Python可视化技术在电动力学教学中的应用

电动力学是研究电磁场基本规律的理论课程,不仅是理解电磁现象的基础,而且为电子技术和通信工程等应用领域提供了理论支持;但电动力学理论中的抽象概念难以直观理解,数学计算尤其是矢量计算较为复杂。本文探究Python编程语言的可视化技术在电动力学教学中的应用,通过编程计算模拟可视化抽象的电动力学概念和结论,如偶极子辐射、运动点电荷的场等,让学生能直观观察电磁场的变化规律,提升学生对电磁场概念的理解与应用能力,激发学生对电动力学学习的兴趣。

乡村与中国式现代化的当下实践——来自义乌的启示

中国曾经是一个贫穷的,农村人口占多数的国家。党的二十大报告提出中国式现代化,其中第一大特征是“人口规模巨大”,这个特征显然把中国式现代化与中国乡村有机地联系在一起。乡村内生发展中的城乡一体化是中国发展的一个特征,但是,因为对农民群体存在物化谬误和反映论谬误的偏见,造成对发展内生动力的理解不够。义乌是农民在发展中将勤劳与坚韧、合作精神和创新品格等村落伦理和传统精神通过“肯定式采借”“否定式批判”和“创新式肯定”三个阶段,与现代文化结合的中国农村现代化的典型案例。传统的当下实践是某一个历史时期的“总体性过程”,这个“总体性”过程就是中国式现代化在实践中的展开,在“总体性”中国式现代化的当下实践中,国家或者说政府必须是不可或缺的重要因素。

早发型胰腺癌临床病理特征、治疗策略和预后研究

背景近年来早发型胰腺癌(≤50岁)发病率逐年上升,但对这一人群临床病理特征、治疗策略与预后的关系研究较少。目的分析早发型胰腺癌患者的临床病理特征及其治疗策略与预后的关系。方法回顾2017年1月—2020年12月解放军总医院第一医学中心诊治的18~50岁胰腺癌患者临床病理资料和治疗方案,分析其与生存的关系。结果共纳入272例早发型胰腺癌患者,中位年龄46(范围:23~50)岁,男性、胰头部肿瘤、低分化腺癌分别占70.6%、55.9%和50.3%,Ⅰ~Ⅳ期患者分别占22.8%、28.3%、18%和30.9%。接受手术切除、化疗、放疗、免疫治疗和靶向治疗的患者分别占57.0%、86.8%、27.9%、38.6%和31.6%。全组中位总生存期(overall survival,OS)为26.5(95%CI:24.2~30.8)个月,1年、2年、5年生存率分别为78.0%、57.1%和24.3%。局限期单纯手术组和辅助治疗组中位OS分别为30.7个月和36.4个月(P=0.885);局部晚期放疗为主综合治疗组、手术切除组和单纯化疗组中位OS分别为29.9个月、16.9个月和15.7个月(P=0.207);转移性患者全部接受了化疗,单纯化疗组、放疗组和手术切除组中位OS分别为8.3个月、18.8个月和22.5个月(P=0.109);术后复发放疗为主综合治疗组和单纯化疗组复发后中位OS分别为15.9个月和15.4个月(P=0.415),中位无进展生存期分别为10.5个月和6.3个月(P=0.204)。多因素Cox回归分析表明CA19-9(>1000 U/mL vs≤1000 U/mL;HR=1.80,95%CI:1.16~2.81)、病理分级(中-高分化vs低分化;HR=0.66,95%CI:0.41~0.95)、临床分期(Ⅳ期vsⅠ期;HR=2.36,95%CI:1.12~4.99)、根治性手术(有vs无;HR=0.39,95%CI:0.22~0.69)和化疗周期数(>6周期vs≤6周期;HR=0.44,95%CI:0.29~0.67)是独立预后因素。结论早发型胰腺癌以男性患者为主,分期较早,分化较差,局限期患者单纯手术与术后辅助化疗生存相似,局部晚期和转移性患者接受放疗为主的综合治疗有改善生存趋势,术后复发患者采用放疗可取得较好无进展生存。

改进粒子群算法的单杆柔性臂振动抑制方法研究

对于传统的线性二次调节器(LQR)控制的柔性机械臂,加权矩阵通常根据先验知识进行选取,粒子群算法可以通过迭代运算自主寻找最优解,传统粒子群算法的收敛速度比较慢,因此本文提出了一种改进粒子群算法优化加权矩阵的方法。使用Lagrange方程建立单杆柔性机械臂的动力学方程,并依据LQR推导出其控制模型。在模型求解中基于传统粒子群算法,引入交叉操作以及非线性动态惯性权重来提高全局和局部搜索能力。最后,通过仿真结果对比分析表明,改进粒子群算法的收敛速度更快,且抑振效果优于传统的粒子群算法,为其更高精度的应用提供辅助与支撑。

微腔效应影响有机发光器件调制带宽特性研究

可见光通信(VLC)技术巧妙地融合了通信和照明或显示功能,为通信提供了高效便捷的方案。有机电致发光器件(OLED)作为最接近自然阳光的人造光源,在可见光通信系统的发射端展现出巨大的应用潜力。然而,受制于有机发光染料激子辐射复合速率较慢的限制,OLED在高频信号激励时响应速度较慢。为了克服这一限制,我们提出利用微腔结构,旨在通过微腔效应增强有机发光分子的自发辐射速率,从而改善器件的频率响应。研究结果表明,特定腔长的光学微腔引发的Purcell效应能够提升特定波长的光子态密度,从而加速其自发辐射速率。这种增强效应成功地将调制带宽从4 kHz提高到7 kHz,拓展了近75%的响应频率范围。

肇兰新河河流生态系统健康评价及改善对策

为诊断肇兰新河的水环境问题,从水质、底质、水生态状况3个方面开展对肇兰新河流域为期1年(2021年夏季—2022年春季)的系统调研、监测与数据分析。采用多指标综合分析法,构建三层次递阶评价体系,选取物理完整性、水资源与安全、水质等7项指标构建肇兰新河河流生态系统健康综合评价指标体系,评价其健康状况。结果表明:肇兰新河源头青肯泡污染严重,干流沿岸以农业面源污染为主,水生态系统受到人类干扰强度较高,河流生态系统脆弱。肇兰新河河流健康总体评价得分为0.26,介于0.20~0.40,等级评级为“差”,其中河流上游、中游和下游健康总体评价的7个方面得分均低于0.4,部分评分低于0.2,评价等级为“差”或“极差”。从河流管理、水污染控制和水生态修复方面提出治理策略,采取优化断面布设、深度控制污染来源、清淤治理等措施改善肇兰新河生态环境。

基于倾向评分匹配法评估影像融合导航技术引导经皮穿刺活检在肺深部微小癌变检测中的应用价值

目的基于倾向评分匹配法研究影像融合导航技术引导经皮穿刺活检在肺深部微小癌变检测中应用的价值。方法选取2018年4月至2021年4月河北省胸科医院收治的影像融合导航技术引导经皮穿刺肺活检术患者105例为观察组,选择同期本院常规CT引导下经皮穿刺肺活检术患者223例为对照组。分析两种方法对肺深部微小癌变的诊断准确性及患者并发症发生情况的差异。结果采用1∶1最邻近匹配法,倾向评分匹配法匹配后,观察组90例,对照组90例。与对照组比较,观察组操作时间、探针次数减少(P<0.05),针刺深度增加(P<0.05),气胸、少量出血并发症发生率、总并发症发生率降低(P<0.05)。与对照组比较,观察组诊断腺癌、鳞癌、小细胞癌的准确性均提高(P<0.05)。结论影像融合导航技术引导经皮穿刺活检对肺深部微小癌变的诊断具有较高的准确性,且具有操作时间短、辐射剂量小、并发症发生率低等特点,值得临床推广应用。

基于排污许可制度的温室气体排放报告模式研究

结合排污许可制度和温室气体排放报告制度的实施现状与改革形势,系统分析两项制度的要求和异同,从“一证式”管理的角度出发,探索提出基于排污许可制度的温室气体排放报告模式。在此基础上提出构建与排污许可制度相一致的三层分级管理机制、执法检查与第三方核查联动的温室气体排放报告监管新模式,循序渐进推进排污许可制度与温室气体排放管控制度衔接,以及进一步完善温室气体和污染物协同管控的法制路径等政策建议。

基于自适应惯导辅助特征匹配的视觉SLAM算法

为提高视觉同步定位与建图系统的定位、建图精度,克服传统算法中特征匹配搜索半径为固定值导致视觉里程计在高动态运动时特征误匹配率高的问题,本文提出一种搜索半径自适应的惯导辅助图像特征匹配方法。该方法首先对双目相机左右两帧图像进行特征提取与匹配,并获取地图点三维坐标,然后通过预积分惯性测量单元的量测值预测相机位姿,再根据误差传播定律计算预测位姿的协方差,最后利用预测位姿将地图点投影至图像得到对应像素坐标,从而根据像素坐标中误差确定地图点最有可能出现的区域半径。实验结果表明,该方法可有效缩小特征匹配的搜索半径,显著提高图像特征匹配的准确度,使跟踪线程位姿精度提高约38.09%,系统整体位姿精度提高约16.38%。该方法可为每个特征点提供自适应区域约束,提高特征点匹配的准确度,进而提升系统位姿估计精度,构建更高精度的稠密地图。

基于BP神经网络的WiFi/地磁定位方法

针对WiFi在室内定位中信号波动性较大、地磁指纹存在误匹配等问题,提出一种基于BP神经网络的WiFi/地磁融合定位方法。该方法通过Z-score标准化消除WiFi、地磁数据不同量纲级的影响,同时,选取Tanh函数替代Sigmoid函数作为BP神经网络的激活函数,改善深度学习中梯度消失、梯度爆炸等问题。离线阶段,将处理后的WiFi、地磁数据作为输入层对改进的神经网络进行学习训练,在线阶段,将训练好的BP神经网络用于智能手机的定位。实验结果表明,文中提出的定位方式较单一传感器的定位方式整体定位精度提升约为14%。

上地幔电导率-温度关系及在大地电磁测深法中应用综述

上地幔热结构的研究对探索地球内部物质状态和岩石圈形成演化过程,评估自然资源的存储状况,监控火山区岩浆活动从而降低自然灾害风险等有着重要的意义.本文概述了基于不同岩石物理学高温高压实验得到的上地幔矿物电导率-温度关系.通过分析并对比前人的实验结果,讨论了不同实验得到的同一矿物的电导率-温度经验关系中参数差异产生的原因.大地电磁测深法(MT)以其探测深度大,受浅部高阻体影响较小且对低阻体分辨率较高等特点,在研究壳幔电性结构、热状态和地球动力学机制中得到了广泛的应用.以MT得到的上地幔电阻率模型为基础,结合岩石物理学实验标定的矿物电导率-温度经验关系,建立上地幔的温度和熔融百分比模型,这项工作在研究上地幔热状态中起着不可或缺的作用.笔者总结并讨论了前人以MT方法获得电性结构为基础,利用电导率-温度经验关系评价上地幔热状态的应用实例,并对未来的研究工作做了展望,同时对其可行性做了评估.

胰腺癌非手术患者治疗模式与预后——单中心230例回顾性研究

背景胰腺癌非手术患者的主要治疗手段仍是以放化疗为主的综合治疗,但其最佳治疗模式及疗效尚不明确。目的分析接受基于放疗的综合治疗的胰腺癌非手术患者临床病理特征、治疗模式及预后。方法分析2016年1月-2020年12月解放军总医院第一医学中心放疗科收治的230例接受基于放疗的综合治疗的胰腺癌非手术患者(医学上不能手术切除或不适合手术)。Kaplan-Meier法计算中位总生存期(median overall survival,mOS)和中位无进展生存期(median progression-free survival,mPFS)。Cox风险比例模型分析影响患者生存的独立预后因素。结果230例患者中,男140例,女90例,中位年龄64(33~88)岁。全组患者中位随访时间19.9个月(95%CI:18.2~27.7个月),mOS和mPFS分别为17.1个月和10.3个月,1年、2年、3年、4年和5年OS分别为68.1%、30.0%、16.0%、4.9%和2.5%。局限期(Ⅰ/Ⅱ期)、局部晚期(Ⅲ期)和转移性(Ⅳ期)胰腺癌患者mOS分别为21.1个月、17.0个月和14.1个月,mPFS分别为14.0个月、12.7个月和6.9个月。在局限期患者中,单纯放疗(radiotherapy,RT)组与放化疗联合(combined-modality therapy,CMT)组mOS无统计学差异(21.1个月vs 19.3个月,P=0.620);在局部晚期和转移性患者中CMT组mOS显著优于RT组(局部晚期:19.2个月vs 11.6个月,P=0.003;转移:15.7个月vs 8.0个月,P=0.017)。CMT组患者亚组分析显示,诱导化疗后放疗再巩固化疗(CT-RT-CT)组、化疗序贯放疗(CT-RT)组和放疗序贯化疗(RT-CT)组mOS分别为23.1个月、16.4个月、18.0个月(P=0.007),且在局部晚期患者中mOS有统计学差异(25.5个月vs 16.4个月和18.0个月,P=0.034)。临床分期、基线CA19-9、治疗模式和放疗部位与患者生存独立相关(P均<0.05)。结论现代放化疗综合治疗背景下胰腺癌非手术患者整体生存明显改善。对于局限期患者,单纯放疗与放化疗联合的疗效相似,提示现代放疗可作为根治性治疗的可选治疗手段。对于局部晚期和转移性患者,放化疗联合仍是最佳治疗选择。不同放化疗模式影响放化疗联合治疗患者的生存,CT-RT-CT的放化疗模式可能是局部晚期患者的一种更优选择。

95例胰腺癌R0/R1术后基于放疗的综合治疗患者预后分析

背景近年来手术、化疗、放疗以及靶向和免疫等多学科综合治疗的应用明显改善了肿瘤治疗的疗效,但胰腺癌根治性术后患者采用现代综合治疗的疗效尚不明确。目的分析基于放疗的综合治疗在胰腺癌R0/R1术后患者中的临床应用及生存疗效,并探讨术后患者复发转移情况及预后影响因素。方法收集2016年1月-2020年12月在解放军总医院第一医学中心放射治疗科接受放疗的95例R0/R1术后胰腺癌患者临床资料,分析基于放疗的综合治疗在胰腺癌R0/R1术后患者中的临床应用及生存疗效,并探讨其术后复发转移情况及预后影响因素。结果95例患者中位年龄为57(31~75)岁,男:女为59∶36。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期分别为50例、35例、10例。局限性复发、区域性复发、远处转移发生率分别为48.4%(46/95)、30.5%(29/95)、49.5%(47/95)。根据术后治疗手段,单纯放疗组14例,放化疗组81例;根据放疗干预时机,瘤床辅助放疗、局部复发放疗、远处转移放疗分别为11例(11.6%)、57例(60%)、27例(28.4%)。胰腺癌R0/R1术后患者中位无病生存期(median disease-free survival,m DFS)为16.3个月,接受基于放疗的综合治疗患者手术后中位总生存期(median overall survival,m OS)为27.5个月,放疗后m OS为9.9个月,1年、3年、5年生存率分别为93.6%、30.2%、12.4%。多因素分析显示性别、胰周神经侵犯、肿瘤大小、手术与放疗的时间间隔、接受化疗总周期数是患者的独立预后因素(P<0.05)。结论基于放疗的综合治疗可有效改善胰腺癌R0/R1术后患者远期生存。

城市环境下多系统实时PPP/MEMS INS紧组合模型构建与性能分析

以GNSS和INS为代表的传感器提供的高精度实时位置是自动驾驶、智能交通等领域的重要基础。为提升GNSS和MEMS INS在城市环境下的实时定位性能,本文利用IGS播发的实时精密轨道和钟差改正数,构建了多系统实时PPP/MEMS INS紧组合模型,分析和评估了多系统实时PPP与PPP/MEMS INS紧组合的性能,并与事后精密产品获得的结果进行对比。试验结果表明,在GNSS短时中断期间,多系统PPP/MEMS INS紧组合可以实现连续可靠定位;水平和高程分量的定位精度分别可达0.374和0.339 m,但与事后精密产品相比仍有差距,点位定位精度相差约为0.15 m。PPP/INS紧组合的测速及定姿精度主要取决于INS,测速精度约为1 cm/s,与使用IGS事后产品得到的结果相比,无明显差异;航向角的可观测性较弱,静止期间航向角误差明显增加。

一种5G辅助地磁匹配的室内定位方法

针对地磁匹配存在误匹配、定位误差较大等情况,提出一种5G信号辅助地磁匹配的定位方法,利用5G的CSI粗定位约束地磁匹配范围,从而获得较高的定位精度。分析了5G信号和地磁匹配定位的不同特点,并利用BP神经网络对5G信号进行粗定位,再以该结果作为约束条件筛选地磁匹配区域,然后在该区域利用动态时间规整算法进行地磁匹配,实现5G辅助下的高精度地磁匹配定位。实验结果表明,基于5G的CSI的单基站定位方式的精度约为2~3 m,5G辅助地磁匹配的组合定位可有效解决地磁误匹配问题,平均误差在1 m以内,能够满足大多场景下室内定位的需求。

放化疗联合靶向免疫治疗复发转移性胰腺癌患者的预后分析

背景 早期胰腺癌可通过手术切除,辅以化疗、放疗等治疗方法,术后5年生存率约20%。局部-区域复发及远处转移是导致胰腺癌治疗失败的主要原因。目前关于复发转移性胰腺癌的治疗方案选择有限,且国内外相关文献报道较少。目的 探索胰腺癌根治术后复发转移患者接受放化疗联合靶向及免疫治疗的预后及其影响因素。方法 收集2011年1月-2021年9月在解放军总医院接受胰腺癌根治术后出现复发转移,而后行放疗、化疗、靶向和(或)免疫治疗等综合治疗的胰腺癌患者临床资料,分析预后因素及治疗失败模式。结果 41例接受综合治疗的患者纳入研究,男33例,女8例,中位年龄56岁。中位随访时间为75 (范围:31.5~118.5)个月,根治术后中位总生存期(median overall survival,m OS)为26.3个月,1年、2年、3年、5年的OS率为90.2%、63.4%、36.6%、19.5%;根治术后中位无病生存期(median disease free survival,mDFS)为9.8个月,1年、2年、3年、5年的DFS率为75.6%、19.5%、2.4%、2.4%。复发转移后的m OS为17.1个月,1年、2年、3年、5年的OS率为65.8%、44.0%、26.8%、4.8%。多因素Cox回归分析显示,对于根治术后总生存,男性(HR=6.98, P=0.011)患者预后更差,化疗周期数≥10 (HR=0.08,P=0.009)者预后较好;对于复发转移后总生存,男性(HR=3.85,P=0.024)、病理类型低分化者(HR=2.42,P=0.039)预后更差,术后化疗周期数≥10 (HR=0.16,P<0.001)者预后更好。肝转移(31.7%,13/41)和局部复发(46.3%,19/41)是根治术后主要的治疗失败模式。结论 放化疗联合靶向及免疫治疗在胰腺癌根治术后复发转移患者中具有较好的生存受益和耐受性,可作为复发转移患者的治疗选择。

重思“理想”与“当下”:数字化时代民众日常生活中的“意义感”

现代中国民众的日常生活样式,正经历着由“满怀理想”向“抓住当下”的显著变化。这两种不同的生活样式与科学技术发展的不同阶段正相对应,民众日常生活中的“意义感”也呈现不同的特点。与“理想主义”相关的“意义感”具有某种虚幻性,而“活在当下”的“意义感”却更具充实的内涵。在数字化时代,“抓住当下”是一种更具积极意义的生活态度,是人们在解决问题中创造美好生活,消解人工智能可能带来的烦恼、焦虑,并促成人工智能健康发展的较优方案。

深海干式云台设计与实验验证

水下云台是深海装备的重要组成部件。本文基于干式密封结构设计,研制了一套直流伺服电机驱动的深海二自由度云台,其具备更优的转向控制精度,同时可实现大负载、高转速和实时角度反馈功能。云台主体采用陶瓷角轴承运动承力、蜗轮蜗杆自锁、格莱圈旋转密封等设计,实现云台的俯仰旋转和水平旋转,并对云台关键部件进行强度校核,确保水下工作的稳定性。干式云台可内置磁编码器及主控电路,实现深海移动观测和目标跟踪所需的高精度反馈控制。转向测试与压力测试结果证明,所设计的云台可以实现5 kg负载下30(°)/s的高速精准转向,工作水深可达2000 m。

医用X线图像输入分辨率对转子间骨折识别YOLO网络效果的影响

目的以股骨转子间骨折数据集为研究对象,探究医用X线图像输入分辨率的改变对YOLO系列目标检测网络识别效果的影响。方法收集陆军特色医学中心2017-2022年间患转子间骨折患者的X线正位数据,按排除标准排除后共保留426例患者,847幅图像。结合2018版Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen/Orthopaedic Trauma Association(AO/OTA)分型指南和临床实际发病率,将转子间骨折重新整理划分为A1.2、A1.3、A2.2、A2.3、A3等5个亚组,并按8∶1∶1的比例划分为训练集(678幅)、验证集(84幅)和测试集(85幅),每次试验中保持严格一致。将YOLOX-Swin-Transformer、YOLOX、YOLOv5、YOLOv4目标识别网络图像输入大小分别设置为8种常用的分辨率,使用从头训练和迁移学习方法分别训练转子间骨折数据集,记录训练耗时,利用测试集进行模型测试并记录评价指标。采用SPSS20.0统计软件回归分析对训练耗时和均值平均精度(mean average precision,mAP)做曲线拟合,利用频数统计功能对各输入分辨率下评价指标评级为优的频数进行统计,以此判断最优区间。结果图像输入分辨率与各网络训练耗时呈正相关,所有P<0.05,线性回归分析有统计学意义。图像输入分辨率与网络mAP均值二次曲线拟合R^(2)=0.834,P=0.011,说明曲线拟合优度较好,回归分析有统计学意义。当图像输入分辨率在480×480、576×576、640×640范围内时,数据评级为优出现的频率最高(占42.86%)。结论训练耗时随分辨率的增加而增加。在不改变网络结构的前提下采用YOLO系列网络做医学图像识别的下游任务时,要取得最佳的识别效果,图像输入分辨率应控制在480×480、576×576、640×640范围之内。

瘤周2cm水肿带ADC灰度直方图对胶质母细胞瘤空间复发模式的预测价值

目的探讨术前磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)瘤周2 cm水肿带的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)灰度直方图对分析IDH野生型胶质母细胞瘤(glioblastoma,GB)术后空间复发模式的预测价值。方法采用病例-对照研究设计方案,分析陆军特色医学中心神经外科2012年1月至2021年12月采用标准方案治疗且术后定期MRI随访的50例复发性IDH野生型GB患者的影像资料。以复发灶距术腔边缘距离是否>2 cm为标准,根据术后空间复发模式分为原位复发组(n=28)和非原位复发组(n=22)。选取术前轴位MRI增强图像上肿瘤强化最大层面对应的ADC图像层面,采用Mazda软件沿瘤周水肿2 cm范围边缘勾画提取感兴趣区(region of interest,ROI)进行灰度直方图分析,对提取的特征参数进行统计学分析并应用受试者工作特征曲线计算曲线下面积(area under the curve,AUC),评估其诊断效能。结果原位复发组无进展生存期(progression-free survival,PFS)及总生存期(overall survival,OS)均长于非原位复发组(中位PFS:6.6 vs 4.6个月;中位OS:15.4 vs 12.4个月),差异均有统计学意义(PFS:log-rank χ^(2)=4.325,P=0.038;OS:log-rank χ^(2)=4.022,P=0.045)。在ADC灰度直方图提取的9个特征参数中,两组间方差、峰度、第90百分位数的差异有统计学意义(P<0.05)。以方差鉴别不同空间复发模式的诊断效能最佳(AUC:0.804,敏感度:75.00%,特异度:81.82%)。在基于方差、峰度、第90百分位数两两或3个参数联合构建的4种多因素Logistic回归模型中,以3个参数联合构建的模型诊断效能最佳(AUC:0.878,敏感度:78.57%,特异度:86.36%)。结论术前MRI瘤周2 cm水肿带的ADC灰度直方图特征参数可作为预测IDH野生型GB患者术后不同空间复发模式的影像学标记。