高海拔潮气量双环PID控制系统研究

为解决高海拔地区气压降低导致急救呼吸机潮气量控制精度下降的问题,提出了双环PID潮气量控制系统。该系统采用气压补偿型PID控制器调整风机转速,并辅以积分分离式PID控制器,以实现对气流速度的精确控制。在实际海拔4370 m、大气压59 kPa的环境中,系统性能测试表明,相较于单环PID控制,双环控制系统在高海拔条件下表现出快速响应和无超调的卓越性能。平均气流速度输出误差为3.19%,最大误差为4.1%,优于现有临床设备的准确性。这一技术突破不仅提供了高海拔急救呼吸机潮气量控制的有效解决方案,也为特殊环境下的通气控制技术发展贡献了重要参考。

高校招生信息化建设的现状审视与优化策略

随着信息技术的飞速发展,信息化建设已成为高等教育发展的关键一环,特别在高校招生领域,信息化建设的重要性日益凸显。文章详细探讨了高校招生信息化建设的重要意义,深入分析了当前的建设现状,揭示了从招生平台技术创新到招生服务新纪元的变化。针对高校信息化建设中存在的数据安全、数据质量、数据共享与人才缺口等问题及挑战,文章提出了一系列高校招生信息化建设的优化策略,以期为高校招生信息化建设提供有益的参考。

基于单通道心电信号的家用睡眠分期方法

为了实现居家环境下的睡眠健康监测,提出基于可穿戴式单通道心电的不同睡眠阶段识别分析方法,研究了心电信号的27个心率变异性(HRV)特征分别在序列前向选择(SFS)、序列后向选择(SBS)和浮动序列前向选择(SFFS)3种不同方式下最优特征集的选取,设计了以堆栈式自编码器(SAE)建立的睡眠分期神经网络模型系统。结果表明:基于SFS-SAE的睡眠分期模型方法的分类效果最好,且相邻RR间期序列差值大于50 ms百分比(pNN50)、相邻RR间期序列差值的绝对中位差(MADRR)和庞加莱散点图中椭圆短轴(SD1)3种HRV特征都能在此模型系统中有效用于各睡眠阶段的识别,在清醒-睡眠(WAKE-SLEEP)分类、非快速眼动-快速眼动(NREM-REM)分类和浅睡-深睡(N1N2-N3)分类下的平均准确率分别为82%、80%和81%,基本满足家用睡眠分期判别,可用于睡眠疾病的日常筛查,是对多导睡眠图睡眠分析方法的有效补充。

基于无创生理参数的家用慢阻肺疾病分类方法

为实现居家环境下慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)患者的病期监测,本研究设计了不同病期患者呼吸波形的采集实验,探究了基于呼吸波形提取的16个无创生理参数(non-invasive physiological parameters, NPP)及13个呼吸机统计参数(statistical parameters, STA)在COPD不同病期的分类效果,并基于支持向量机建立病期分类模型。结果表明,在NPP中,从压力波形中提取的峰值间隔序列一阶差分序列的标准差、均方根、方差和峰值间隔序列的变异系数对模型分类效果的贡献度最大。在三种输入不同特征参数的分类模型中,NPP、STA和NPP-STA的平均准确率分别为82%、67%和89%,AUC值分别为0.90、0.80和0.95。NPP-STA分类模型更适用于居家环境下COPD患者的病情分类,可用于日常疾病状况筛查,辅助医生对COPD患者进行诊断和管理。

秸秆还田对土壤生态及农作物生长发育影响的研究进展

作物秸秆含有丰富的养分,具有较高的利用价值。秸秆还田作为秸秆资源化利用中高效且低成本的一种方式,在提升土壤质量和促进农业可持续发展方面发挥着重要作用。本文重点综述了秸秆还田对土壤温湿度、土壤理化性质、土壤酶活性、作物根系、作物地上部等的影响,分析了秸秆还田的影响机制,指出了秸秆还田后对作物生长产生的负面影响。在此基础上指明了未来的一些重点研究方向,如建立秸秆还田最优模型、加强秸秆还田的障碍消减研究、开发稻麦秸秆还田新型一次性施用专用肥。

一种精确监测低灌注下无创血压的前端采集设计

本研究针对现有无创血压监测设备采集前端无法实现低灌注信号准确监测的情况,提出一种基于恒定容积法的低灌注血压精确监测的指尖前端采集方案,并基于动物实验,研究了低灌注情况下光电脉搏波及压力脉搏波信号精确采集对血压准确检测的关键影响。6个动物(猪)实验样本的数据分析结果显示,本研究设计的采集前端在低灌注状态下,连续无创血压监测精度可控制在±10 mmHg内,且血压波动追踪相关性大于80%。基于本研究进行低灌注下的无创血压监测在重灾现场、重症临床监护、慢病监护等方面具有重要意义。

便携式掌式12导联心电信号采集装置在老年心血管疾病中的诊断效能

目的探讨便携式掌式12导联心电信号采集装置(PH-ECG)在老年心血管病患者中的诊断效能。方法选择2020年2月至2022年12月就诊于中国人民解放军总医院第二医学中心血管内科,明确诊断心肌梗死、房颤(AF)等不同心血管疾病的315例门诊和住院老年患者为研究对象,对患者分别进行标准12导联心电图(CL-ECG)及PH-ECG检查,统计PH-ECG在不同心血管疾病诊断中的灵敏度、特异度、阳性预测值(PPV)及阴性预测值(NPV)。采用SPSS 26.0统计软件进行数据分析。计数资料组间比较采用χ^(2)检验。检查结果一致性使用Kappa和配对χ^(2)检验进行评估。结果PH-ECG检测ST段改变的灵敏度、特异度及准确度分别为75.0%、98.6%及97.1%,与CL-ECG结果进行一致性检验,Kappa值为0.754,P=0.000;PH-ECG检测T波异常的灵敏度、特异度及准确度分别为75.0%、97.9%及95.6%,与CL-ECG结果进行一致性检验,Kappa值为0.750,P=0.000;PH-ECG检测房颤的灵敏度、特异度及准确度分别为95.5%、99.1%及98.1%,与CL-ECG结果进行一致性检验,Kappa值为0.949,P=0.000;PH-ECG对心肌梗死、室性早搏等其他心血管疾病诊断的灵敏度及特异度均在90%以上,与CL-ECG结果进行一致性检验,具有较好的一致性(Kappa值>0.800)。结论PH-ECG具有便携性、实时性、操作简便等优点,在院外心电图检查中具有重要前景。

基于栈式自编码器的磁探测电阻抗成像算法研究

针对目前磁探测电阻抗成像算法图像重建分辨率不高、精确度低的问题,提出了一种基于栈式自编码(SAE)神经网络的磁探测电阻抗成像算法。使用方形成像体进行仿真实验,通过训练样本建立SAE神经网络模型,确定神经元权重和偏置值。利用该网络模型重建成像体内部的电导率分布;并在异质体中心位置、算法的抗噪性能等方面将重建结果与基于Levenberg-Marquardt算法的反向传播神经网络的重建结果进行对比。结果表明栈式自编码神经网络算法显著提高了磁探测电阻抗成像的重建精度、抗噪性能。最后,通过仿体实验验证了SAE算法的可行性。根据实际测得的磁场,使用神经网络算法重建电导率,准确定位异质体位置。SAE神经网络算法的提出对于磁探测电阻抗成像技术的广泛应用具有重要意义。

基于结构先验信息的磁探测电阻抗成像算法研究

为了提高磁探测电阻抗成像中图像分辨率,提出了一种基于结构先验信息的磁探测电阻抗成像算法。通过水平集方法对预处理后CT图像进行分割,获得结构先验信息图像;进而建立模拟肺水肿病变的仿真模型,并结合灵敏度矩阵算法进行重建,获得MDEIT重建图像。仿体实验结果表明:基于结构先验信息的磁探测电阻抗成像算法减少了重建图像的伪影,使重建的电导率图像相对误差从88.47%减少到33.39%;图像相关系数也从0.33提升到0.81,验证了基于结构先验信息的磁探测电阻抗重建算法,在重建图像结构和电导率重建数值精度方面相比传统重建算法都有了显著提高,为磁探测电阻抗成像的临床应用奠定了基础。

基于学生导航视角的岩土工程课程思政的需求侧诠释

现有岩土工程课程思政研究和实践主要集中在供给侧的教学设计和教学模式等创新,缺乏基于学生视角的需求侧诠释。该文将学生对岩土工程专业课程的学习实践视为旅行者使用导航软件的探路过程,从“目的地定位”“路径规划”“周边服务”三大导航核心功能切入,直观生动地诠释了岩土工程课程思政对学生专业课程学习的责任导向、知识串联和信心重振等需求满足机制,给出了适应学生主动应用场景的岩土工程课程思政建构和融合方法。该需求侧诠释可有效提升岩土工程课程思政面向学生主体的精准性和可持续性。

基于有限元法的换流阀水路系统电场分析

在高压直流输电工程中,换流站阀塔内冷水系统会出现漏水故障,严重影响特高压直流输电的稳定性。针对该类漏水故障问题,从阀塔内冷水回路场强因素考虑,采用有限元仿真和实验的方法,搭建了仿真所需的阀塔内冷水回路三维模型和水路局部模型,根据阀塔运行条件对内冷水系统作了电场仿真分析,同时设计了验证实验进行探究。仿真结果表明,内冷水系统回路的冷却水管表面场强部分大于空气击穿场强,等电位线会影响冷却水管周围电场。实验证实在一定条件下等电位线与冷却水管间会有明显放电现象,研究内容为阀塔漏水事故原因分析提供了参考依据。

内源激素对砂梨花芽休眠进程的调控作用

【目的】分析砂梨花芽休眠进程中内源激素的含量及平衡关系对梨花芽休眠进程的调控作用,为研究南方短低温梨花芽休眠解除的调控机理奠定基础。【方法】以黄花梨和蜜雪梨2个砂梨品种花芽为试材,利用HPLC技术分析赤霉素(GA_(3))、脱落酸(ABA)、3-吲哚乙酸(IAA)、玉米素(ZT)等4种内源激素含量以及GA_(3)/ABA、IAA/ABA、ZT/ABA、(IAA+GA_(3))/ABA比值在2个砂梨品种花芽休眠进程中的变化。【结果】在砂梨花芽休眠进程中,GA_(3)和ABA的影响主要在内休眠解除启动期,并且GA_(3)促进了花芽内休眠解除启动,而ABA抑制了花芽休眠解除启动;IAA在休眠进程中的变化规律不明显,对于休眠解除的影响不显著;ZT在黄花梨中促进了内休眠的解除,而在蜜雪梨中则作用于内休眠解除的启动。GA_(3)/ABA和(IAA+GA_(3))/ABA在砂梨花芽休眠进程中变化趋势基本相同,均表现出在内休眠阶段比值较小,并且变化趋势不明显,而内休眠解除启动时明显升高,并且在内休眠解除时稍低于内休眠解除启动期;IAA/ABA其对休眠进程的影响较小;ZT/ABA的比值在黄花梨花芽休眠解除启动期稍低于内休眠解除期,而在蜜雪梨中花芽休眠解除启动期会稍高于内休眠解除期。【结论】砂梨花芽休眠进程中GA_(3)和ABA两种内源激素起主要作用,ZT不能直接影响休眠进程,而且内源激素调控花芽的休眠进程更主要取决于各内源激素的平衡。不同品种之间内源激素变化不完全一致,但总的趋势相似,本研究为内源激素调控休眠的研究奠定了基础。

基于Matlab环境的脑控轮椅搭建与实验验证

目的基于脑电(electroencephalography,EEG)的脑控轮椅(brain-controlled wheelchair,BCW)能够为无法通过四肢操控轮椅运动的严重肢体残疾或运动障碍患者提供辅助,满足日常移动或出行需要。本文以兼顾系统性价比和准确率为研究目的,采用便携脑电放大器,搭建一个基于Matlab环境的BCW系统,并验证系统的可行性和实用性。方法首先搭建一个基于稳态视觉诱发电位(steadystate visual evoked potential,SSVEP)的BCW系统,系统主要包括脑电刺激、采集与处理,以及轮椅控制两大部分,用户无需长期训练即可通过脑电控制轮椅的运动状态。然后招募3名健康受试者进行系统分类准确率验证实验和预设路径控制验证实验。其中,分类准确率验证实验要求受试者按照语音提示指令,注视对应刺激闪烁块以得到分类结果;预设路径控制验证实验要求受试者完成3个轮椅既定路线控制任务。实验后填写问卷调查衡量本系统的控制难度、受试者舒适度和疲劳程度。结果比较提示指令与分类结果得到系统分类准确率为97%±1%。路径控制实验中受试者均能控制轮椅按照预设路径运动到目的地,且获得用时、实际路径长度、命令个数、时间优化率、路径优化率等指标。结论本文搭建的基于Matlab环境的SSVEP-BCW系统分类准确率较高,控制效果和控制舒适度较好,具有一定的实用性。

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情中医护人员的疲劳监测研究

为了探究心率变异性(heart rate variability,HRV)与疲劳状态之间的相关性,探讨心率变异性特征在疲劳监测中的应用价值,并为新型冠状病毒肺炎(COVID-19)医护人员等高强度作业人员提供有效疲劳预警,本研究对COVID-19疫情中一线医护人员工作时随着疲劳度的增加,HRV的相应变化进行分析。共采集了78例医护人员工作时的心电数据,及其填写的疲劳度问卷量表,提取了不同疲劳状态下的心率变异性特征指标,并利用统计学方法对其进行差异性分析。结果表明,HR与LFn/HFn两项指标在体力疲劳、脑力疲劳、以及体力+脑力综合疲劳的不同疲劳度之间存在显著性差异(P<0.05)。在所研究的HRV参数中,随着疲劳度的增加,部分心率变异性时域和频域参数数值呈现明显的单调递增或递减趋势。疲劳度在医护人员的性别、年龄、工作环境的不同因素中也存在差异。心率变异性与疲劳状态之间存在较强的相关性,动态心率监测能够为疲劳评估提供依据,在疲劳风险预警中发挥重要价值。

基于图像融合技术提高磁探测电阻抗成像质量的研究

为了提高磁探测电阻抗成像(magnetic detection electrical impedance tomography,MDEIT)中图像分辨率,提出了一种基于图像融合技术提高磁探测电阻抗成像质量的研究。通过利用水平集方法对预处理后的CT图像进行分割,获得结构信息图像;采用CT图像建立模拟肺水肿病变仿真模型,并利用传统灵敏度矩阵算法进行重建,获得MDEIT功能信息图像;利用小波融合算法进行图像融合以获得结构—功能融合图像,并对融合结果进行分析。仿真结果表明,结构信息图像与功能信息图像相融合的图像效果较好。融合图像中重建电导率信息分布更清晰,并且可以实现在实际组织中对病变组织位置和大小精准定位,从而使磁探测电阻抗成像质量得到很大提升,为磁探测电阻抗成像的临床应用奠定了基础。

精液与附睾结节穿刺标本结核杆菌DNA检测在附睾结核诊断中的价值

目的探讨精液及附睾结节穿刺标本中结核杆菌DNA含量检测在附睾结核诊断中的价值。方法对2010年1月—2018年2月诊治的42例附睾结节患者,均行附睾结节穿刺术及留取精液,将标本分为两份分别行结核杆菌DNA检测及涂片镜检结核杆菌,计算结核杆菌阳性率。结果结核杆菌DNA检测精液标本阳性率28. 57%、附睾穿刺标本阳性率42. 86%、组织标本高于精液标本P <0. 01;精液标本与附睾穿刺标本结核杆菌涂片检测阳性率比较无统计学差异(P> 0. 05)。结论对可疑附睾结核患者的精液及附睾结节穿刺应用实时荧光定量PCR方法检测结核杆菌DNA含量,是一种有价值的诊断手段。

磁感应断层成像的双向检测优化方法研究

磁感应断层成像作为一种新的检测成像技术,在脑出血等疾病的临床诊断和连续检测中具有重要的应用价值。磁感应断层成像系统由激励线圈和检测线圈两种线圈组成,其中激励线圈只有一个,而检测线圈在以往的研究中多达十几个甚至几十个。由于空间限制以及线圈之间的相互干扰,如何在不损失成像准确度的情况下最大程度减少线圈的个数具有重要的研究意义。针对此问题,本文提出了仅使用5个检测线圈,分别检测两个相互垂直方向磁场信息的双向检测成像方法。进行了含有半径为15 mm的单个异质体和半径分别为7和15 mm的两个异质体的复杂头部模型仿真实验和异质体检测的仿体实验,结果均表明双向检测成像方式不仅可以抵消检测线圈个数减少带来的影响,而且具有更高的抗噪性能和成像准确度,从而为推动MIT的实际应用奠定了技术基础。

换流阀水冷回路PVDF材质水管老化分析

针对换流站中换流阀水冷回路PVDF(聚偏氟乙烯)水管损伤导致漏水问题,首先采用红外吸收光谱与差示扫描量热法检测了冷却水管内外侧样品的化学成分,分析换流阀运行条件下老化作用对PVDF水管的影响,相较于低氧环境的内侧,暴露于空气中的外侧样品分子中有含量不高的羰基(C=O)和羟基(-OH);这些极性基团的引入使得内外侧PVDF结晶度与晶片厚度产生差异,但并未对水管机械性能等方面造成明显影响,建议后续对水管材质作进一步质量测评。

基于有限元分析的CT修正胸腔建模与感生磁场计算的研究

磁探测电阻抗成像(magnetic detection electrical impedance tomography,MDEIT)通过体表电极向成像体注入激励电流,利用外部空间磁场分布数据重建成像体内部电导率分布。MDEIT技术应用于肺部肿瘤的动态检测,实现更加贴近实际的仿真计算;应用图像分割在临床CT图像获取胸腔内部结构先验信息,进而构建正常人与肺部肿瘤患者胸腔的三维模型,应用有限元分析分别计算胸腔外部磁场分布,并对其进行特征分析。正常人与肺部肿瘤患者胸腔周围的磁感应强度在空间分布上存在差异,两者对比结果显示,患者比正常人高出10.52%。外部磁感应强度的异常一定程度上反应了胸腔内组织的病理变化,为MDEIT在肺癌检测中的应用提供合理参考。

基于漫射光子密度波的硬质仿体光学参数的测量

本研究制作了与组织光学参数相近的硬质仿体作为研究对象,使用漫射光子密度波(diffuse photon density waves,DPDW)技术,设计了一个基于DPDW的硬质仿体光学参数测量系统。由网络分析仪在300 KHz^1 MHz频率范围内对激光器进行交流调制,在与光源间隔1 cm处接收漫射光子,经过解调获得幅值与相位的数据。利用光辐射方程对获取的数据进行曲线拟合,进而得到硬质仿体的吸收系数和约化散射系数。实验结果表明,对3种不同吸收系数的硬质仿体的检测中,μa和μ's的检测最大误差分别为0.282、0.003 cm-1,平均相对误差分别为19.8%、23.7%,吸收系数检测结果的相关系数为0.999。测量精度满足常规生物组织光学特性测量要求,本系统将在硬质仿体的检测以及生物组织检测等领域发挥重要作用。