EMD新算法及其应用

经验模态分解(EMD)算法是 Hilbert-Huang 变换(HHT)的核心算法,它的分解效果依赖于包络线的生成算法和端点延拓算法。采用分段幂函数插值算法求包络线,结合一种改进的端点延拓算法,得到了一种新的 EMD 算法。分析了分段幂函数插值算法的收敛精度,从数学角度解释了选取该插值算法的原因。最后,结合一个股票模型的仿真结果说明新的 EMD 算法效果更好。

一类动力系统的不动点和分岔

证明了一类非线性离散动力系统不动点的两个判别方法 ,具体分析了两个不同类型的离散动力系统的不动点性质及其分岔特性 .利用 Matlab软件借助计算机验证了所得结论 ,并模拟了相应动力系统的 Feigenbaum第一定律 .

AD患者^(18)F-FDG PET/CT脑显像糖代谢改变模式亚型研究

目的分析阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)患者^(18)F-脱氧葡萄糖(fluorodeoxy glucose,FDG)正电子发射断层显像/计算机体层成像(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)脑显像的代谢改变亚型特点,并比较各亚型间临床表现的差异。方法收集于北京协和医院神经科诊断为很可能AD且β淀粉样蛋白显像为阳性的患者51例(AD组),10名健康体检者作为对照,收集两组受试者^(18)F-FDG PET/CT脑显像资料,结合视觉分析对AD组与健康对照组^(18)F-FDG PET/CT图像进行基于体素的定量分析,按主要^(18)F-FDG代谢减低脑区分布对AD组进行分型,分析各亚型间临床表现的差异。结果根据代谢减低最明显的部位,将AD组分为边缘系受累为主(A型)、顶颞叶外侧皮层及额叶皮层为主(B型)、后皮质为主(C型)及不对称单侧颞叶受累为主(D型)4种亚型。本组患者以A型组为多见〔共31例(61.0%)〕,均存在记忆功能下降,B型组更易出现执行功能下降〔4(100.0%)〕,C型组视空间障碍表现更为明显〔7(87.5%)〕,D型组患者语言障碍突出〔7(87.5%)〕,差异具统计学意义(均P<0.05)。结论AD患者中存在与临床表现相关的大脑葡萄糖代谢改变亚型。

基于DenseMedic网络的脑皮层下结构的语义分割

脑皮层下结构分割问题是神经科及其他相关疾病计算机辅助诊断和治疗的基础。通过分割和分析核磁共振图像中的脑结构,可以对自闭症谱系障碍、脑卒中、脑肿瘤等疾病进行早期诊断和治疗。为解决精准脑结构分割的问题,基于深度学习基本理论,提出一种DenseMedic网络的核磁共振图像脑皮层下结构的分割算法。首先,OreoDown方法通过较早地增大卷积核的步长增大特征感受野的增长速度,并使用不变尺寸的卷积层夹心式地恢复网络深度,使速度的增加带来有效的感受野增加;其次,DenseMedic使用Dense Net的思想实例化OreoDown框架,通过密集连接的特征提取操作来获取多尺度的上下文信息;最后,在各层中使用混合空洞卷积进一步扩大感受野,解决特征感知过于粗糙的问题。采用Dice相似度系数(DSC)、交并比(IoU)、95%Hausdorff表面距离(HSD95)和平均表面距离(ASD) 4个指标,评价神经网络的分割性能。在公开的IBSR数据集的18例图像上进行实验,算法的4个指标分别达到89.2%、80.7%、1.982和0.882;在公开的MBBrainS18数据集的7例图像上的实验显示,算法的4个指标分别达到88.7%、79.8%、1.249和0.570。实验表明,所提出的算法使脑结构的分割结果与真实结构在区域上有更多的重叠,在轮廓上更加相似,可以更好地完成各个脑皮层下结构的分割。在临床应用中,对脑皮层下结构的精准分割将有助于准确测量相关疾病诊断的关键指标,并实现快速的计算机辅助治疗。

一类非线性伪抛物型方程的伪谱解法

本文考虑了一类非线性伪抛物型方程的Fourier伪谱方法,建立了该方程的Fourier伪谱方法的半离散格式和全离散格式．并利用Sobolev空间的正交映射理论,给出了这两种格式的误差估计．最后针对全离散格式给出了数值算例,数值结果表明Fourier伪谱格式能正确加解密,且计算误差较小,效率较高,具有较好的稳定性,可用于提高热流密码体制的加解密效率．

动脉自旋标记MRI在遗忘型轻度认知障碍及轻度阿尔茨海默病脑血流灌注中的应用研究

目的探讨MRI脉冲动脉自旋标记（PASL）技术在研究遗忘型轻度认知障碍（aMCI）及轻度阿尔茨海默病（AD）患者脑血流灌注改变中的价值。方法本研究为前瞻性研究，选取2011年3月至2013年12月间37例aMCI患者（aMCI组）、30例轻度AD患者（轻度AD组）及30名老年健康志愿者（正常对照组），通过PASL技术行MRI扫描，并采集相对脑血流量（rCBF）数据。以年龄为协变量，采用单因素方差分析比较3组间rCBF的差异，再用Bonferroni方法进行组间两两比较。17例aMCI患者1年后行PASL纵向随访，随访前后rCBF数值采用配对样本t检验分析。结果与正常对照组相比，aMCI组双侧后扣带回及楔前叶脑血流灌注增加（体素数日为2785，P〈0．05）。与正常对照组相比，轻度AD组的左侧顶上下回、角回、额中回及有侧颞上回脑血流灌注降低（体素数目为3459～5206，P值均〈0．05）。与aMCI组相比，轻度AD组的双侧额中回、左侧楔前叶、有侧中央后回及顶下回脑血流灌注降低（体素数目为3236～19863，P值均〈0．05）。17例aMCI患者1年后纵向随访，左侧额下回和枕上回、双侧额极和旁扣带回同时出现脑血流灌注增加和降低的脑区，以灌注增加为著；左侧颞叶、角同、楔前叶等脑区脑血流灌注增加，左侧壳核、岛盖及右侧胼胝体等脑区脑血流灌注降低（P〈0．05）。结论PASL灌注成像技术是监测aMCI及AD患者脑血流灌注动态变化的有效方法，能够为找寻AD早期诊断影像学指标提供帮助。