念化语义规范)功能。   在医学领域首次应用商务智能软件(Business Objects XI)作为中医临床数据仓库OLAP分析的软件基础。开发实现了基于细节数据模型、多维数据模型和海量临床诊疗数据的探索性分析、展示系统,分析展示的内容包括名老中医经验传承、重大疾病的病证及临床表现要素关系等的主题分析集。可从数据概况、方剂、药物、疾病、症状、治法和证候等方面分别对名老中医和重大疾病临床数据进行多种关系知识的探索性分析。同时,对分析结果可进行实时查询、导出和展示(下图是一位名老中医某经典处方的临床应用证候分布情况)。   名老中医OLAP展示例子    以中医临床数据中症-证-治的复杂关系和复杂网络分析方法研究为出发点,开发实现了中医临床复杂网络分析系统。该系统包括如联机数据筛选、复杂网络建模、统计特性分析、可视化网络数据筛选等基本功能,能够支持中医临床诊疗数据中的疾病(中西医)、症状、证候、药物等实体内部元素以及实体之间元素的网络模型构建和多种复杂网络分析方法如节点中心性分析、社团分析、节点相似度分析等。从大量的临床数据中分析获得临床核心处方及其主要适应症,以及随症加减信息。该系统采用Eclipse 富客户端(Rich Client Platform, RCP)和Java语言开发(下图是该系统的主界面)。     中医临床复杂网络分析系统  1.3 真实世界中医临床有效处方发现系统 中药新药创制与研发是极具挑战和机遇的领域,当前化学制药和单成份药物研发已经出现明显的瓶颈,传统植物/天然药以及多成份复方药物的研发成为国内外关注的焦点。而从多成份调控和多靶点机理的研究为主要视角的网络药理学更成为新的趋势和方法。针对中医临床诊疗过程中具有证-治-效信息,且个体性的真实世界诊疗实践特点,我们研究基于大规模临床诊疗数据进行有效处方分析和发现的问题,通过对以中药复方为重点的治疗手段药物组成原理的分析,基于复杂网络模型和方法研制形成了有效核心处方及适应症分析方法、有效临床中药筛选与发现系统,对基于真实世界临床诊疗数据分析获得有效处方知识的方法、技术平台和示范应用进行了探索和初步实践,初步表明从真实世界临床诊疗数据中发现和挖掘有效方药是一种可行的途径,有望为中医新药创制提供可以验证的新处方、新药物等临床有效目标药物。     1.  中医临床数据挖掘分析方法 海量观察型临床数据是中医辨证论治数据的主体内容,具有复杂、多维和多关系的特点。从大规模中医临床观察数据中分析提炼形成有意义的临床假设或诊疗知识如有效处方、人群划分、药症关系以及多阶段优化治疗方案等,是实现从复杂、系统的中医辨证论治过程中发现并确认有效优化的临床诊疗处方及其药物组成的基本方法。中医临床数据包括门诊数据和住院数据两大主要部分,其数据内容由临床表现、诊断和治疗(临床疗法)三部分核心内容(如下图),其中辨证知识、证候分布、药症关系、方证关系和药物组成等是数据挖掘和分析的主要目标,而所有这些知识的有效性的评价依据是临床疗效,即确认和发现临床有效的中医诊疗知识是中医临床数据挖掘分析方法的主要有价值研究目标。    中医临床数据挖掘问题:在疗效信息的约束下,验证和发现有价值的临床诊断/治疗关系知识。  2.1基于复杂网络的中药配伍分析方法 人们通过对中医临床处方数据的初期分析,并与临床专家的交流中发现,名老中医的临床复方的组织特性体现在两个层次。第一层次为临床医生一般以经典复方(包括经方、时方和验方等)为基础进行临床处方;第二层次为在药对或药症关系基础上的药物随症加减处理。这两个层次的临床处方配伍过程形成了具有核心处方结构,而又具有较大灵活性的处方集合。因此,通过对名老中医处方集的共性网络结构分析,能够发现体现其处方思维和学术特点的核心处方配伍结构,从而辅助进行名老中医经验的传承和整理研究。通过应用基于无尺度网络现象的网络分析方法进行研究。无尺度网络作为复杂系统研究的一种实证现象和方法,对基于网络研究复杂现象和复杂系统的方法具有很大的推动作用。具有宏观无尺度现象的网络在拓扑上存在幂律现象,即节点的度分布服从幂函数分布。这在医生处方中的具体体现就是某医生对药物的使用具有比较集中的趋势,某些名老中医偏好使用某些药物,使得这些药物的已有或潜在功效得到更大的发挥或挖掘。 我们基于网络中权值的幂律分布规律,实现了多层核心子网分析方法,能够从复杂的中药配伍网络中抽取多层核心子网。该算法已经在名老中医处方配伍经验的分析中得到广泛应用。其得到的结果具有直接而明确的临床含义,且可靠性较强。第一层核心子药物子网一般解释为共性的核心处方;第二层解释为主要药物配伍;第三层解释为次要药物配伍。这些药物配伍分别对应样本的核心病机如主要疾病和主要证候等、兼证和加减症状等。以下是两类特定中药处方:1287个肝脾不调证(GPBT)处方和752个2型糖尿病合并代谢综合征处方的分析结果。   特定中药处方的核心药物配伍网络和主要加减网络,其中的网络中的节点是药物,边的权重表示两相关药物配伍使用的次数。 2.2基于隐主题模型的疾病人群临床特征类别分析方法 症状-中药-诊断主题模型(Symptom-Herb-Diagnosis Topic model,SHDT), 用来提取中医临床数据中的症状、中药和诊断间的隐主题结构。SHDT模型是LDA主题模型在多关系应用中的扩展。该模型的核心思想是假设一类样本里面包含有多个主题,例如,一类糖尿病人群有不同的并发症,且这些主题所包含的信息特征(以症状来表达)具有相对完整性和独立性。SHDT把每个主题看作是症状上的多项式分布,并通过症状来表达主题的内容;同时,把每种中药看作是主题上的多项式分布,因为一类中药可以治愈多种症状/疾病;又因为一种诊断包含多种症状/疾病,于是把诊断看作是对主题的描述,构建一种“症状-中药-诊断”主题模型。SHDT模型这种分析原理和思路与中医辨证论治过程基本吻合,它可以客观地按照症状找到自然分类人群,给出诊断描述特征和中药治疗特征。SHDT模型分别在2型糖尿病、冠心病和肝炎等慢性疾病中进行人群特征分析。实验结果说明了该模型具有较好的适宜性和科学性,分析结果能够较为完整的反映特定疾病中相关的主要人群特征类别。   症状-中药-诊断主题模型,图中三个黑色圆圈,代表显变量(观察变量),其中s 表示一个采样症状,表示患者p的所有药,表示患者p的所有诊断。白色圆圈代表隐变量,其中z 采样症状s对应的主题,x表示s对应的药,u表示s对应的诊断。矩形框表示重复采样。外部矩形框表示在集合中有P个患者。内部矩形框表示对患者p的个症状、主题、药物以及诊断重复采样。 2.3基于内隐对照和部分可观察马尔可夫决策过程模型的动态序贯处方治疗方案优化方法 中医辨证论治是症-治-效紧密相关的个体、动态的复杂干预过程,动态序贯干预是中医临床治疗慢性疾病的基本方法。以患者为轴心的治疗原则和医生的个体性特点,使得中医动态序贯干预过程中包含多样化的治疗方案。在临床诊疗经验知识的形成阶段,医生往往通过对治疗前后患者健康状态的判断,试图获得较好的治疗方案的认识,进而逐步形成固化的有效经验性治疗方案。因此,在无外部对照的情况下,如何从大规模的复杂多维临床关系数据中发现并确认在临床实际中较优的动态序贯诊疗方案是有效临床方案形成的重要课题。 考虑到实际可行性和研究代价的问题,在未有明确的有效干预方案形成的临床研究初期,无外部对照的传统中医经验整理和归纳普遍存在,且长期的中医学实践表明是有效的。但由于临床诊疗信息关系的复杂性,基于传统经验整理方式形成有效治疗方案是一个较为漫长的过程。 因此,如何借助源自真实世界(无外部对照)的大规模临床观察数据,进行挖掘分析,以辅助发现和确认较优的临床治疗方案成为辨证论治临床评价研究的关键问题之一。我们采用部分可观察马尔可夫决策过程模型(POMDP)对此问题进行研究,实现了基于POMDP的中医临床处方优化分析方法,以探寻从来自临床实际的大规模观察性临床数据中发现较优或最优的动态序贯治疗方案,为中医辨证论治有效动态干预方案的形成和临床验证提供参考知识。   中医临床诊疗过程对应的POMDP模型 1.  成果的推广应用 本成果已经在国家科技重大专项:重大传染病防治、重大新药创制等两个项目;国家科技支撑计划项目-名老中医经验传承研究;北京市科技攻关项目和国家中医临床研究基地等项目中进行推广应用。分别对艾滋病、肝炎和肺结核等传染病的中医药防治规律,从中医临床中分析确认有效处方与药物,名老中医的辨证论治个体诊疗经验,中风、冠心病和糖尿病等重大慢性疾病的临床诊治规律,以及全国10余家重点中医院诊疗优势病种(如上海龙华医院的中医胃癌治疗、骨关节病治疗;河南中医学院一附院的中医艾滋病治疗、中医慢性阻塞性肺炎治疗等)的临床诊疗优化方案等进行应用研究。逐步探索和完善中医临床科研一体化技术体系,支持基于临床诊疗实践及其真实世界诊疗数据,进行中医临床研究和中药新药创制研究的医学模式。   北京地区22家单位应用分布图
北京交通大学 2021-04-13
第七届高等工程教育大会人工智能赋能高等工程教育分论坛在重庆成功举办
11月16日,由浙江大学主办,中国高等教育学会指导的第62届中国高等教育博览会“人工智能赋能高等工程教育”学术活动在重庆举办。
新工科在线 2024-11-20
再生混合混凝土结构关键技术及工程应用
本成果提出了废旧混凝土大尺度块体循环利用的思想;建立了再生混合混凝土以及高强化再生混合混凝土的非线性强度预测公式及考虑内、外双尺寸效应的再生混合混凝土强度预测公式;提出了再生混合混凝土基本徐变的预测方法;沉淀形成了再生混合混凝土从理论到实践验证的完整体系,编制了相关标准,为废旧混凝土的高效循环利用开辟了一条新路。若我国废旧混凝土的1/4采用再生块体混凝土技术进行循环利用,每年可减少水泥和天然砂石用量分别约750万吨和3750万吨,降低CO2排放约620万吨,节省商品混凝土费用约65亿元,社会经济效益显著。本成果已在广东、福建、贵州等地的多项实际工程中成功应用。获得了全国发明展览会金奖及2016年度高等学校科学研究科技进步一等奖。
华南理工大学 2021-04-10
PET的成核剂设计及其工程化应用
PET是典型的半结晶型高分子,兼具优异的热稳定性和良好的机械性能,并且因其可降解成单体易于化学回收可作为绿色环保高分子材料,被广泛应用于纤维、薄膜、包装瓶等领域。同时PET是最便宜的工程塑料,具有巨大的市场潜力。研究表明,离聚物与PET的相容性较好,能够有效分散于PET基体中;尤其是嵌段离聚物形成的微相区域不仅为高分子链结晶提供了界面而且还可以增大晶核尺寸,使晶核快速增大到临界尺寸并突破能量位垒,从而促进晶体的生长。
复旦大学 2021-04-10
广西安全工程职业技术学院
广西安全工程职业技术学院是2017年3月由广西壮族自治区人民政府批准设立的公办全日制普通高等院校,由自治区人民政府与国家安全生产监督管理总局共建,由自治区安全生产监督管理局举办、建设和管理,广西壮族自治区教育厅业务指导,是全国第三所安全类高职学院。 学院地处南宁教育园区,交通便利,区位优势明显。学院占地面积938亩,规划总建筑面积28.7万平方米,投资9.68亿元。学院拥有一支教学经验丰富的教师队伍,其中副高及以上职称47人,聘请了在专业领域享有较高声望的区内外大学19名专家、教授担任学院客座教授和学科带头人。学院开设有安全技术与管理、建筑工程技术(工程质量与安全方向)、信息安全与管理、工程测量技术、机电一体化技术、会计等6个专业,建设有安全工程实训室、建材实训室、土工实训室等39个实训场所,并将不断加大实习基地和实训场所的建设,为学生实践活动创造良好的条件。 学院服务定位“立足广西,面向全国,辐射东盟”。秉承“以服务安全生产、培养应用人才”的办学宗旨,明确了“把学院建设成为国内同类高等职业院校先进的,具有区位优势和特色的高等职业院校”的办学目标;坚持立德树人,以培养适应企业安全生产需要的高素质技术技能人才为根本任务。学院坚持走省部共建、校企合作、工学结合之路,突出安全技术与管理人才的培养培训,具有鲜明的办学特色。自治区人民政府与国家安全生产监督管理总局签订了省部共建协议,在学院共建中国-东盟安全生产培训基地;到目前为止,学院已经与广西建工集团、信发集团、广西投资集团有限公司、中国建筑第八工程局、广西交通投资集团有限公司、广西新发展交通集团有限公司、广西西江开发投资集团有限公司、桂林福达集团有限公司、百色百矿集团有限公司和江苏汇博机器人技术股份有限公司等区内外大中型企业签订战略合作协议,搭建产教融合平台,开展订单、定向等方式培养人才,学生毕业有稳定的就业渠道。 为适应广西经济建设的需要,学院制定了中长期发展规划,到2020年,将学院建成安全类专业齐全、环境优美的现代化高职院校,建设打造成建筑工程技术、机电一体化、工程测量等专业特色鲜明、位列全国前茅的安全工程职业技术学院。
广西安全工程职业技术学院 2021-02-01
路博公路工程测量管理系统(PC版)
可以量产/n内容简介:路博结合公路工程IT测量(PDA版)开发了适合于PC机的内业版公路工程测量软件,利用外业测量数据进行平差计算、绘图、测量报表、土方计算。以下是该软件的实践应用反馈:沪蓉西第29合同段铁19局恩施市路桥公司使用PDA路博软件心得:2004年10月,我公司购买了湖北工业大学开发的PDA路博软件,主要用于沪蓉西高速公路施工测量计算和控制放线等。经过培训人员的辅导和自身一个多月的实践应用,公司人员已掌握了该软件各项功能操作,很好地投入到了施工应用中,收效良好。具体说来有以下几点体会:1
湖北工业大学 2021-01-12
公路工程试验管理系统V4.0简介
研发阶段/n内容简介:解决了公路工程建设试验工作量大、数据处理量大、种类多、计算判断复杂的的难点;减轻了试验人员数据处理、绘制图表、形成报告、归类等繁杂的工作强度;提高了试验检测的工作效率;提高了试验数据处理的规范性和试验检测、监督的管理水平。既能保证和反映工程的质量、使企业走上标准化、规范化的道路,又能缩短竣工资料整理时间、降低成本、节省劳动力,更能提高技术含量、提升企业形象。(一)试验模板涵盖了公路建设的各类试验1.能进行土工、岩石、金属、水质、水泥混凝土、无机结合料稳定材料、集料、土工合成材料
湖北工业大学 2021-01-12
公路工程文档管理系统V2.0简介
研发阶段/n内容简介:高速公路建设周期长,来往函件多,且部分函件非常重要,在工程建设中要经常查询使用。变更性函件要及时对变更内容进行处理,并在后续施工中按变更要求执行和验收。工程竣工后,还要将这些资料分类整理。本软件能将这些函件按具体的工程分类要求整理,且工程分类能动态定制,并能制作快速检索标签,能设计各种函件的标准格式,比如施工、监理日报,各种来往函件等。提供一些实用图表、统计工具。同时新版提供了将扫描施工图矢量转换为CAD格式,在转换过程中能加以专业智能判断,大大提高了识别率,转换后用户能在Au
湖北工业大学 2021-01-12
隧道及地下工程风险管理软件
为了科学地管理和控制隧道及地下工程建设风险,运用建立的工程风险分析理论与 方法,开发了一套隧道及地下工程风险管理软件。该软件可根据拟建工程信息和资料, 结合风险备选数据库中存储了大量的隧道及地下工程风险资料,自动生成工程风险调研 表格,对拟建工程进行风险辨识、估计和评价,实现科学的风险决策与管理。同时,软 件可根据工程施工进度进行实时分析和评估,并利用施工监测数据对在建工程各项风险 进行动态跟踪管理,对施工中风险进行全面控制,保证工程的顺利进行。软件的基本功 能包括:工程风险数据存储、辅助风险识别、风险估计计算与风险评价、风险决策和风 险跟踪管理等。
同济大学 2021-04-13
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