对分课堂在海洋底栖生物学课程教学中的实践

课堂教学改革是当前高等教育改革创新的重点。文章根据专业和课程特点,结合超星学习通网络教学平台,采用“隔堂对分”的方式开展了海洋底栖生物学对分课堂教学模式改革的探索和实践,设置教师讲授、学生独学、小组讨论和全班交流等教学环节,结合亮、考、帮等教学手段,让学生实现了深度学习,有效提高了课堂教学效果。

基于Fluent的煤焦油悬浮床加氢反应器数值模拟与温度控制研究

作为煤焦油悬浮床加氢技术的核心设备——煤焦油悬浮床加氢反应器,其中上部温度骤升问题已经成为制约该技术实际应用的技术瓶颈之一。为了解决温度骤升问题,采用计算流体力学方法,基于Fluent软件,对加氢反应器内温度变化进行了数值模拟,并对温度控制措施展开了研究。结果表明,煤焦油悬浮床加氢反应器在3.0 m高度处出现温度骤升,在温度骤升处增设冷氢管,冷氢的通入不仅可有效控制反应器中上部温度,解决温度骤升问题,还使得反应器内温度的轴向和径向分布趋于均匀,且冷氢的适宜温度为41℃~43℃,最佳温度为43℃。在此基础上,研究了冷氢通入前后加氢反应器内流场的变化。根据流速分布模拟结果,结合温度分布云图,可推测出无冷氢通入时,反应器在3.5 m左右高度处出现局部结焦现象,当高度达到5.0 m时,反应器内开始出现因结焦而导致的局部堵塞,当高度到达5.5 m左右时,反应器内出现因结焦而导致的严重堵塞。43℃冷氢的通入不仅解决了加氢反应器温度骤升问题,还抑制了加氢反应器内的轴向流,促进了反应物料的径向流动及混合,使得流速以及气含率(气相体积占气液混合物体积的百分比)的分布更加均匀,有利于加氢反应器内传质及煤焦油加氢反应的进行。

基于全连接神经网络的颅脑电阻抗成像参考电压预测方法

电阻抗层析成像(EIT)作为一种新兴可视化技术,可通过电导率分布变化的重建图像获得人体组织病理变化信息,为疾病检测提供了一种选择。在基于EIT的颅脑疾病检测中,为了准确获取差分成像图像重建所需的参考电压,提出一种基于全连接神经网络(FCNN)的参考电压预测方法。通过研究所提方法在不同信噪比情况下的图像重建性能,验证所提方法对参考电压预测的准确性和泛化能力。此外,还研究了头皮、颅骨和脑组织电导率分别发生变化时所提方法的有效性,并通过计算模糊半径和相关系数对图像重建质量进行了定量评价。结果表明,所提方法在一定电导率范围内和不同噪声水平下能够有效预测参考电压。

多环芳烃在超临界环己烷中的溶解:分子动力学模拟研究

重油中大量存在的多环芳烃会经过缩合反应会形成稠环芳烃,而溶解扩散的限制会导致稠环芳烃之间的聚合从形成残焦,使得对重油的利用率大大降低,所以多环芳烃热解过程的溶解扩散是重油改质的关键因素之一.因此,基于环己烷对烃类良好的溶解性,本文采用分子动力学模拟的方法研究了多环芳烃及其混合物在超临界环己烷中的溶解行为,结果表明在不同温度与密度下超临界环己烷对于具有NAP均具有良好的溶解性,而温度对于Bghip溶解的影响较小.在多环芳烃混合物的油滴溶解过程中,NAP优先溶解到环己烷相中,而Bghip则集中在粒径减小的油滴中.通过计算体系中多环芳烃的径向分配函数与溶剂化自由能发现环己烷与多环芳烃间之间能相互吸引,环己烷在多环芳烃分子周围形成的溶剂壳能抑制多环芳烃分子间的聚合.温度升高以及密度的将降低会导致多环芳烃的内聚能密度降低,增加了多环芳烃与超临界环己烷之间的相互作用.环己烷密度越小以及温度的升高可以促进多环芳烃或多环芳烃混合物在超临界环己烷中的溶解.

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)细胞形态转变及转录组比较研究

球形棕囊藻是沿海重要且常见的有害赤潮原因种。文章对分离自广西北部湾的一株球形棕囊藻进行了不同细胞形态学和转录组学分析。结果表明,球形棕囊藻具有2种类型的细胞,一种是具有鞭毛的游动细胞,另一种是不具鞭毛的不动细胞,大小介于2~5μm,不动细胞能够形成囊体,直径从几微米到几百微米不等。通过转录组分析发现,囊体细胞与单细胞相比有更多的基因发生上调表达,且大部分差异表达基因与运输、分解代谢、氨基酸、脂质、碳水化合物等代谢途径相关,尤其是与聚糖生物合成有关的UDP-葡萄糖醛酸-4-表异构酶(uridine diphosphate-glucose-4-epimerase)编码基因显著上调表达,反映囊体基质形成过程中糖胺聚糖的大量合成。

反复呼吸道感染患儿外周血单个核细胞中TLR2、TLR4表达情况与Th1/Th2免疫应答的关系

目的探讨反复呼吸道感染(RRTI)患儿外周血单个核细胞(PBMC)Toll样受体2(TLR2)、Toll样受体4(TLR4)表达情况与辅助性T细胞1(Th1)/辅助性T细胞2(Th2)免疫应答的关系。方法将2020年12月至2022年12月该院收治的65例确诊为RRTI的患儿纳入研究作为RRTI组。另选取同期于该院体检的健康儿童45例作为对照组。采用实时荧光定量PCR(qPCR)检测PBMC中TLR2和TLR4的信使核糖核酸(mRNA)相对表达水平。采用流式细胞仪检测PBMC中TLR2和TLR4蛋白表达率。采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测血浆中Th1细胞因子干扰素-γ(IFN-γ)、Th2细胞因子白细胞介素-4(IL-4)水平及二者比值(IFN-γ/IL-4)。采用Pearson相关分析TLR2、TLR4蛋白表达率与血浆IFN-γ、IL-4水平的相关性。结果RRTI组血浆Th2细胞因子IL-4水平高于对照组,血浆Th1细胞因子IFN-γ水平低于对照组,IFN-γ/IL-4低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。RRTI组PBMC中TLR2和TLR4 mRNA相对表达水平及蛋白表达率均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。Pearson相关分析显示,RRTI患儿PBMC中TLR2和TLR4蛋白表达率与血浆IFN-γ水平及IFN-γ/IL-4均呈负相关(P<0.05),与血浆IL-4水平均呈正相关(P<0.05)。结论RRTI患儿PBMC中TLR2、TLR4的表达及血浆Th1/Th2细胞因子均可能参与疾病的发生、发展的过程。过度活化的TLR2和TLR4可能会使Th1功能减弱、Th2功能增强。

TLR4基因多态性与小儿反复呼吸道感染的关系

目的探究Toll样受体4(TLR4)基因多态性与小儿反复呼吸道感染(RRTI)的关系。方法选择107例RRTI病儿作为观察组,另选103例体检健康儿童作为对照组(近1年未出现RRTI),采用限制性片段长度多态性聚合酶链反应(PCR-RFLP)技术分析两组TLR4基因rs2737190位点多态性,比较不同病情严重程度病儿TLR4基因多态性的差异,并分析不同TLR4基因多态性病儿临床特征的差异。结果观察组TLR4基因rs2737190位点AG基因型、G等位基因频率均明显高于对照组,AA基因型频率明显低于对照组(χ^(2)=4.129~8.564,P<0.05);中重度RRTI病儿GG基因型、G等位基因频率明显高于轻度病儿,AA基因型频率显著低于轻度病儿(χ^(2)=9.233~13.357,P<0.05);AA基因型病儿年发作次数、合并呼吸困难比例,以及C反应蛋白、白细胞介素-6、γ-干扰素和丙二醛等指标均显著低于AG和GG基因型病儿,超氧化物歧化酶则显著高于AG和GG基因型病儿(χ^(2)=7.573,F=4.668~24.317,P<0.05)。结论TLR4基因rs2737190位点AG基因型、G等位基因频率会增加小儿RRTI易感性,并促进其炎症反应升高和病情进展。

泻黄散加味治疗脾胃积热型小儿便秘疗效及对证候积分的影响

目的研究泻黄散加味与排便训练联合治疗脾胃积热型小儿便秘疗效以及对证候积分和复发的影响。方法将2019年7月—2021年7月共101例脾胃积热型便秘患儿纳入研究,采用随机数字表法将患儿分为两组,分别为对照组50例和观察组51例,对照组接受双歧杆菌三联活菌胶囊和排便训练,而观察组采用泻黄散加味颗粒和排便训练治疗。观察治疗后2组患儿用药前后便秘改善程度及临床疗效差异,比较治疗前后2组患儿中医证候积分、胃肠激素水平[血清胃动素(MTL)、胃泌素(GAS)、胃饥饿素(GHR)]、血清学指标水平[血清P物质(SP)、血管活性肠肽(VIP)、一氧化氮(NO)],统计2组不良反应以及半年内复发率并进行比较。结果治疗4周后,2组便秘患者症状自评量表(PAC-SYM)各项评分、大便干结、腹胀、舌红苔黄、口干口臭均较治疗前明显降低(P<0.05),且观察组低于对照组(P<0.05);2组患儿MTL、GAS、GHR、SP、VIP指标均较治疗前显著提升(P<0.05),且观察组比对照组更高(P<0.05),NO显著降低(P<0.05),且观察组比对照组更低(P<0.05)。2组患儿在治疗期间不良反应发生率相似,差异没有统计学意义(P>0.05)。所有患儿治疗2个月均已治愈,经过6个月的随访,观察组便秘复发率明显低于对照组(P<0.05)。结论泻黄散加味与排便训练联合治疗脾胃积热型患儿便秘表现出显著效果,使患儿便秘症状和胃肠激素表达均得到可观改善,纠正其消化系统的神经调节机制,有利于预防复发。

儿童反复呼吸道感染与多种血清标志物的关系研究

目的 探究儿童反复呼吸道感染(RRTIs)可能的影响因素。方法 选取2021年1月至2021年12月我院收治的RRTIs患儿88例作为研究组,采集出院时和补充伊可新等维生素滴剂胶囊1个月后血样,另选同期健康体检儿童90例作为对照组,采集血样。比较两组多种维生素、Toll样受体(TLRs)和炎症因子水平差异以及研究组干预前后的变化,分析影响儿童RRTIs发生的因素。结果 研究组儿童出院时维生素A、D和INF-γ水平较对照组低,TLR-2、TLR-4以及炎性因子水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组治疗后维生素A、D和INF-γ水平较治疗前高,TLRs和炎性因子水平低于治疗前,差异有统计学意义(P<0.05)。Logistic回归分析结果表明,25-(OH)D3、维生素A、TLR-2、TLR-4、IL-4、IL-10、TNF-α水平低,INF-γ水平高是儿童发生RRTIs的独立影响因素。结论 儿童体内维生素A、维生素D的不足,TLR2、TLR4、IL-4、IL-10和TNF-α的升高,INF-γ的降低为RRTIs的独立危险因素。

新农科背景下海洋生物技术课探究式教学模式的研究与实践

在“新农科”建设背景下,结合水产养殖学专业特点,以海洋生物技术课为例,从课程的教学内容、教学方法和效果评价3个环节,进行了课堂教学模式改革的研究与实践,构建了海洋生物技术课探究式教学模式,真正实现了以学生为中心,提高了课程的教学效果,培养了学生的分析问题和解决问题的能力。

煤焦油沥青不同组分基多孔炭的制备及电化学性能研究

为了探讨煤焦油沥青中不同组分对多孔炭结构与性能的影响,采用溶剂萃取分离的方法将煤焦油沥青分离成5个不同组分,分别以5个组分为原料,通过KOH活化法制备了多孔炭,研究了不同原料组成对多孔炭形貌、结构以及电化学性能的影响。研究表明,随着原料组成的重质化,所制备的多孔炭的孔隙度下降,致密度增加,比电容降低,充放电速率下降。其中轻组分(TS)最有利于发展孔隙结构,以此为原料制备的多孔炭TS-PC的比表面积和孔体积最大,分别达2482 m~2·g^(-1)和1.781 m~3·g^(-1)。同时,5个样品中TS-PC的比电容最大,在三电极6 mol·L^(-1)KOH体系中,TS-PC的比电容为395 F·g^(-1)(0.5 A·g^(-1));当电流密度增加至50 A·g^(-1)时,比电容仍达220 F·g^(-1),电容持有率为55.7%。

基于深度学习的电阻抗断层成像图像重建算法研究综述

介绍了电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)传统图像重建算法的局限性和深度学习在非线性图像重建中的优点,综述了基于深度学习的直接重建法、间接重建法和隐式重建法3种EIT图像重建算法的研究进展,分析了基于深度学习的EIT图像重建算法存在的不足,指出了基于深度学习的EIT图像重建算法应在提高数据集质量、增强图像可解释性以及改善成像分辨力等方面实现进一步的技术突破。

PEUNet:一种用于脑出血病灶检测的多频电阻抗成像方法

目的提出一种新的多频电阻抗成像方法,实现颅脑模型中的出血目标成像。方法提出一种结合预处理模块和改进的UNet模型的PEUNet成像方法,首先通过预处理模块进行病灶图像初始化,随后采用注意力模块改进UNet模型,使其聚焦于图像重要特征,并用于初始图像的后处理,实现颅内出血目标的成像。结果在构建的多层颅脑仿真模型中,PEUNet方法准确地重构出了多种目标分布方式下的出血目标。结论在仿真模型上实现了多层颅脑模型中出血目标的成像,重构目标与真实目标的位置和面积差异较小,为后续多频EIT颅脑成像模型实验研究奠定了良好基础。

考虑源网荷储互动的台区峰谷负荷平衡方法研究

针对低压台区峰谷负荷平衡控制过程中供电效能耗损量较大、峰谷差率较高的问题,提出考虑源网荷储深度互动的低压台区峰谷负荷平衡方法。分析源网负荷深度互动,并构建相应的影响模型。选择低压台区峰谷负荷平衡电气参数,得到低压台区理论控制模型。根据多目标函数求解方法,设定峰谷负荷平衡目标函数与约束条件。利用变压器构建低压台区源网荷储平衡调整枢纽,实现低压台区峰谷负荷平衡。试验结果证明:此方法应用后供电效能耗损量较低,且供电单元的峰谷差率及负荷率也有所降低。该方法具有较高的应用价值,能够确保电力系统的平稳运行。

基于EIT的不同体位下肺通气、肺灌注区域分布和通气/灌注匹配研究

目的:基于电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)比较不同体位下的肺通气、肺灌注区域分布和通气/灌注(V/Q)匹配情况。方法:选取10只健康实验猪,采集其仰卧位、俯卧位、左侧卧位、右侧卧位下的EIT肺部通气和血流灌注数据。使用MATLAB R2022b,基于EIDORS v3.9进行EIT数据分析和图像重构,以最大像素值20%作为阈值确定具有通气和灌注的有效区域,并进行V/Q匹配区域计算。比较不同体位下V/Q匹配评价指标(匹配分数%、死腔分数%、分流分数%)及通气、灌注区域在不同感兴趣区域(ROI1、ROI2、ROI3、ROI4)内的分布。结果:实验动物在不同体位下的匹配分数%、死腔分数%、分流分数%差异无统计学意义(P>0.05)。在不同体位下,通气、灌注的区域分布发生改变,通气区域在ROI1、ROI2、ROI3分布差异有统计学意义(P<0.05),灌注区域在ROI1、ROI2分布差异有统计学意义(P<0.05)。在仰卧位和俯卧位下,通气、灌注区域分布呈现出与重力依赖区分布一致的现象,而在右侧卧位和左侧卧位下,通气、灌注区域分布则呈现出与重力依赖区分布相反的现象。结论:同一实验对象在不同体位下的全局V/Q匹配参数具有较好的检验一致性;测量体位的变化将导致肺重力依赖区的变化,进而影响局部肺通气和肺灌注区域的分布;EIT能够对体位改变导致的肺通气、肺灌注改变进行测定,明确体位变化对肺通气、肺灌注和V/Q匹配的影响。

基于径向基函数神经网络的脑部电阻抗断层成像仿真研究

目的:研究不同实现方式的径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)在具有真实解剖结构的脑部模型下的电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)能力,为实际成像方法选择提供参考。方法:利用COMSOL Multiphysics软件基于脑部CT图像构建具有真实解剖结构的多层脑部EIT仿真模型并生成EIT仿真数据集,基于该数据集探究精确RBFNN、基于正交最小二乘法的RBFNN、基于K-Means的RBFNN 3种成像方法对图像重建结果的影响。采用图像相关系数(image correlation coefficient,ICC)和均方根误差(root mean square error,RMSE)评价成像结果。结果:无噪声的情况下3种方法均可成像且精确RBFNN的成像效果最好,在测试集中ICC和RMSE的平均值分别为0.784和0.467。基于正交最小二乘法的RBFNN在隐藏层节点数为50时成像效果最好,其ICC和RMSE的平均值分别为0.788和0.462。基于K-Means的RBFNN在噪声水平为30、40、50、60、70、80 dB时均能获得较好的成像结果,且能保持较稳定的ICC和RMSE,具备较好的鲁棒性。结论:3种RBFNN均可用于脑部EIT图像重建,且各有优劣,可根据实际情况选择合适的RBFNN用于EIT重建。

基于知识图谱的资源推荐系统设计及其在医用传感器课程教学中的应用

介绍了医用传感器课程的内容特点和传统授课方法存在的问题,提出了基于知识图谱的资源推荐系统的设计思路,并从教学资源采集、医用传感器知识图谱构建、基于知识图谱的推荐算法实现等方面阐述了该系统的实现方法。对该系统进行了可行性分析和应用效果评价,指出了该系统符合以学生为主体的教学模式要求,可缩短学生对教学资源的检索时间、提高学生满意度,对其他类似课程的教学资源推荐系统设计具有一定借鉴意义。

IMA和CK指数在急性缺血性脑卒中的辅助诊断价值

目的探讨缺血修饰白蛋白(IMA)和肌酸激酶(CK)指数在急性缺血性脑卒中(AIS)中的诊断价值。方法依据纳入和排除标准,纳入2021年10月至2022年10月在河南省人民医院住院的AIS患者149例作为AIS组。另选取同期健康体检者156例作为健康对照组。使用雅培C1600生化分析仪测量IMA、CK、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)和α-羟基丁酸脱氢酶(HBDH)的活性水平,计算CK指数(CK-MB与CK之比)。分析相对危险因素,构建受试者工作特征(ROC)曲线,使用SPSS 27.0.1进行数据分析,GraphPad Prism 9.4.1绘制图表,使用MedCalc(20.0.22版本)比较曲线下面积(AUC)的差异。结果AIS组IMA、CK-MB、CK指数显著高于健康对照组,CK水平显著低于健康对照组,差异有统计学意义(均P<0.05)。单因素Logistic回归分析显示IMA和CK指数都是AIS的危险因素(均P<0.001)。采用多因素二元Logistic回归分析调整性别和年龄后,IMA成为AIS的独立危险因素(OR=1.901,95%CI:1.649~2.190,P<0.001)。ROC曲线显示,单项检测IMA的AUC为0.922,灵敏度、特异度为81.2%、90.4%;与IMA+CK指数或IMA+CK指数+CK联合检测相比,差异无统计学意义(P>0.05)。结论IMA是AIS的独立危险因素,具有较强的诊断价值,值得临床推广应用。

基于双重差分和边界抑制的对称EIT检测脑卒中算法研究

目的探索一种基于双重差分和边界伪影抑制的新型双频对称电阻抗断层成像(EIT)算法,用于消除人头阻抗分布不完全对称的影响,显著提升对称差分EIT(SDEIT)算法的实际成像效果。方法在SDEIT算法的基础上,提出双频再差分的方式消除正常人头组织不对称引起的成像伪影,并进一步提出边界区域抑制成像方法,实现边界区域伪影抑制,从而全面提高SDEIT的成像准确性。结果仿真实验结果表明,在真实颅脑组织阻抗分布下,新算法对于不同位置、不同体积和不同类型的脑卒中病灶均能有效检出,且成像效果明显优于传统的SDEIT算法。结论本文提出的新型SDEIT算法有效解决了真实颅脑阻抗不完全对称分布导致的传统SDEIT算法成像不准确的问题,为EIT应用于实际脑卒中快速检测奠定了良好的算法基础。

基于MCAO模型的动物脑水肿进程研究

目的通过HE染色和核磁弥散加权成像(DWI)探究缺血性脑卒中(IS)后脑含水量时间变化规律和血管源性脑水肿的出现时间。方法实验分为模型组和对照组,采用线栓法制备大脑中动脉永久性栓塞模型,造模后又分21个亚组,观察不同时间点的脑水肿变化规律。采用干湿重法测脑含水量;通过HE染色观察脑组织形态学变化;使用DWI获得相对扩散系数(rADC)并计算各时间点rADC均值,观察rADC随时间的变化规律,找出数值变化的时间拐点。结果造模后9~11 h脑含水量开始增加(9 h,P=0.0810;11 h,P=0.0755);12~36 h脑含水量急速上升(12 h,P=0.0484;24 h,P=0.0002;36 h,P=0.0001);36~60 h脑含水量急速下降(48 h,P=0.0008;60 h,P=0.0304)。HE结果显示造模后即刻开始出现灰质细胞水肿和变性,白质神经纤维束从3 h开始出现空泡和海绵样变性。DWI结果示rADC值在造模后186 min时首次升高,随后又下降,因此该时间点为rADC数值变化的拐点。结论IS后3 h出现血管源性脑水肿,36 h时脑含水量达到峰值。在本研究发现的基础上,未来应基于DWI进一步明确IS患者的脑水肿变化规律,从而为IS后脑水肿的精细化治疗提供依据。