人工智能辅助染色体核型分析技术在产前诊断中的应用研究

背景染色体异常是导致出生缺陷的常见原因,核型分析仍是产前诊断染色体异常的重要方法,也是出生缺陷防控的有效手段,但目前核型分析尤其是染色体图像分割分类主要依靠人工,费时费力。人工智能(AI)是核型分析的一种新方式,研究其在产前染色体核型诊断中的价值具有重要意义。目的探讨AI在产前染色体核型诊断中的应用效果和临床价值。方法选取2020—2022年在无锡市妇幼保健院医学遗传与产前诊断科接受介入性产前诊断、行羊水染色体核型分析的1000例孕妇。采用双线模式:一线AI阅片后,由1名遗传医师审核,二线由另1名遗传医师应用Ikaros核型分析工作站阅片,记录各自的诊断结果及所需时间。样本的最终诊断结果以一线的人工审核和二线的人工阅片结果为准。结果1000例羊水样本中,AI诊断正常核型735例、非整倍体233例、结构异常0例、嵌合体32例。AI辅助遗传医师的诊断结果与遗传医师应用Ikaros系统的诊断结果完全一致,正常核型、非整倍体、结构异常、嵌合体分别是689、233、45、33例。与AI辅助遗传医师相比,AI诊断具有强一致性(Kappa值=0.895,95%CI=0.866~0.924,P<0.01)。AI诊断准确率为95.4%,灵敏度为95.4%,阳性预测值为100.0%。其中,诊断正常核型、非整倍体、结构异常、嵌合体的灵敏度分别为100.0%、100.0%、0、97.0%;阳性预测值分别为100.0%、100.0%、0、100.0%。AI平均诊断用时少于AI辅助遗传医师和Ikaros辅助遗传医师(P<0.001);AI辅助遗传医师平均诊断用时少于Ikaros辅助遗传医师组(P<0.001)。结论AI分析羊水核型的自动化程度高,但识别染色体结构异常的能力有待提高,建议采用AI联合遗传医师阅片的方式应用于临床,以保证产前诊断的质量并提高效率。

经腹膜后入路单孔腹腔镜全脾切除术的临床应用效果

目的探讨经腹膜后入路单孔腹腔镜全脾切除术的安全性和可行性。方法回顾性分析2017年1月1日至2022年12月30日云南省第一人民医院行经腹膜后入路单孔腹腔镜全脾切除术治疗的10例患者的围手术期情况及术后恢复情况。结果本组10例患者全部顺利施行经腹膜后入路单孔腹腔镜全脾切除术,无中转开腹病例,手术时间56~260 min,术中出血量20~400 mL,无术中并发症发生。术后第1天引流液淀粉酶值53~5400 U/L(中位数652.9 U/L);9例于术后第3天淀粉酶水平基本恢复正常;1例出现胰瘘(生化漏),经通畅引流后未出现后续并发症。2例出现血小板升高,经抗凝治疗后未出现后续并发症。术后住院时间5~17 d(中位时间9.2 d)。10例患者均门诊随访观察2~12个月,中位随访时间6个月,均无后续并发症。结论对于仅单纯行脾脏切除术的患者,经腹膜后入路单孔腹腔镜全脾切除术是安全可行的。

基于力位感知技能学习的轴孔柔顺装配方法

针对传统机器人轴孔装配方法建立精确几何接触模型难、学习方法需要样本大和初始姿态偏差大且成功率低的问题,提出了一种基于力位感知装配技能学习的机器人轴孔柔顺装配方法。在搜孔阶段均匀采集轴未入孔的力和力矩样本数据,构建力-动作数据集,搭建多层感知机(MLP)和注意力模块网络进行监督学习、生成力-动作映射判别模型,根据装配过程中的六维力信号预测下一步装配动作,减小轴中心线与孔中心线的夹角和距离,完成轴孔对准操作;在插孔阶段设计了一种以位置控制为内环的柔顺控制算法,通过设置轴端面的期望接触力,在六维力传感器数据反馈的作用下以主动顺应方式实时调整轴的位置和方向。以最小间隙为0.1 mm的单轴孔为对象,设计了100组装配实验,在平均时间为15.1s内的装配成功率为94%。通过与其他装配方法比较,提高了轴孔装配的效率和成功率。

计算机辅助装配规划研究综述

装配规划是影响产品装配质量和成本的重要因素,作为并行工程和计算机集成制造的关键支撑技术,计算机辅助装配规划涉及计算机、人工智能、自动化和机器人等领域。对目前该领域国内外的研究现状进行了综述,总结和剖析了经典方法、虚拟现实方法、软计算方法和协同方法等4 种具有代表性的装配规划技术,并对今后计算机辅助装配规划的发展方向和研究趋势进行了分析。

Web环境下的协同装配规划系统

异地开发产品要求装配设计成员间进行协同工作。为支持分布式的装配规划活动,提出了协同装配规划网络环境的体系结构,研究了用户界面、通讯管理、应用服务和信息管理等功能模块,并结合虚拟现实建模语言表达的客户端产品显示模型和服务器端装配应用模型,采用Java-EAI等技术,开发了基于Web的协同装配规划原型系统。用一个驱动装配体实例,说明异地人员间同步的协同装配规划过程,验证了协同装配规划方法的可行性和系统的有效性。

面向绿色制造的产品选择拆卸技术研究

针对机电产品的绿色制造,分析了产品生命周期中设计、服役使用和退役处理三个阶段的产品零部件选择拆卸问题;提出了基于蚁群算法的产品选择拆卸规划方法,给出了面向选择拆卸的产品图建模和选择拆卸序列的动态构建过程,并考虑拆卸方向改变次数和拆卸零件总数原则,以求解优化的选择拆卸序列;讨论了面向全生命周期的产品选择拆卸平台构成,并初步实现了平台的功能。最后,用实例说明了选择拆卸平台的工作过程。

3D打印模型在肝脏肿瘤切除手术中的应用

目的探讨3D打印模型能否有助于肝胆外科精准手术的规划及术中引导。方法对肝癌患者,利用3D打印模型引导肝脏肿瘤切除手术,手术顺利,术后患者恢复良好,术后随访12个月。结果肿瘤无复发。结论 3D打印模型可以应用于肝胆外科手术的规划及术中引导。

中压配电网可靠性的模糊评估

配电网可靠性评估中,元件的可靠性参数如:故障率、故障修复时间等具有明显的非精确性,这种非精确性很适合用模糊数来描述.基于同一论域模糊数间插值运算的思想,分析了论域在模糊数运算间中的变化及求解方法,提出不同论域间模糊数的四则运算算法.将模糊数引入中压配网可靠性评估,根据故障率和故障修复时间的特点建立了模糊可靠性评估模型,并引入去模糊技术,得出中压配电网可靠性的模糊评估算法.将该算法运用到RBTS-Bus2系统及工程算例系统,验证了算法的有效性和实用性.

基于主分量分析的信号白化解相关处理

介绍了主分量分析及其计算方法,论证了采用主分量分析方法对混合信号进行白化解相关处理的理论基础,对基于主分量分析方法的解相关处理进行了仿真。结果表明,对信号进行解相关处理可以大幅度降低信号之间的互相关程度。

配电网开关优化配置的改进遗传算法

提出了配电网开关优化配置的改进遗传算法。为提高遗传算法的计算速度和收敛效率,采取了以下改进措施:①给出初始种群的生成模型,提高初始种群的适应值;②对染色体进行分段遗传操作,以保证各类开关设备能同步优化;③提出模糊变异的实现方法,以利于优质基因遗传并避免局部最优化;④提出最优染色体的变异机制,以提高算法局部搜索能力。将该算法应用于RBTS-Bus6和实际系统并与普通遗传算法进行比较,结果表明该算法在收敛速度和全局收敛性上均优于普通遗传算法。

装配/拆卸干涉矩阵的自动生成技术

讨论了基于ProEngineer三维设计模型的干涉矩阵自动生成方法。通过定义集成干涉矩阵来表达零件间装配/拆卸时的干涉关系,详细给出了产生干涉矩阵所需的零件/装配体信息提取和基于零部件运动扫掠体的干涉检查过程,采用干涉矩阵元素的二进制和十进制转换来降低计算复杂性,给出了干涉矩阵生成的算法流程并初步开发了原型系统。通过示例说明了系统的应用过程。

急性视网膜坏死综合征更昔洛韦全身用药时机的临床观察

目的观察急性视网膜坏死综合征(ARNs)不同时机全身使用抗病毒药物更昔洛韦治疗后的视力效果和视网膜脱离发生率,比较更昔洛韦全身用药不同时机对ARNs患者远期视力及视网膜脱离并发症的影响。方法回顾性分析山西省眼科医院2018年6月至2023年6月入院诊断ARNs 22例(23只眼)的资料进行分析,根据开始全身使用更昔洛韦的不同时间点,将患者分为A组(早期治疗组,12只眼,发病2周内开始使用更昔洛韦)和B组(未早期治疗组,11只眼,发病2周后开始使用更昔洛韦)。随访时间1~130周。结果随访末期视力(BCVA)A组高于B组,差异有统计学意义(Z=-2.069,P=0.037),随访末期视网膜脱离发生率A组为25%(3/12),低于B组64%(7/11),差异有统计学意义(P=0.036)。结论ARNs患者早期(2周内)全身使用抗病毒药物更昔洛韦较未早期使用(2周后),远期视力明显改善,视网膜脱离风险减小。

分布环境下面向装配的产品协同设计集成平台

为提高异地设计时产品的可装配性设计质量,提出了分布环境下面向装配的产品协同设计方法,从零件设计、产品结构预装配和产品过程预装配3个方面论述了可装配性设计内容,建立并实现了支持网络环境下面向装配的产品协同设计集成平台,详细描述了平台的功能模块,并通过涡轮膨胀机实例说明了异地人员间利用该平台实施面向装配的协同设计过程。

能量有效的离散制造系统研究综述

离散制造系统是生产机械产品及其零件的重要依托,其能源消耗数量是产品碳足迹的重要组成部分。能量有效的制造旨在从制造系统的能量资源输入到制造过程实施的全过程中,更加有效地降低二氧化碳排放、提高能量利用效率。通过分析离散制造系统的组成及其生产制造过程的能耗特点,以制造设备、制造工艺及制造系统为对象,详细综述了制造能耗数据测量与建模、制造能耗仿真与预测、面向能耗的生产调度及其优化方法等方面的研究现状,给出了离散制造系统实施能量有效制造的研究层次及其主要研究趋势。

面向协同装配规划的信息模型研究

为解决复杂产品的装配设计团队和装配规划团队间的协同工作,提出了装配结点概念,用以集成描述产品装配信息,利用装配结建立了产品的装配联系图模型,通过图模型中顶点和边的属性,分别独立描述零件和装配信息。给出了一个基于割顶点的装配联系图层次分解算法,构建了基于共享零件的产品结构层次树模型。基于结构层次树模型,描述了协同装配规划中的协同工作信息。利用实例说明了面向协同装配规划的信息建模过程及模型的有效性。

BRIEF算法在基于增强现实的产品装配引导中的应用研究

面向增强现实环境下采用零件自然特征的装配引导应用,提出一种基于BRIEF算法的虚实装配场景注册融合方法。利用BRIEF算法进行装配零件图像自然特征的提取,建立零件图像的特征描述符。通过海明距离进行装配引导过程中零件图像特征描述符的匹配,实现虚实装配零件的注册;同时将虚拟装配信息在真实装配场景中叠加,用于引导用户完成装配作业过程。实验结果表明:利用该算法进行虚实注册具有较好的鲁棒性和实时性,能够较好地应用于增强现实环境下的产品装配引导过程中。

增强现实环境下的产品装配引导技术

以增强现实环境下引导产品装配为目标,建立了面向增强装配过程的统一信息模型,管理文字、几何和产品装配特征等可视化引导信息。采用基于标志物的视觉跟踪技术实现虚拟零件和视频中真实零件的注册定位,通过建立虚拟和真实装配场景的深度图处理增强装配场景中虚实物体的遮挡关系。利用虚实零件的注册位置把装配引导信息叠加到装配视频场景中。并开发了演示系统,分析和说明了增强现实环境下引导产品进行装配的过程。

老年食管癌患者术后早期肠内营养对预后影响的临床研究

目的研究老年食管癌患者术后早期肠内营养(EEN)对预后的影响。方法将我院2006年1月至2011年6月收治老年食管癌手术患者120例,按不同的营养方式分为2组,EEN组60例,给予EEN支持;肠外营养(PN)组60例,常规深静脉PN,对2组老年患者术后肠功能恢复时间、住院时间、并发症的发生率以及术后1周营养、免疫等相关指标进行统计学分析。结果 EEN组在术后患者肛门排气时间[(44.3±12.5)h比(73.6±11.8)h]、肛门排便时间[(81.5±15.1)h比(138.1±13.2)h]和住院时间[(14.0±1.9)d比(16.2±3.0)d]均短于PN组(P<0.05);EEN组术后1周的血清白蛋白(ALB)、外周血淋巴细胞、转铁蛋白、24 h尿素氮(BUN)均高于PN组;EEN组患者的IgG、IgA、IgM及CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+外周血T淋巴细胞亚群等免疫指标较PN组均显著改善,差异均具有统计学意义(P<0.05);2组间术后并发症发生方面比较,EEN组明显优于PN组(P<0.05)。结论老年食管癌患者术后EEN能促进术后代谢和免疫功能恢复、减少并发症,对患者的预后具有重要的临床意义,值得进一步推广和应用。

90岁以上高龄缺血性脑卒中患者颅内外动脉硬化研究

目的探讨90岁以上高龄缺血性脑卒中患者颅内外动脉硬化的分布特点及相关危险因素。方法连续回顾2009年7月至2014年7月在该院住院诊断为缺血性卒中且已行头颈部CT血管造影(CTA)检查的患者。年龄大于或等于90岁者设为研究组,年龄小于90岁者设为对照组,比较两组CTA影像形态学特点及差异,分析两组患者既往病史、体质量指数、血压、血糖、尿酸、血脂等危险因素与颅内外动脉硬化发生的关系。结果研究组的颅内外动脉狭窄、斑块发生率均显著高于对照组(P<0.01)。研究组中既往有高血压、冠心病病史者多于对照组(P<0.05),收缩压、舒张压水平也高于对照组(P<0.05)。结论 90岁以上高龄缺血性脑卒中患者的颅内外动脉硬化严重程度及发生率均明显增加。

面向生产性能数字孪生的仿真数据映射研究

为充分利用物理车间的实时数据,实现数据从物理车间精确映射到虚拟车间、驱动制造系统仿真与优化,提出面向生产性能数字孪生仿真的数据映射方法。从仿真数据建模、存储和更新3个方面分析了仿真数据与生产逻辑模型的融合过程;针对制造系统生产性能仿真需求,对原始生产现场样本数据进行了冗余分析、异常分析与剔除、统计与拟合等预处理;给出机器设备及在制品仿真数据的实时映射更新过程,驱动生产性能数字孪生的仿真运行、生产性能分析和优化。以制造车间为例,说明了该方法的应用过程,证实了仿真数据映射方法的可行性和有效性。