基于BP-DEMATEL的山西省冬小麦水足迹影响因素识别

针对山西省冬小麦水足迹历史演变及关键影响因素识别问题,分析了1993—2021年山西省冬小麦水足迹历史演变规律,利用BP神经网络-决策实验室(BP-DEMATEL)模型对冬小麦水足迹演变的关键影响因素进行识别,将其分为驱动型因素及特征型因素,并揭示了影响因素之间的作用机制。结果表明:1993—2021年山西省冬小麦水足迹及单位水足迹均呈下降趋势;2021年山西省冬小麦总水足迹为27亿m^(3)(蓝水占比57%),单位水足迹为1 122 m^(3)/t,与前期高点相比分别下降38%(较1994年)和21%(较1993年);气温、相对湿度和灌溉面积为冬小麦水足迹演变的关键驱动型因素,化肥施用量和农业机械总动力为关键特征型因素。

BP神经网络算法结合超高效液相色谱-质谱联用技术研究红花治疗慢性酒精性肝损伤的作用机制

临床上,红花对慢性酒精性肝损伤(chronic alcoholic liver injury,CALI)有很好的疗效,但治疗机制不甚明确。因此,阐明红花治疗CALI的分子作用机制对药物的进一步开发及应用具有重要意义。以雄性Wistar大鼠为研究对象,模型组大鼠以8 mL/kg酒精连续灌胃28天,建立CALI模型;给药组大鼠分别以高(4.290 3 g/kg)、中(1.430 1 g/kg)、低(0.476 7 g/kg)剂量灌胃红花提取物。采用大鼠血清代谢组学分析方法结合超高效液相色谱-质谱技术鉴定与CALI相关的潜在生物标志物,并研究红花对这些生物标志物的调控机制。利用MATLAB软件建立BP神经网络模型处理组学数据的分类问题。从苏木精和伊红(H&E)染色实验发现,高剂量红花提取物减轻了肝细胞的损伤程度;与模型组相比,高剂量红花组中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)的表达水平降低,表明高剂量红花提取物具有肝保护作用。BP神经网络模型的分类准确率为95.8%,分类效果良好。通过火山图分析共鉴定出20种与CALI相关的生物标志物,红花可以对这些生物标志物产生回调效果。研究表明,红花可能通过对甘油三酯、脂肪酸、磷脂、胆汁酸、氨基酸、维生素E代谢的调控作用而对CALI产生治疗效果。本研究可为红花的推广和临床应用提供了理论基础。

基于BP神经网络的胶结砂砾石应力-应变关系预测

在前期宏观试验基础之上,采用离散元模拟和BP神经网络相结合的方法获取不同胶凝材料掺量和围压下胶结砂砾石的应力-应变关系。根据前期胶凝材料掺量分别为20、40、60、80、100 kg/m3的胶结砂砾石三轴排水剪切试验结果,开展离散元数值模拟。以试验数据为学习样本,开展BP神经网络模型训练,预测胶凝材料掺量分别为30、50、70、90 kg/m3的胶结砂砾石应力-应变关系,并将预测结果和离散元模拟结果进行对比。研究结果表明,BP神经网络能够实现胶结砂砾石应力-应变关系的预测,并在较低围压下具有较好的精度。

PTEN和NF-κBp65在结肠癌中的表达和意义

探究磷酸酶与张力蛋白同源物(PTEN)和核因子κBp65(NF-κBp65)在结肠癌组织和癌旁正常组织中的表达水平,相关临床特征及相互关系。实时荧光定量RT-PCR和免疫组织化学SP法对80例结肠癌组织及癌旁正常组织进行PTEN和NF-κBp65 mRNA和蛋白表达的检测,分析这两种蛋白在结肠癌组织中的表达与临床病理特征的关系,并采用Pearson法分析PTEN和NF-κBp65蛋白表达相关性。结肠癌旁正常黏膜组织中PTEN mRNA和蛋白表达水平较高,NF-κBp65蛋白水平较低,在结肠癌组织中,PTEN mRNA和蛋白表达水平明显下调,NF-κBp65蛋白水平明显上调(P<0.05)。随着结肠癌分化程度的减低、浸润深度的增加、临床分期的升高以及远处转移的出现,PTEN蛋白的表达呈现显著的降低趋势(P<0.05),而NF-κBp65蛋白则表达上升(P<0.05)。结肠癌组织中PTEN mRNA和蛋白呈现低表达水平,而NF-κBp65 mRNA和蛋白则呈现高表达水平。这两者之间存在着潜在的负相关关系(r=-0.291,P=0.009),且它们与结肠癌的分化程度、浸润深度以及远处转移呈现明显的相关性。因此,通过检测这两种蛋白有助于早期发现及全面评估结肠癌患者的病情。

一种LM-BP加速搜索的周跳探测与修复方法

针对传统三频周跳探测与修复方法中的不敏感、漏检以及效率较低等问题,提出一种基于莱文伯格-马夸特(LM)-反向传播(BP)神经网络加速搜索法的伪距相位组合与电离层残差组合联合周跳探测与修复方法:利用2个伪距相位组合以减少不敏感周跳数量,利用1个电离层残差组合以提高小周跳探测敏感度;在构成3个线性无关的组合观测值后,使用LM-BP加速搜索算法进行周跳探测与修复。实验结果表明,相对常规的伪距相位组合与电离层残差组合联合方法,该方法能够提高周跳探测与修复性能,可探测小至1个的周跳,探测与修复整体时效有较大提升。

基于G1-熵权法的正交实验设计对比BP神经网络优化香芩解热颗粒水提工艺

目的优化香芩解热颗粒的水提工艺。方法以加水倍数、提取时间、提取次数为考察因素,以连翘酯苷A、黄芩苷、连翘苷、千层纸素A-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素含量和出膏率为评价指标,设计3因素3水平的正交实验,并利用G1-熵权法对上述指标进行综合评分,得正交实验优化的水提工艺。以9组正交实验结果为测试和训练数据,以加水倍数、提取时间、提取次数为输入节点,以综合评分为输出节点,利用BP神经网络建模进行网络模型优化和水提工艺寻优。验证并比较两种方法所得水提工艺参数,确定香芩解热颗粒的最佳水提工艺。结果香芩解热颗粒经正交实验优化后的水提工艺为加水倍数8倍、提取次数3次、提取时间1 h,综合评分为96.84分(RSD为0.90%)。BP神经网络建模优化后的水提工艺为加水倍数12倍、提取次数4次、提取时间0.5 h,综合评分为92.72分(RSD为0.77%),略低于正交实验所得工艺。结论本研究成功优化了香芩解热颗粒的最佳水提工艺,具体为加水倍数8倍、提取次数3次、提取时间1 h。

IL-18、IL-18BP、IL-18R在特应性皮炎患者外周血B淋巴细胞及单核细胞中的表达

目的探讨特应性皮炎(AD)患者外周血B淋巴细胞及单核细胞中白细胞介素(IL)-18、IL-18BP和IL-18R的表达。方法收集28例AD患者和21例健康对照者外周静脉血,分别用大籽蒿过敏原提取物、尘螨过敏原提取物或梧桐花粉过敏原提取物刺激,采用流式细胞术检测B淋巴细胞及单核细胞中IL-18^(+)、IL-18BP^(+)和IL-18R^(+)的表达。结果与健康对照者比较,AD患者静息状态下B淋巴细胞群中IL-18^(+)、IL-18BP^(+)、IL-18R^(+)细胞比例分别升高2.01、10.35、20.85倍,单核细胞群中IL-18^(+)和IL-18BP^(+)细胞比例分别升高5.51和41.88倍,IL-18R^(+)细胞比例无明显变化。结论B淋巴细胞及单核细胞中IL-18、IL-18BP和IL-18R可能在AD中起重要作用,可能是治疗AD的潜在靶点。

环状RNA hsa_circ_0003221靶向miR-139-3p/IGF2BP3轴调控口腔鳞癌细胞增殖和凋亡的分子机制

目的:探讨环状RNA hsa_circ_0003221(circPTK2)靶向微小RNA(miR)-139-3p/胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白3(IGF2BP3)轴调控口腔鳞癌(OSCC)细胞增殖、凋亡。方法:qRT-PCR检测组织及细胞中circPTK2、miR-139-3p、IGF2BP3 mRNA表达水平;将CAL-27细胞分为5组:sh circPTK2、sh NC、sh circPTK2+miR-139-3p inhibitor、sh circPTK2+inhibitor NC、空白组。分别检测细胞增殖率、凋亡率及相关蛋白、IGF2BP3的表达,并验证miR-139-3p与circPTK2、IGF2BP3的靶向关系。结果:miR-139-3p表达在OSCC组织及细胞中降低,circPTK2、IGF2BP3 mRNA表达增加(P<0.05);沉默circPTK2可抑制细胞增殖及circPTK2、IGF2BP3 mRNA及蛋白表达,促进细胞凋亡及miR-139-3p表达(P<0.05);miR-139-3p inhibitor逆转了沉默circPTK2对CAL-27细胞恶性行为的抑制作用(P<0.05)。miR-139-3p分别与circPTK2、IGF 2BP3存在靶向关系。结论:沉默circPTK2可通过miR-139-3p/IGF2BP3轴调控OSCC细胞增殖、凋亡。

iRoot BP Plus应用于年轻恒牙血运重建术对患者牙根发育及龈沟液血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、白细胞介素-8、白细胞介素-1β水平的影响

目的:探讨iRoot BP Plus应用于年轻恒牙血运重建术对牙根发育及龈沟液血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、白细胞介素-8(IL-8)、白细胞介素-1β(IL-1β)水平的影响。方法:选取88例年轻恒牙血运重建术患儿作为研究对象,按照随机数字表法将其分为对照组(44例,44颗牙)和试验组(44例,44颗牙)。对照组使用无机三氧化物聚合物(MTA)作为填充材料,试验组选择iRoot BP Plus作为填充材料,两组术后均随访1年。比较两组随访1年后的疗效、牙根发育情况,术前、随访1年后的牙根长度、根管壁厚度、咬合功能、咀嚼功能、疼痛程度、牙周指数,术前、术后1周的龈沟液VEGF、bFGF、IL-8、IL-1β水平及随访期间的不良反应发生情况。结果:随访1年后,试验组总有效率及牙根发育Ⅰ型患儿占比分别为95.45%、47.73%,高于对照组的79.55%、25.00%(均P<0.05)。与术前比较,随访1年后,两组牙根长度、根管壁厚度增加,试验组高于对照组(均P<0.05);两组咬合功能、咀嚼功能、视觉模拟评分法(VAS)、牙周袋深度(PD)、牙龈指数(GI)、龈沟出血指数(SBI)、菌斑指数(PLI)评分降低,试验组低于对照组(均P<0.05)。与术前比较,术后1周,两组龈沟液VEGF、bFGF水平升高,试验组高于对照组(均P<0.05);两组龈沟液IL-8、IL-1β水平降低,试验组低于对照组(均P<0.05)。随访期间,试验组不良反应总发生率为4.55%,低于对照组的22.73%(P<0.05)。结论:与MTA比较,iRoot BP Plus应用于年轻恒牙血运重建术中可调节患儿龈沟液VEGF、bFGF、IL-8、IL-1β水平,减轻炎症,促进牙根生长发育,并可减轻患儿疼痛程度,改善咬合功能、咀嚼功能及牙周状况,进而有利于提高疗效,且具有较好的安全性。

基于Box-Behnken响应面法结合BP神经网络多指标优化汉桃叶微丸的制备工艺

目的采用Box-Behnken响应面法结合BP(back-propagation)神经网络多指标优化汉桃叶微丸的制备工艺。方法利用挤出滚圆法制备汉桃叶微丸,在单因素试验的基础上,以辅料微粉硅胶与微晶纤维素(microcrystalline cellulose,MCC)的比例、润湿剂、载药量、滚圆频率和滚圆时间为考察因素,以收率(%)、圆整度、豪斯纳比(hausner ratio,HR)和脆碎度(%)为评价指标,基于G1-熵权法对各评价指标进行组合赋权并计算综合评价结果,从而优化处方组成及其制备工艺;建立BP神经网络模型,选取合理数据进行学习和验证并预测汉桃叶微丸的最佳制备工艺。结果采用Box-Behnken响应面法及BP神经网络预测的汉桃叶微丸的最佳制备工艺为微粉硅胶与MCC的比例为1∶3(g∶g)、载药量为25%、滚圆频率为22 Hz。验证试验的结果表明,Box-Behnken响应面法的综合评价结果均值与响应面优化理论值的绝对误差为0.0077,相对误差为0.79%。结论基于Box-Behnken响应面法结合BP神经网络多指标优化的汉桃叶微丸的制备工艺稳定可行、较为合理。

均匀设计和BP神经网络结合G1-熵权法对比优化苗药五香血藤提取工艺

目的:优化五香血藤的提取工艺参数。方法:采用U 6(64)均匀设计,对乙醇质量分数、料液比、提取次数和提取时间进行考察,以五味子醇甲和五味子乙素的含量为评价指标,采用G1-熵权法赋权得到综合评分,通过均匀设计试验进行分析得到最佳提取工艺,再通过BP神经网络建模进行网络模型优化和目标寻优,确定五香血藤的最佳提取工艺参数并进行验证对比2种分析方法。结果:均匀设计分析和BP神经网络建模得到的最优提取工艺综合得分分别为104.22、110.30,故确定BP神经网络模型预测的参数为最佳提取工艺,即为料液比20倍,乙醇质量分数90%,超声50 min,超声提取2次。结论:优选出的五香血藤最佳提取工艺稳定可行,为今后五香血藤有效成分的提取方法和工艺改进提供理论参考。

基于预估-校正综合BP神经网络的短期光伏功率预测

针对现有光伏功率预测结果精度低、无法反映功率变动范围等问题,提出考虑不确定性的短期光伏功率综合预测方法。建立基于预估-校正综合BP神经网络的光伏功率点预测模型和考虑不确定性的光伏功率区间预测模型。结合某光伏电站历史数据对所提方法的正确性和有效性进行验证,算例分析表明,基于预估-校正综合BP神经网络的光伏功率点预测模型有效提高了光伏功率预测的精准度,考虑不确定性的光伏功率区间预测模型准确反映了光伏功率的变化趋势和范围。

基于BP神经网络的独立节流口阀流量-压力复合控制方法

相较传统比例阀,独立节流口阀因阀口独立控制,更易实现流量-压力复合控制功能。但由于流量、压力控制过程为多级闭环控制,仅采用传统PID控制算法难以满足流量-压力复合控制的要求。针对某型双阀芯独立节流口阀,提出了基于BP神经网络PID的流量-压力复合控制策略,利用BP神经网络算法可以逼近任意非线性函数的特性,实时调整PID控制器的参数值,并进行了理论分析和实验研究。结果表明:采用BP神经网络PID控制算法在流量-压力复合控制时,流量、压力控制精度分别为1.8%和2.1%,可以满足大多数流量-压力复合控制场合的需求。

基于G1-熵权法的Box-Behnken响应面与BP神经网络法优选芪脊方醇提工艺

目的:利用Box-Behnken响应面和BP神经网络法结合G1-熵权法多指标优选芪脊方醇提工艺,并对这两种方法的优化结果进行比较。方法:以黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、阿魏酸、厚朴酚、和厚朴酚含量与总固体量为指标,采用G1-熵权法确定各指标权重系数,通过Box-Behnken响应面法以及基于3种不同训练策略的BP神经网络法,对芪脊方醇提过程中乙醇浓度、溶剂倍数、提取时间的非线性影响进行反映,确定最佳提取工艺,并对两种方法的工艺优化结果进行比较验证。结果:对比采用Box-Behnken响应面法与不同训练策略的BP神经网络法优化获得的最佳工艺结果可知,基于少量神经元、全训练集(无验证集、无测试集)的BP神经网络法预测的最佳工艺综合评分更高,与工艺验证结果一致,最佳醇提工艺为:浸泡时间0.5 h,乙醇浓度54.79%,溶剂倍数14.33倍,回流提取3次,每次2 h。结论:相比Box-Behnken响应面法,所采用的BP神经网络训练策略所得神经网络模型稳定可行,具有良好的重复性,可以更好地反映各因素对芪脊方醇提过程的非线性影响,有效应用于该过程的工艺参数优化。

基于遗传-蚁群算法优化BP神经网络的医用输液泵输液误差补偿

一次性泵用输液器搭配医用输液泵进行输液时,输液精度受时间、温度和流速影响,可能会出现精度下降等不利现象。为了对输液误差进行补偿,提出一种遗传算法(genetic algorithm, GA)和蚁群算法(ant colony optimization, ACO)相结合以优化BP神经网络的方法。首先分析误差影响因素,通过多控制因素下的输液实验获得补偿前的误差数据。其次,运用GA-ACO优化BP神经网络的初始权值和阈值,建立误差补偿模型。最后将该算法和BP算法以及分别用遗传算法、蚁群算法优化BP神经网络的补偿效果进行对比。仿真结果表明,提出的算法能够有效减小输液误差。模型的平均绝对误差为0.575 7 mL、均方误差为0.533 9、均方根误差为0.730 7、平均绝对百分比误差为0.092 2%。公司产品样机实测结果表明,采用该优化算法能够提高输液精度,最大相对误差低于3.5%,验证了使用遗传-蚁群算法优化BP神经网络补偿泵用输液器输液误差的有效性,具有一定的实际应用价值。

敛疮生肌灌肠疗法对溃疡性结肠炎大鼠IL-6、IL-10、NF-κBp65、ICAM-1表达的影响

目的 观察敛疮生肌灌肠疗法对溃疡性结肠炎大鼠黏膜修复及结肠组织中白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)、核转录因子κBp65(NF-κBp65)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)表达的影响。方法 选取10只SD大鼠作为正常组,另取20只SD大鼠建立溃疡性结肠炎模型。将造模成功大鼠随机分为模型组和敛疮生肌组,每组10只。敛疮生肌组给予0.45 g/mL的敛疮生肌方浓缩水煎液2 mL灌肠,模型组、正常组给予等量生理盐水灌肠,均1次/d,连续灌肠7 d。根据大鼠体重、大便性状、便血情况计算DAI评分;HE染色观察结肠组织病理形态,计算结肠组织病理评分;ELISA法检测结肠组织中IL-6、IL-10含量,免疫组化法检测NF-κBp65蛋白表达情况,RT-PCR法检测ICAM-1 mRNA表达情况。结果 模型组DAI评分、结肠组织病理学评分及结肠组织中IL-6含量、NF-κBp65蛋白表达光密度值、ICAM-1mRNA表达量均明显高于正常组(P均<0.05),结肠组织中IL-10含量明显低于正常组(P<0.05);敛疮生肌组DAI评分、结肠组织病理学评分及结肠组织中IL-6含量、NF-κBp65蛋白表达光密度值、ICAM-1 mRNA表达量均明显低于模型组(P均<0.05),结肠组织中IL-10含量明显高于模型组(P<0.05)。结论 敛疮生肌灌肠疗法可以有效减轻溃疡性结肠炎大鼠肠道免疫炎症反应,促进肠黏膜修复,其机制可能与上调IL-10表达和下调IL-6、NF-κBp65、ICAM-1的表达有关。

运用GA-BP算法的BKlob模型优化分析

为了进一步提升北斗卫星导航系统(BDS)克洛步伽(Klobuchar)电离层模型(BKlob)在亚太以外区域的服务性能,提出利用遗传算法(GA)优化反向传播神经网络(BP)对BKlob模型进行改进:对BKlob模型残差进行相关性分析和周期性检测;然后采用遗传算法优化BP神经网络(GA-BP)算法对模型残差进行7、30和150 d的预测,以实现对BKlob模型的改进;最后,分别以全球电离层格网图(GIM)产品为参考和单频单点定位精度提升,评估改正精度。实验结果表明:BKlob模型残差不同格网点处具有较强的相关性,且受地理纬度影响较大,受地理经度影响较小;改进的BKlob模型改正性能有明显提升,在高纬度地区和全球范围,改正率可提升50.0%、30.0%以上;采用改进的BKlob模型进行伪距单点定位(SPP)解算,三维方向均方根误差(RMSE)可提升14.84%,北(N)、天(U)方向定位精度明显提升。

七叶皂苷钠联合软通道穿刺引流术对高血压脑出血患者IL-17、NF-κBp65表达的影响

目的探讨七叶皂苷钠联合软通道穿刺引流术对高血压脑出血患者白细胞介素-17(IL-17)、核因子-κBp65(NF-κBp65)表达的影响。方法将2021年5月至2023年4月期间周口市中心医院收治的106例高血压脑出血患者按治疗方案分为实验组(n=64)、对照组(n=42),对照组予以软通道穿刺引流术及术后常规内科治疗,实验组在对照组基础上联合七叶皂苷钠治疗,均治疗4周。比较两组的临床疗效、治疗前及治疗后4周的美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分、格拉斯哥昏迷(GCS)评分、日常生活活动能力(ADL)评分、脑水肿指标、血管紧张素Ⅱ1型受体(AT_(1)R)、血清P物质(SP)、IL-17、NF-κBp65水平。结果实验组的临床总有效率高于对照组(χ^(2)=5.342,P<0.05);治疗后,两组的NIHSS评分、脑水肿相关指标均降低,GCS评分及ADL评分均提高,且实验组改善程度优于对照组(t=10.083、7.251、3.248、2.747、6.353,P<0.05);治疗后,实验组的AT_(1)R、IL-17、NF-κBp65表达水平均低于对照组,SP表达水平高于对照组(t=6.229、10.667、17.503、5.815,P<0.05)。结论七叶皂苷钠联合软通道穿刺引流术治疗高血压脑出血患者可提高临床效果,其可能通过降低AT_(1)R、提高SP水平以及调节IL-17与NF-κBp65表达有关。

基于FAHP与SSA-BP神经网络的海洋发电项目风险分析

为有效解决风力、光伏联合发电的随机性、波动性和间歇性带来的风险问题,实现海洋风-光联合发电项目的高效建造及后期的稳定运行,从自然、政策、经济、设计、建设、运维6个方面进行风险识别,结合专家对各个风险因素的打分,运用FAHP与麻雀搜索算法改进BP神经网络结合的方法对项目存在的风险进行评价,得到主要风险为政府扶持补贴政策改变风险、施工安全风险、弃风限电风险;其他为中级风险与较小风险,并对主要风险提出应对措施.结果验证了基于FAHP与SSA-BP神经网络在风险评估工作中的客观性、稳定性与适用性.

基于BP神经网络-GA的顶推PC箱梁临时墩拉索索力优化研究

为研究PC箱梁顶推施工过程中临时墩间拉索索力优化问题,该文以湖南省内某跨铁路顶推施工连续箱梁为研究背景,建立结构仿真分析有限元模型。基于BP神经网络-遗传算法,提出一种主梁顶推施工过程中临时墩间临时拉索索力优化的方法,并利用Matlab编制程序结合有限元软件,对顶推PC箱梁临时墩拉索索力优化进行研究。结果表明:优化后各临时墩墩顶最大水平位移有明显减小,最大降幅达到35.0%;各墩底最大应力也有显著降低且分布更为均匀,最大应力降幅达到37%;优化后结构受力安全得到了有效提高,也验证了BP神经网络-遗传算法在临时墩间拉索索力优化问题中的有效应用。