子母无人机多体分离气动特性模拟

子母机多体分离过程中气动干扰特性的分析是集群无人机发射技术的重要研究方向。基于动态嵌套非结构多面体网格技术,耦合求解流场非定常N-S方程与刚体六自由度运动方程,实现了子母机多体分离过程的精确模拟。首先,对母机的气动干扰区和子母机的分离方式进行分析,其次,计算得到整体状态时子母机以及子机与子机之间的气动干扰特性,最后,根据多体分离过程中子机运动状态的变化情况,进行安全特性评估。研究结果表明:相对于减速分离,加速分离能够快速脱离气动干扰区,安全性更高,并且随着子机数量的增加,子机机翼的距离不断减小,在一定程度上减弱了子机的翼尖涡对翼面的影响,增大了子机的升力。

FAP靶向分子影像探针在疾病检测中的研究进展

核医学分子影像技术凭借其无创性和高灵敏度的特点被广泛应用于肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病等的诊断。成纤维细胞活化蛋白(fibroblast activation protein,FAP)是一种Ⅱ型丝氨酸蛋白酶,其在90%的恶性实体瘤中高表达。目前以FAP为靶点,已经开发了多种FAP抑制剂(FAP inhibitor,FAPI),其中大多数都具有纳摩尔水平的FAP亲和力以及高FAP选择性,应用于肿瘤的正电子发射体层成像(positron emission tomography,PET)/计算机体层成像(computed tomography,CT)。此外,FAP还在活化的成纤维细胞中高表达,有部分学者探究了FAPI PET/CT在非肿瘤疾病中的应用价值。本文将针对于FAP靶向分子影像探针以及在肿瘤疾病和非肿瘤疾病中的研究进展进行述评。

许晓平 华美全景 大兴机场

北京大兴国际机场将在2019年9月30日投入运营。这座历时4年完美竣工的机场,被英国《卫报》评选为'新世界七大奇迹之首'。风光摄影师许晓平两年来多次深入大兴机场,力图展现一个充满未来科技感的超级工程。《摄影之友》许晓平Q:参与拍摄大兴机场是一种怎样的体验?

掺建筑垃圾水泥稳定碎石力学强度增长规律与预测模型

本文研究了建筑垃圾再生集料掺量对水泥稳定碎石(CSM)力学强度的影响,以强度最高或掺量最大为原则提出了再生集料最佳掺量和配比,并在最优掺量下研究了再生集料水泥稳定碎石(CSMRA)的力学强度增长规律,提出了CSRA力学强度的预测模型,并进行了可靠性验证。结果表明:CSRA抗压强度随再生细集料掺量增加先增大后减小,随再生粗集料掺量增加而降低,再生集料最大掺量为70%(质量分数);所建立的力学强度增长方程和预测模型的相关系数均大于0.98,预测值与实测值误差不大于14.0%,表明在确定水泥掺量、集料类型、矿料配比及7 d强度后,该模型可准确预测CSRA在其他养生龄期时的力学强度。

^(18)F-FDG和^(68)Ga-FAPI PET/CT在不同恶性肿瘤肺转移诊断中的对比研究

背景与目的:^(18)F-氟代脱氧葡萄糖(^(18)F-flurodeoxyglucose,^(18)F-FDG)正电子发射计算机体层成像(positron emission tomography and computed tomography,PET/CT)是诊断恶性肿瘤伴远处转移的常用方法,但对肺部转移灶尤其是小病灶的检测仍不理想。^(68)Ga-成纤维细胞激活蛋白抑制剂(^(68)Ga-labeled fibroblast activation protein inhibitors,^(68)Ga-FAPI)已被用于靶向成纤维细胞激活蛋白和肿瘤基质的可视化。^(68)Ga-FAPI PET/CT对大多数癌症的原发灶及其转移灶的诊断价值均高于^(18)F-FDG,但至今尚未见到对恶性肿瘤肺部转移性病变的对比研究。因此,本研究旨在探讨^(18)F-FDG和^(68)Ga-FAPI PET/CT对不同恶性肿瘤肺转移病变的诊断价值。方法:回顾性分析复旦大学附属肿瘤医院2020年5月—2022年3月于1周内行^(18)F-FDG和^(68)Ga-FAPI PET/CT检查的20例恶性肿瘤肺转移患者的临床、病理学及影像学资料,其中上皮源性恶性肿瘤(癌)11例,间叶源性恶性肿瘤(肉瘤)9例。采用配对t检验比较^(68)Ga-FAPI和^(18)F-FDG的病灶最大标准摄取值(maximum standard uptake value,SUVmax)和肿瘤与本底比值(target-to-background ratio,TBR)参数之间的差异;采用线性相关性分析SUVmax和TBR与肺转移灶短径之间的相关性。结果:20例患者共81个肺转移灶(51个来自癌转移,30个来自肉瘤转移),^(18)F-FDG检出阳性病灶72个,^(68)Ga-FAPI检查阳性病灶70个。与^(68)Ga-FAPI相比,肺转移灶^(18)F-FDG摄取值更高,尤其是癌来源的肺转移病灶(P<0.001)。线性相关性分析结果显示,两种显像探针的半定量代谢参数值与肺转移病灶短径之间呈正相关(P<0.001)。结论:^(68)Ga-FAPI在检测恶性肿瘤肺转移病变时并无明显优势,尤其是在上皮组织来源的恶性肿瘤肺转移诊断中,^(18)F-FDG摄取值往往更高。

^(18)F-FDG PET/CT和新型分子成像在指导肿瘤免疫治疗中的作用

免疫治疗是以自身免疫系统为基石的抗肿瘤反应,已经改变了许多癌症的治疗格局,但免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitor,ICI)作用机制复杂,肿瘤患者常出现延迟应答、假性进展、超进展等现象,甚至出现免疫相关不良事件。尽管新版的实体瘤免疫疗效评价标准(immune response evaluation criteria in solid tumor,iRECIST)已经应用于肿瘤免疫治疗效果评估,但基于传统影像学技术的RECIST仍存在盲区,具有一定局限性。^(18)F-FDG正电子发射体层成像(positron emission tomography,PET)/计算机体层成像(computed tomography,CT)在评估治疗反应、预测患者预后方面具有潜在作用。新的放射性药物例如针对程序性死亡受体配体1(programmed death ligand 1,PD-L1)等免疫检查点及CD8+T细胞成像也为定义肿瘤免疫微环境提供一个独特的机会,以更好地监测患者的免疫疗效。本文回顾了免疫治疗反应评估的当前概念,癌症免疫治疗的当前临床应用和影像学需求。同时,本文讨论了FDG PET/CT在免疫治疗监测中的应用,以及应用于癌症免疫治疗成像的新兴非FDG放射性药物,旨在描述免疫治疗领域分子成像的未来趋势。

^(68)Ga-DOTA-PDL1P的设计合成及其在黑色素瘤小鼠模型中的应用研究

背景与目的:以程序性死亡[蛋白]-1(programmed death-1,PD-1)/程序性死亡[蛋白]配体-1(programmed death ligand-1,PD-L1)抑制剂为代表的免疫治疗药物在临床上获得巨大成功,但整体有效率差异很大。现阶段在肿瘤开始治疗前,检测患者PD-1/PD-L1的表达情况是临床用药的重要依据,但目前检测PD-L1表达的方法需要获取患者的标本,而获取标本存在创伤性。因此,迫切需要开发一种无创性活体内特异性检测PD-L1表达的方法。我们设计合成了一种新型靶向PD-L1多肽的正电子发射断层显像(positron emission tomography,PET)显像剂^(68)Ga-DOTA-PDL1P,本研究通过对^(68)GaDOTA-PDL1P的标记率、放射化学纯度及稳定性进行质量控制评估,并在黑色素瘤小鼠模型中进行应用评价,以期获得有转化前景的^(68)Ga-DOTA-PDL1P新型免疫PET探针。方法:利用镓-68(^(68)Ga)标记DOTA-PDL1P,并对其放射性化学纯度和稳定性进行质量控制评估;使用鼠源性黑色素瘤B16-F10细胞系进行体外细胞摄取及阻断实验以评价其特异靶向性能;采用B16-F10荷瘤小鼠进行生物分布实验分析该PET显像剂在体内的代谢情况;通过PET/CT显像观察^(68)Ga-DOTA-PDL1P在B16-F10荷瘤小鼠中的肿瘤摄取程度并进行半定量分析肿瘤靶本比(tumor/muscle,T/M);另外对肿瘤样本进行放射自显影进一步分析肿瘤对^(68)Ga-DOTA-PDL1P探针的摄取情况。采用肿瘤细胞阳性比例分数(tumor cell proportion score,TPS)及联合阳性分数(combined positive score,CPS)指标分析免疫组织化学染色结果评价肿瘤组织的PD-L1表达情况。结果:^(68)Ga-DOTA-PDL1P的标记率及放射化学纯度均大于99%,并在磷酸缓冲盐溶液(phosphate-buffered saline,PBS)和胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)中温育3 h后仍保持较好的稳定性(放化纯度均在90%以上)。细胞摄取结果示,^(68)Ga-DOTAPDL1P可被B16-F10细胞特异性摄取,且该特异性摄取能够被PD-L1P多肽竞争结合阻断。生物分布实验结果示^(68)Ga-DOTAPDL1P主要经泌尿系统排泄。荷瘤小鼠microPET/CT显像结果表明肿瘤组织高度摄取^(68)Ga-DOTA-PDL1P,T/M为6.7。放射自显影结果证实肿瘤^(68)Ga-DOTA-PDL1P高摄取部位与免疫组织化学染色PD-L1表达阳性区域一致,证明^(68)Ga-DOTA-PDL1P能够特异性与PD-L1阳性的肿瘤细胞结合。结论:本研究合成的^(68)Ga-DOTA-PDL1P新型PET显像剂稳定性好,能特异性靶向PD-L1阳性肿瘤细胞,是一种有转化前景的靶向PD-L1蛋白的新型免疫PET探针。

^(18)F-FDG联合^(18)F-FES PET/CT诊断乳腺癌胃转移1例

1资料患者,女性,40岁,2011年于外院行左侧乳腺癌改良根治术,术后病理学检查提示左乳浸润性导管癌,部分为黏液腺癌,Ⅱ级,乳头及皮肤未累及,左腋窝淋巴结见癌转移(7/7),免疫组织化学:雌激素受体(estrogen receptor,ER)80%+,孕激素受体(progesterone receptor,PR)40%+,Ki-67增殖指数35%,人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)-,术后行标准放化疗及内分泌治疗至2017年。

^(18)F-PSMA-1007 PET/CT和mpMRI在前列腺癌原发灶检测及病灶腺体内定位的对比研究

目的:^(18)F-前列腺特异性膜抗原(prostate-specific membrane antigen,PSMA)-1007正电子发射体层成像(positron emission tomography,PET)/计算机体层成像(computed tomography,CT)和多参数磁共振成像(multiparametric magnetic resonance imaging,mpMRI)图像与金标准前列腺穿刺病理学检查结果对应,比较两者诊断前列腺癌(prostate cancer,PCa)原发灶的价值,进一步评价最大标准摄取值(maximum standard uptake value,SUV_(max))在预测前列腺原发灶良恶性及PCa危险度分层中的价值。方法:回顾并纳入2019年9月—2022年12月于复旦大学附属肿瘤医院行^(18)F-PSMA-1007 PET/CT检查的疑诊PCa患者共56例。其中48例患者行mpMRI检查。将前列腺分为左右两侧中央腺体区与两侧外周带4个分区,与前列腺穿刺病理学检查结果对应。组间原发灶检出率的差异使用χ^(2)检验或Fisher精确概率检验进行比较。采用Spearman相关分析判断前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen,PSA)、Gleason评分(Gleason score,GS)和SUV_(max)之间的相关性。SUV_(max)差异通过Mann-Whitney U检验分析。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线,计算曲线下面积(area under curve,AUC),得出SUV_(max)的最佳诊断阈值。结果:以穿刺病理学检查为金标准,57.1%(32/56)患者为PCa,42.9%(24/56)患者为良性(10例患者伴有前列腺炎症)。PCa患者的PSA、SUV_(max)均显著高于良性患者(P=0.002,P<0.001)。基于分区分析构建以SUV_(max)预测前列腺原发灶良恶性的ROC曲线(AUC=0.93),当截断值为9.45时,灵敏度和特异度分别为82.0%和89.6%。基于分区分析,^(18)F-PSMA-1007对PCa分区的检出率相较于mpMRI差异无统计学意义(80.7%vs 77.1%,P=0.568)。^(18)F-PSMA-1007和mpMRI联合使用检测出更多分区的病灶(84.3%,70/83),但与单独^(18)F-PSMA-1007和单独mpMRI相比差异无统计学意义(P=0.540,P=0.238)。穿刺病理学检查为良性的患者,分区分析结果提示前列腺炎症分区的SUV_(max)显著高于良性前列腺组织的分区(P=0.007)。基于患者分析,^(18)F-PSMA-1007检测前列腺原发灶的灵敏度、准确度、阴性预测值略高于mpMRI,分别为78.1%、73.2%、69.6%和76.7%、72.9%、63.2%。在区域淋巴结及骨转移的检出率方面,^(18)F-PSMA-1007均高于mpMRI。PCa原发灶SUV_(max)与PSA水平和GS均呈正相关(r=0.467,P=0.008;r=0.571,P<0.001)。当SUV_(max)≥18.00时,PCa的检出率为100%。通过ROC曲线(AUC=0.79)分析确定SUV_(max)=22.40为区别PCa高危险度和低-中危险度的最佳诊断截断值,灵敏度和特异度分别为62.7%和100.0%。结论:对于PCa原发灶的诊断^(18)F-PSMA-1007有更好的效能,与mpMRI联用可以提高肿瘤范围的检测。半定量指标SUV_(max)对于PCa良恶性和危险度分层有着很好的预测价值。

基于CFD方法的阵风响应与阵风减缓研究

通过设计舵面的同期运动,可以达到缓解飞行器遭遇阵风时引起的非定常气动力与力矩干扰的目的。文章通过引入"网格速度"模拟阵风条件,求解非定常欧拉方程实现了翼型阵风响应的数值模拟;并通过动态嵌套网格方法研究了舵面运动时的阵风减缓效果。首先采用该方法对NACA0006翼型迎角阶跃型阵风的气动力响应进行了计算,计算结果与理论结果、文献计算结果吻合良好。进一步对NLR两段翼型在迎角阶跃型、One-m inus-cosine型阵风做用下的气动力响应过程进行了数值模拟,对襟翼运动时的阵风减载效果进行了分析,并研究比较了襟翼运动参数对阵风减缓的影响。结果表明:通过合理设计舵面运动方式,可以很好抑制阵风引起的非定常气动干扰。

土壤改良剂与氮肥配施对玉米生长及其养分含量的影响

采用盆栽试验研究了秸秆配方、废料配方和胶土配方3种改良剂与氮肥配施对玉米植株生长状况、生物量、叶绿素含量、全N及全P含量的影响。结果表明:3种改良剂与0.5 g/盆氮肥配施可以显著提高株高、茎粗、叶面积、地上地下生物量、叶绿素含量及植株全N含量,且以秸秆配方配施效果最佳,过量施用氮肥(1.0 g/盆)时,各指标与0.5 g氮肥水平下的值相比增加幅度甚小,茎粗和地下生物量甚至有下降的趋势。改良剂因素和氮肥因素对全P含量也有一定的影响,但二者交互作用对其并未产生显著性影响。因此,在施加改良剂的条件下可以适当地减少肥料的使用量,在满足植物体吸收利用前提下,既减少了养分投入和浪费,又减轻了对环境的污染。

土壤改良剂改土培肥增产效应研究综述

土壤改良剂研究已是近年来国内外广泛关注的热点,在对土壤改良剂发展及其种类进行简要回顾的基础上,对土壤改良剂的改土培肥效应(物理结构、化学特性、生化特性)、作物增产效应及其施用技术进行了较为全面的分析和评述,并提出了目前存在的问题和展望了土壤改良剂的研究趋势。

基于动态嵌套网格技术的机载武器投放研究

为研究机载武器投放过程中机、弹气动干扰特性及航弹运动规律,采用计算流体力学(CFD)方法对机载武器投放过程进行数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,通过动态嵌套网格技术模拟航弹运动,在求解非定常Euler方程时引入广义极小残余方法(GMRES),成功模拟了基于察/打一体无人机平台的航弹自由投放过程,获得了详细的包括弹体运动速度、空间轨迹和受力情况等在内的丰富的运动信息。通过算例,验证了本文发展方法的有效性和合理性。计算结果表明:投放过程中,载机气动力受航弹影响较小,而航弹受载机气动干扰影响较大;航弹所受的气动干扰主要来自投放初期,随着弹体的下落和距载机距离的增加,气动干扰影响逐渐渐弱。

多面体网格在CFD中的应用

介绍了多面体网格技术在计算流体力学(CFD)中的应用。考虑到粘性计算的需要,将混合网格技术引入多面体网格中,发展了一套多面体网格生成及求解技术,并用于M6机翼、DLR-F6复杂外形的气动特性模拟中。计算结果表明,多面体网格技术具有准确度较高、效率较高及适用性广等优点。

基于直接力控制的阵风响应及阵风减缓研究

考察某无人机模型的阵风气动响应特性和基于直接力操纵的阵风减缓效果。在求解非定常Euler方程时引入"网格速度"方法模拟阵风边界条件,通过动态嵌套网格技术实现舵面运动。首先对NACA0006翼型迎角阶跃型阵风的气动力响应进行了验证计算,计算结果与理论结果、文献计算结果吻合良好。在此基础上对某无人机模型在迎角阶跃型、One-minus-cosine型阵风作用下的气动力响应过程进行了数值模拟,并分析评估了不同舵面运动方式对飞机气动性能的影响。最终研究比较了不同舵面运动方式下阵风气动响应的减缓效果。结果表明:通过合理设计舵面运动,可以有效达到抑制阵风引起的非定常气动干扰的目的。

基于察/打一体无人机平台的导弹发射模拟

为研究机载导弹发射过程中载机、导弹之间存在的气动干扰特性和导弹运动规律,采用计算流体力学方法对导弹发射过程进行了数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,将运动嵌套网格技术应用于机载导弹发射问题中,通过求解三维非定常Euler方程得到流场信息。应用此方法成功模拟了基于察/打一体无人机平台的导弹发射过程,获得了详细的导弹运动速度、运动轨迹和受力情况等丰富的流场信息。算例表明:运动嵌套网格技术处理具有复杂外形、较大相对位移运动问题的能力,发动机推力的影响,载机、导弹之间的气动干扰影响较小。采用计算流体力学方法和运动嵌套网格技术可为研究导弹发射过程提供参考和依据。

飞翼布局无人机流动分离控制及机理分析

以小展弦比飞翼式无人机为对象,开展了基于零质量射流的主动流动控制数值模拟研究.比较分析了应用零质量射流前后飞翼式无人机纵向气动特性的改善效果,并通过流场特征的分析探讨了流动控制技术产生气动增益的原因.研究结果表明在模型中等迎角、大迎角范围,零质量射流技术可以显著增加升力系数,最大幅值达25%,并且拓宽了纵向力矩的线性范围.机理分析表明,零质量射流扰动通过提高模型绕流场的边界层掺混,增强附面层内外的动量输运,使得附面层有足够的能量克服逆压梯度和黏性损耗,从而达到减缓流动分离甚至使分离流再附的目的.

完全学分制下“专业导师制”和“书院制”的协同模式构建

"专业导师制"和"书院制"都是伴随着本科生自主选课和完全学分制这一改革措施而产生的教育管理模式,各有优势。由于缺少沟通,工作侧重不同,两种制度在运行时很容易各行其是,难以形成有效的协同育人效应。优化"专业导师制"和"书院制"的协同机制,需要做出系统的规划和总体设计安排。

前列腺特异性膜抗原小分子抑制剂显像研究

目的:前列腺特异性膜抗原(PSMA)是前列腺癌诊疗的一个有效靶点。本研究组成功构建了一种新型99mTc标记PSMA抑制剂99mTc-HYNIC-Glu-Urea-A,本研究主要探讨该分子影像探针在前列腺癌模型中的靶向能力,并将其与目前临床常用PET显像剂18F-脱氧葡萄糖(18F-FDG)、11C-胆碱进行比较。方法:利用小动物SPECT/CT显像,在PC-3和LNCa P肿瘤模型中研究99mTc-HYNIC-Glu-Urea-A的靶向能力;同时在LNCa P肿瘤模型中评估18F-FDG和11C-胆碱小动物PET/CT显像效果。结果:99mTc-HYNIC-Glu-Urea-A血液清除迅速,主要通过肾代谢,肠道有少量放射性摄取,其余主要器官无明显放射性摄取。PSMA不表达的PC-3模型肿瘤没有放射性摄取,PSMA高表达的LNCa P模型肿瘤高度放射性浓聚,肿瘤/肌肉比值达20.4;经2-PMPA阻断后,LNCa P肿瘤的放射性摄取大幅度降低。LNCa P模型的18F-FDG和11C-胆碱的肿瘤/肌肉比值分别仅为2.1和2.6,远远低于99mTc-HYNIC-Glu-Urea-A。结论:99mTc-HYNIC-Glu-Urea-A体内清除快,肿瘤摄取高,是一个理想的靶向PSMA的分子影像探针,对PSMA阳性肿瘤的显像优于18F-FDG和11C-胆碱。

先进无人机翼型气动设计方法研究

探讨了传统的优化设计方法和反设计方法在翼型设计中的应用,针对遗传算法存在计算量大、精度低的不足,以及反设计方法难以提供合理目标压力分布的难题,为提高已有气动设计方法的工程实用性,将基于遗传算法的优化方法与反设计方法结合起来进行了翼形的气动外形设计。结果表明,所采用的翼型设计方法是正确、有效的。