基于风格迁移的柔性输尿管内窥镜图像深度估计

输尿管内窥镜手术是目前针对肾结石的主流治疗方案,其外形细长、镜体柔软,能够灵活穿越人体自然腔道的内径狭窄的尿道和输尿管,检查视野范围更广,使医生能够更好地观察到病变区域.但一般的输尿管内窥镜仅配备单目摄像头进行配合手术操作,无法借助额外设备获取数据导致了其图像信息的匮乏;同时,相比于胃肠、鼻镜等手术场景,本研究的肾内场景在不具备公开数据集的同时,图像质量参差不齐,表面纹理细节不足,孔洞区域褶皱少,受模糊反光等干扰大,都易使深度估计受到影响针对以上问题,提出了一种基于改进风格迁移模型的深度估计方法.该方法首先根据术前CT图像重建肾脏内部腔道模型并提取中心路径,将虚拟内窥镜的摄像头设置在插值后的路径点上,构建了虚拟内窥镜漫游图像与深度估计图像一一对应的数据集,并基于此数据集训练了一个深度估计模型;随后,使用添加高效通道注意力(ECA)模块的改进风格迁移模型,将真实内窥镜图像域迁移至虚拟内窥镜图像域;最后,再将经由风格迁移产生的虚拟内窥镜图像送入上述训练得来的深度估计模型中,最终实现真实内窥镜图像的深度估计.所提方法的可行性及有效性在输尿管钬激光碎石术的图像中得到验证.

儿童功能性腹痛病的病因与管理

儿童功能性腹痛病(functional abdominal pain disorders,FAPD)包括肠易激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)、功能性消化不良(functional dyspepsia,FD)、腹型偏头痛和罗马Ⅳ诊断标准定义的未另行指定的FAPD。FAPD是一种常见疾病,其病因包括肠道因素(炎症、动力和微生物)、心理因素、外在因素。诊断主要基于临床症状和排除其他器质性病因。儿童可用的药物干预是有限的,因此通过对病因及病理生理学深入的了解,侧重于综合方法进行管理,包括认知行为疗法、饮食、益生菌等,可对临床症状和生活质量有积极影响。

Bootstrap抽样下基于贝叶斯估计的地震人员死亡评估研究

选取1950-2022年中国内地地区历史震例数据信息,以极震区烈度、发震时间及人口密度为主要影响因素,建立三级场景,运用Bootstrap抽样方法对各场景下的历史震例进行扩充,进而采用贝叶斯估计给出不同场景下地震人员死亡变化分布函数,再根据实际情况对此分布函数进行截断分析,以明确地震人员死亡的不确定性变化范围及死亡率区间概率值,最后随机选取历史地震灾害事件验证模型精度。结果表明:①各场景的死亡率均值及95%死亡率区间基本符合在极震区烈度相等并且人口密度条件下夜间死亡率大于白天死亡率的规律;②模型估计死亡人数区间能够较好覆盖实际上报的死亡人数。

多铰接车辆路径跟踪控制及仿真分析

针对多铰接车辆的车身结构限制了车辆的灵活性,导致后车在行驶过程中容易出现路径偏移的问题,提出一种以理想铰接角为控制目标的前馈加反馈路径跟踪控制方法,通过最小化理想与实际铰接角的偏差来实现后车对期望路径的准确跟踪。根据车辆和期望路径的几何位置关系,从适用范围和误差累积两个角度改进了传统的理想铰接角计算方法;基于车辆理想铰接角,考虑了控制方法的适用范围,设计了不依赖具体模型的前馈加径向基(RBF)神经网络PID反馈控制器;搭建了TruckSim和MATLAB/Simulink多铰接车辆联合仿真平台,比较分析了不同工况下车辆的路径跟踪性能。仿真结果表明:所提方法对不同工况具有良好的适用性和较高的跟踪精度,有效地降低了后车的误差累积。

面向曲率及边界距离约束的弯曲管道内路径规划

弯曲管道结构是工业探测或医用诊察中常见的一种场景,传统机器人的路径规划大多基于管道中心线的提取,而忽略了在狭窄空间中作业的真实参数约束,易使得作业工具末端受到弯折或挤压,影响作业效率,增加作业风险.针对以上问题,提出了一种面向真实曲率和边界距离参数约束的路径规划方法,在可视化的三维模型中生成管道的中心稠密点集,针对该点集提出两步走的空间特征点识别策略.在选定作业路径的初始点、终止点后,依据邻近点间的曲率均值、极值及差分关系识别曲率极值点、分段点,通过对粗扫描特征点的遍历进一步识别出拐点和宽域节点以及过密点.将识别出的特征点作为型值点,反算得到NURBS曲线及对应插值点的曲率值,通过模型切片搜索得到曲线插值点的边界距离不合格点集.将极值点添加至特征点集中,再通过搜索得到的曲率不合格点集,将极值点进行拟合圆调整至后更新特征点集、在完成自适应轮次的特征点迭代后,检测并标记为空或连续不变的全区间参数不合格点区间集.实验结果证明:弯曲圆柱仿真模型和CT重建肾腔模型的规划路径经由迭代分别满足曲率10 mm^(-1)、8 mm^(-1)的约束.同时最短距离的全区间检测及标记结果也表明本文方法可以在满足曲率要求的前提下尽可能不碰撞管道内壁,验证了本文方法的有效性和可行性.

儿童轮状病毒性肠炎季节性分布特征及预防策略探讨

目的 探究儿童轮状病毒性肠炎(RVE)季节性分布特征及预防策略。方法 选择2020年1月至2022年12月本院收治的腹泻患儿(246例)为研究对象,纳入训练集;根据RV抗原检测结果,分为RVE组(132例)和非RVE组(114例)。按照相同标准,另选腹泻患儿(82例)纳入验证集。收集患儿的临床资料,分析RVE发病季节及月份分布情况,以及两组患儿的临床资料和生化指标。采用多因素Logistic回归分析危险因素,构建列线图预测模型并评价。结果 本地区RVE多见于冬春季,其中12月至次年3月为RVE高发期,其发病情况占全年的59.09%。有吮指习惯、无餐前洗手习惯、非母乳喂养、有RVE患儿接触史、平均每天户外活动时间≤1h、无RV疫苗接种史、处于冬春季以及25(OH)D<35.5μg/L,均是RVE发生的独立危险因素(χ^(2)/t值分别为5.922、24.583、5.125、11.750、4.322、12.670、11.705、14.374,均P<0.05)。受试者工作特征(ROC)曲线评估列线图预测儿童RVE发病情况的曲线下面积(AUC)显示,训练集为0.924(95%CI:0.890~0.951)、验证集为0.912(95%CI:0.865~0.998);决策曲线分析法(DCA)曲线显示阈值概率在1%~91%时,净获益率>0。结论 本地区儿童RVE全年均可发病,多见于冬春季。有吮指习惯、无餐前洗手习惯、非母乳喂养、有RVE患儿接触史、平均每天户外活动时间≤1h、无RV疫苗接种史、处于冬春季以及25(OH)D<35.5μg/L均是RVE发生的独立危险因素。基于上述危险因素构建的列线图模型对儿童RVE发病情况具有较高的预测价值。临床应继续加强防控工作,重点保护易感者。

中西医结合临床决策支持系统的关键技术研究

临床决策支持系统日益成为医务人员的重要工具,但目前多数落地应用集中在合理用药方面,因为在诊断辅助、治疗安全和疗效分析3个重要环节依然存在诸多技术难点,缺乏系统性和工程化解决方案。本文基于中医智能系统性的发展和临床中西医结合的现实需求,探讨中西医结合临床决策支持系统(CDSS)实现闭环的关键技术,即中西医多源异构数据分析与交叉验证;中医知识图谱和算法模型的智能辅助辨证论治;疑难杂症治疗的智能推荐和用药模型构建;疗效分析的语义理解、隐私安全与数据保护机制等。通过部分工程实例,提出中西医结合CDSS关键技术解决方案,为卫生信息管理和研究人员、企业级产品开发和临床实践应用提供参考。

3D打印CFRP-Ⅰ型层间断裂韧性的断层替换测试法及参数化分析

为实现3D打印碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)Ⅰ型层间断裂韧性的测试分析,并量化评价打印参数对该型断裂韧性的影响规律,推进3D打印CFRP技术在桥梁工程中的应用,分别从试验及仿真角度开展了相关探索。首先,提出了一种新型的3D打印CFRP层间预制裂纹制备方法-断层替换法,利用该方法开展了系统性的试验研究,分析了两类关键打印参数对Ⅰ型层间断裂韧性的影响规律。其次,基于内聚区理论及surface-based cohesive关系,构建了各类打印工况下的预制裂纹试件双悬臂梁(double cantilever beam,DCB)试验的仿真模型,并完成了仿真计算与试验测试的对比分析。结果表明:3D打印CFRP的Ⅰ型层间断裂韧性随着打印温度及速度的提高而增大,且打印温度对断裂韧性的影响更显著,当温度由245℃升至285℃时,断裂韧性提高了294.6%;当速度由20 mm/s增至60 mm/s时,断裂韧性提高了27.6%;当打印温度与速度提高时,试件在打印过程中热量散失更小,Ⅰ型层间力学性能得到提高;但当打印速度过大时,印材在打印过程中无法完全沉积并实现较好的黏结,反而对Ⅰ型层间力学性能造成负面影响。同时,仿真结果与试验数据的相对误差均控制在15%以内,表明提出的断层替换法在I型层间断裂韧性试验数据获取方面是合理且稳定的。因此,该方法可为后续量化评价3D打印CFRP桥梁工程构件的层间力学性能提供试验技术支撑。

振动标线设置对连续梁桥的挠度冲击系数影响研究

为了研究振动标线设置对长大坡桥梁结构挠度冲击系数的影响,以30 m连续箱梁桥和五轴车辆为研究对象,基于实际振动标线结构形式进行不平顺度模拟,建立车桥耦合振动方程。借助ANSYS及APDL语言,采用直接积分法进行求解,得到了不同跨中位置挠度时程曲线和冲击系数,研究了振动标线数量、组间距和位置对连续梁桥不同跨中截面挠度冲击系数的影响。结果表明,设置振动标线后连续梁桥挠度冲击系数均大于规范值,且最大值为规范值的2.40倍;振动标线组数增加对下坡方向第一跨跨中位置挠度冲击系数影响不大,但对第二跨跨中挠度冲击系数有较大影响;随着振动标线组组间距增大,不同跨中截面挠度冲击系数变化规律不同;振动标线设置位置对不同跨中截面挠度冲击系数有一定影响;当振动标线组数为6时,首条振动标线宜选择距梁端距离4 m位置,振动标线组间距宜为4.5 m,当振动标线组数为4或5时,需根据不同跨径布置选择相应的振动标线设置形式。研究结论可为桥梁结构中振动标线的设置提供参考。

紧急制动工况下虚拟轨道列车车间铰接力研究

围绕一种新型多轴铰接式城市轨道交通工具——虚拟轨道列车,针对路面附着条件变化会造成轮胎制动力不足、车轮抱死和车间铰接力增大的问题,提出了一种考虑路面附着系数的列车自动紧急制动策略.首先,采用扩展卡尔曼滤波和模型预测控制原理设计了上层控制器,基于实时估计的路面附着系数、列车制动舒适性和安全性,确定列车期望制动加速度;其次,基于轴荷比例分配原则和PID反馈补偿控制原理设计了下层控制器,根据列车期望制动加速度确定列车各轮胎的制动力矩;最后,搭建了Matlab/Simulink与Trucksim联合仿真平台,研究了列车制动过程中车间铰接力变化情况.结果表明,列车载重、制动初始车速以及路面附着系数变化对车间最大铰接力有影响;本文的制动策略具有良好的鲁棒性,在不同工况下能够有效防止车轮抱死、减小最大铰接力,提高列车制动过程中的舒适性和安全性.

在役预应力混凝土箱梁开裂后承载力评估

针对目前大量存在的在役预应力混凝土箱梁桥跨中下挠和开裂的现象,基于主要受力裂缝的外观统计特征,通过构造两类损伤单元,即正裂缝区损伤单元和斜裂缝区损伤单元,采用刚度折减和引入平面刚架模型的方法,建立了基于裂缝统计特征参数的损伤预应力混凝土箱梁计算模型,提出了基于截面刚度变化的预应力混凝土箱梁桥截面有效刚度折减系数和基于混凝土受压区应力变化程度的承载力折减系数,从而实现了对在役预应力混凝土结构开裂损伤后,在其使用过程中的受力性能评价.

城市森林生态服务价值评估研究进展

随着城市化进程的加快,城市环境问题日益突出,作为城市生态系统的重要子系统之一,城市森林为城市居民提供诸多生态服务。而城市森林生态服务价值评估能够有效指导城市森林建设,为管理部门提供决策依据,从而最大限度地发挥城市森林的生态服务功能。在阐明城市森林及其生态服务价值内涵的基础上,重点对比分析了各类城市森林生态服务价值的评估方法,并根据其发展历程将其归纳为3类:单株树木经济价值评估法;城市森林生态服务综合价值评估法;空间显式景观模型评估法。最后指出现有城市森林生态服务价值评估方法中的不足及今后发展方向,以期丰富城市森林生态服务价值评估理论,并为城市森林的合理规划提供借鉴。

基于裂缝特征的PC简支梁损伤刚度评估方法

为了研究预应力混凝土(PC)梁桥下挠与开裂后的结构性能评估方法,基于预应力混凝土简支梁的弯曲裂缝统计特征,考虑材料非线性特征,采用截面数值分析法,建立截面平衡迭代格式和截面损伤刚度表达式,提出了基于裂缝特征的预应力混凝土简支梁损伤刚度评估方法。分别采用规范法、基于实际裂缝特征的方法以及截面平衡分析法进行了模型桥验证。试验结果表明,截面一旦开裂,截面刚度迅速衰减,挠度迅速增大,刚度的衰减呈前快后慢的特点。采用本文提出的计算方法得到的荷载挠度曲线最接近于试验值。

预应力混凝土简支箱梁裂缝损伤参数影响分析

针对开裂损伤后的在役预应力混凝土简支箱梁桥,将承弯段受拉裂缝和剪弯段斜裂缝作为主要特征裂缝,建立基于主要裂缝统计特征参数的开裂预应力混凝土箱梁损伤计算模型;将受弯裂缝总宽度、斜裂缝数量和斜裂缝高度作为3个敏感变量,分别进行参数影响分析,以确定其对结构控制截面变形和应力的影响。研究结果表明:承弯区受弯裂缝总宽度对结构的内力和变形影响较大,造成结构抗弯刚度明显减小,变形增大,压区应力增加;斜裂缝数量对结构内力和变形有一定影响,但影响程度明显小于承弯段受弯裂缝;斜裂缝高度对结构的内力和变形影响均较小。因此,在结构设计中,应特别注意受拉区混凝土压应力储备,防止拉区开裂造成的刚度退化。

幽门螺杆菌感染对儿童功能性消化不良胃电参数的影响

目的通过多导胃电图方法探讨幽门螺杆菌(HP)感染与功能性消化不良(FD)的关系。方法 163例FD患儿,包括103例HP感染(A组)、60例无HP感染(B组),同时选22例无消化道症状患儿为对照组(C组)。3组均进行多导胃电图检测,包括正常慢波百分比(N%)、胃动过缓百分比(B%)、胃动过速百分比(T%)、胃动节律不齐百分比(A%),胃电频率及功率包括主频率(DF)及主功率(DP),餐后/餐前胃电主功率比(P/R),分析胃电描记数据。并对A组中84例治疗后HP转阴患儿的治疗前及治疗后胃电参数进行比较。结果 A组与B组比较,不同慢波频率的百分比差异餐后较餐前明显,餐前餐后DF、DP的变化均不明显。84例HP转阴患儿治疗前后比较,不同慢波频率的百分比改善不明显,但餐前餐后DF、DP及P/R改善均较明显。结论多导胃电图显示HP治疗对改善HP感染的FD患儿餐后症状有很大益处。

不同温度下微生物燃料电池的运行特性

实验采用双室型微生物燃料电池(MFC),以生活废水中厌氧菌作为生物催化剂,葡萄糖为燃料,通过5个不同温度条件下的间歇运行,应用循环伏安、交流阻抗、极化测试等电化学方法考察温度对电池产电性能的影响。结果表明,一定温度范围内,提高温度有助于增强微生物的电化学活性,降低传荷阻抗,提高电池输出功率密度和交换电流密度。32℃时,电池产电效能最佳,电池功率密度和交换电流密度分别达到156.2 mW/m2和8.02×10-5 mA/m2,温度太低或太高均不利于细菌的电化学活性。体系温度为18℃、25℃、32℃、39℃、46℃时,传荷阻抗Rct在阳极内阻中占的比例分别为97.99%、84.02%、47.36%、91.30%、99.61%,说明传荷阻抗在阳极内阻中占绝对份额,MFC是传荷过程控制下的电化学反应体系。

磁性附着体模拟静磁场对成骨细胞增殖活性和周期分布及凋亡率的影响

目的研究不同强度磁性附着体模拟静磁场对成骨细胞增殖活性、细胞周期及细胞凋亡的影响。方法通过模拟Magnedisc 800磁性附着体静磁场,对体外培养的SD大鼠成骨细胞进行3种强度(12.5、125、250mT)、持续不同时间的静磁场加载,检测成骨细胞的增殖活性,流式细胞术分析细胞周期分布和细胞凋亡率。结果成骨细胞加载3种强度的静磁场1、3、5、7、9d后,细胞增殖活性未发生明显改变,各组细胞生长趋势基本一致,静磁场作用无明显的剂量-效应关系。成骨细胞加载1、3、5、7d后,未发现静磁场对G0/G1期、S期、G2/M期细胞百分比、增殖指数及细胞凋亡率产生明显影响。结论磁性附着体静磁场在闭合磁路、磁体和衔铁的闭合过程中以及开放磁路下,对成骨细胞的增殖均无明显的促进和抑制作用,未改变细胞的周期分布和促进细胞凋亡的发生。

根管治疗后邻(牙合)面缺损前磨牙修复方式的生物力学研究

目的从生物力学角度比较不同方法修复根管治疗后邻面缺损前磨牙的效果,并探讨最佳的修复方案。方法收集完整离体前磨牙10对,每对牙分别接受不同的处理,试验组制备根管治疗及邻面缺损洞型模型,对照组为同名完整离体牙。研究金属烤瓷全冠修复和桩冠修复后的力学问题。采用横梁加载速度1.00mm/min缓慢匀速加载于与牙体长轴成45°颊尖舌斜面中点,测试破坏载荷,用SPSS10.0软件包进行配对分析。结果金属烤瓷全冠修复时,患牙的抗折能力不能达到完整离体牙水平;桩冠修复后,患牙的抗折能力高于完整离体牙水平。结论从生物力学角度而言,根管治疗后邻面缺损前磨牙的最佳修复方法是桩冠修复。