【博引航标】优博微展2024 — 生医学院刘晓莉《基于数据和知识驱动的疾病风险预测模型研究》

对疾病的早期识别与治疗、预防与控制是最为经济有效的健康策略。尽管疾病预测模型在医学研究中取得了显著的进步，但其在透明度、可重复性、普适性和偏倚等方面面临的挑战，仍限制了模型在真实世界中的应用。本文围绕疾病预测模型在普适性、偏倚程度、可解释性以及对领域知识利用面临的难点挑战，以老年重症患者为研究对象，采用大样本多中心数据集进行机器学习模型的训练、验证和评估，获得了普适、鲁棒、可解释的老年死亡风险早期预测模型。该模型及构建方法具有重要的理论意义和潜在应用价值。Lancet Digital Health评论文章也对该项老年预后研究予以高度认可，称该研究值得作为机器学习在临床应用中的范例，促进在医疗领域中开发稳健且可推广的人工智能模型。

1、提出了疾病风险预测模型研发的通用标准及框架，强调核心人员参与和标准遵守，确保模型定义、开发、评估、部署和迭代环节的普适性、鲁棒性、安全性、可信性和适用性。此举为相关领域提供了构建的规范范本，有助于提升研究的质量和可复现性；

2、探索了构建普适、鲁棒、可解释的老年患者死亡风险评估模型的新途径，利用多中心大样本数据集进行模型训练，获得了经充分验证与偏倚评估的可靠模型，为老年患者预后评估和个体化推理解释提供有效工具；

3、开发了一种新的临床知识表征方法，实现数据和知识融合驱动的老年预后模型构建。通过临床预训练语言模型表征患者院前整体状况，将其融入数据驱动的模型构建中可显著提升评估性能，为医学研究和临床实践提供新的视角和思路。

（1） Liu X, Hu P, Yeung W, et al. Illness severity assessment of older adults in critical illness using machine learning (ELDER-ICU): an international multicentre study with subgroup bias evaluation. Lancet Digit Health. 2023;5(10):e657-e667

（2） Liu X, DuMontier C, Hu P, et al. Clinically Interpretable Machine Learning Models for Early Prediction of Mortality in Older Patients with Multiple Organ Dysfunction Syndrome: An International Multicenter Retrospective Study. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2023;78(4):718-726.

（3） Liu X, Liu T, Zhang Z, et al. TOP-Net Prediction Model Using Bidirectional Long Short-term Memory and Medical-Grade Wearable Multisensor System for Tachycardia Onset: Algorithm Development Study. JMIR Med Inform. 2021;9(4):e18803.

（4）李德玉, 刘晓莉, 张政波.便捷化分层老年MODS早期死亡风险评估模型、装置及建立方法[P].北京市:CN202111312683.0,2022-09-09.

（5）李德玉, 刘晓莉, 张政波,等.心动过速事件早期风险评估的模型的建立方法及其装置[P].北京市:CN202011243298.0,2022-09-23.

当我从物理学领域转向生物医学工程领域时，我的科研之路起初充满了挑战和不确定性，在适应新领域的理论和实践中遇到了诸多困难，过程确实曲折，有时甚至感到迷茫和挫败。但随着时间的推移，我开始逐步适应并掌握了生物医学工程的研究方法和思维模式。在这个过程中，我持续探索和实践，逐渐在自己的研究领域找到了“柳暗花明又一村”的突破和希望。基于这段经历，我想分享三点深切的感悟给大家：

（1）全情投入：把读博当做自己的事业并付出100%的努力。这不仅仅是为了获得学位，更是为了深入探索一个领域，做出有意义的贡献。全情投入意味着在面对每一个挑战时，无论是实验设计、数据分析还是论文撰写，都要全力以赴，力求做到最好；

（2）持续积累与迭代：在科研过程中，不断地积累知识和经验至关重要。同时，快速迭代研究思路和方法，完成一个整体的研究过程。这可以帮助个人及时发现问题并进行调整，从而更高效地推进研究工作；

（3）团队合作与交流：主动组织一个小团队，与团队成员定期交流和分享最新的学术进展，以及在研究过程中遇到的困难和解决方案。这种团队合作和知识共享的文化不仅可以帮助个人获得新的视角和思路，还可以增强团队的凝聚力，共同克服科研过程中的难题。

回首我读博的旅程，它宛如一条蜿蜒曲折的山路，充满了坎坷却无比迷人，充满了挑战却令人兴奋。在这条充满未知的道路上，我深刻体会到了两个关键词：“韧性”和“开放”。韧性体现在心灵上，实验结果不如预期、进展缓慢、文章拒稿等，是常态，保持平常心和积极的心态是至关重要的。韧性体现在身体上，适当的锻炼和均衡的饮食更容易让我们保持良好的体能状态，支撑我们走得更快、更远。开放体现在思维上，不拘泥于既定的思维模式，勇于接受新的观点和理论，更容易激发我们的灵感和创造力。开放体现在合作上，积极寻找并乐于与不同背景的学者合作交流，有助于拓宽我们的视野和边界。我衷心祝愿每一位正在读博或即将开始博士生涯的学弟学妹们，能够在这场马拉松中，凭借你们的耐心、毅力、热情和智慧，不断前进，达到自己的目标。愿你们每个人都能成为自己梦想中的那个人，攀登到自己人生阶段性的顶峰，实现自己的学术梦想和人生价值！