基于深度学习建立颈椎病MR诊断模型研究

目的:探索利用深度学习方法在建立颈椎病MR诊断模型的可行性。方法:回顾性搜集本院2020年10月-2023年3月诊断为颈椎病患者的MR图像514例,使用已有颈椎分割模型在轴面T 2WI上分别预测硬膜囊、脊髓、椎间盘、后纵韧带和黄韧带,在矢状面T 1WI和T 2WI上预测颈椎椎体和椎间盘。由一位低年资放射科医生(阅片经验2年)修改标注,另一位高年资放射科医生(阅片经验≥15年)对低年资医师的标注进行复核。按照颈椎病的不同诊断要点分别进行3D或2D深度学习分类模型训练,包括①颈椎椎体增生模型;②颈椎椎体滑脱模型;③颈椎间盘突出分类模型;④后纵韧带增厚模型;⑤黄韧带增厚模型。将模型输出结果导入R软件进行混淆矩阵分析及ROC曲线绘制,采用正确率、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值以及ROC曲线下面积等评价5种模型的分类效能。结果:5种分类模型中诊断效能最好的是颈椎间盘突出分类模型,正确率0.90,灵敏度0.95,特异度0.85,ROC曲线下面积0.982。颈椎椎体增生和滑脱的正确率分别为0.81和0.80,灵敏度为0.74和0.76,特异度为0.84和1.00,ROC曲线下面积分别为0.855和0.905。后纵韧带和黄韧带增厚的模型正确率分别为0.82和0.77,灵敏度为0.78和0.84,特异度为0.86和0.70,ROC曲线下面积分别为0.902和0.929。结论:本部分研究采用深度学习方法建立了颈椎病MR的自动分类诊断模型,对颈椎椎体增生、滑脱、椎间盘突出、后纵韧带及黄韧带增厚进行了分类模型训练,证明深度学习方法可以用于颈椎病MR的辅助诊断,为未来进一步探索建立颈椎病MR自动诊断模型及结构化报告的植入奠定了基础。

基于北斗导航系统的智能配网线路故障检测技术研究

由于当前已有技术未能采用北斗导航系统进行故障检测,造成检测结果不准确以及检测效率不高等问题。提出一种基于北斗导航系统的智能配网线路故障检测技术。通过小波在时域以及频域都具有较好的局部化性能,对暂态信号进行多尺度分解,同时对各个尺度下的小波系数进行重构。分别抽取不同尺度下的小波重构系数,计算不同馈线定时浮动窗内的能量谱,结合北斗导航系统,通过量值特征完成智能配网线路故障检测技术的设计。仿真实验结果表明技术能够获取较为理想的检测结果以及较高的检测效率。

基于多尺度模糊熵和主成分分析的轴承故障特征提取

针对滚动轴承故障特征难以提取的问题,文章提出了基于多尺度模糊熵(MFE)和主成分分析(PCA)相结合的滚动轴承故障特征提取方法。首先利用经验模态分解(EMD)将原始振动信号分解成若干个本征模态函数(IMF),并根据相关系数和峭度值准则剔除虚假IMF分量;然后在不同尺度下求取真实IMF分量的模糊熵值,利用PCA对其进行降维处理,形成能表征不同轴承故障的特征向量,最后借用支持向量机对其进行诊断验证。实验表明,该方法可以有效地提取轴承故障信息,对4种轴承状态的识别率为95%,实现了对轴承故障的精确诊断。

精准穿刺双通道经皮肾镜取石术对鹿角形肾结石患者肾血流动力学的影响

目的:探讨精准穿刺双通道期经皮肾镜取石术对鹿角形肾结石患者肾血流动力学的影响。方法:选取90例鹿角形肾结石患者为研究对象,采用随机数字法将其分为对照组(n=45)和观察组(n=45)。对照组采用标准单通道经皮肾镜取石术,观察组采用精准穿刺双通道经皮肾镜取石术,比较两组手术相关指标、结石清除率及肾血流动力学指标。结果:观察组手术时间长于对照组(P<0.05);两组术中出血量比较,差异无统计学意义(P>0.05)。术后1 d,两组肾主动脉、段间动脉、叶间动脉的Vmax、S/D均低于术前(P<0.05),但观察组高于对照组(P<0.05);术后1 d,两组肾主动脉、段间动脉、叶间动脉的RI均高于术前,且观察组低于对照组(P<0.05)。观察组一期结石清除率高于对照组(P<0.05),并发症发生率高于对照组,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:精准穿刺双通道经皮肾镜取石术治疗鹿角形肾结石,可有效改善肾血流动力学指标,一期结石清除率高,但手术时间相对延长。

肝细胞癌中microRNA-1469表达及其对肝癌细胞生物学行为的影响

目的探讨microRNA-1469(miR-1469)在肝细胞癌(HCC)中的表达及其对肝癌细胞生物学行为的影响。方法选取2010年1月至2012年12月于西安交通大学第一附属医院手术切除的HCC组织和对应的癌旁组织(距肿瘤边缘>2 cm)标本各76例,采用实时荧光定量聚合酶链反应检测HCC组织及癌旁组织中miR-1469的表达水平,分析miR-1469表达与HCC临床病理特征的关系,Kaplan-Meier生存曲线分析miR-1469表达与HCC患者3 a总体生存率的关系。采用实时荧光定量聚合酶链反应检测HCC细胞系HepG2、Hep3B、SMMC-7721、Huh7、Bel-7402及正常肝细胞系LO2中miR-1469的表达水平;培养Hep3B和SMMC-7721细胞,当细胞融合度达到70%时,分别应用miR-1469 mimics和相应的阴性对照脂质体转染Hep3B细胞,应用miR-1469 inhibitors和相应的阴性对照脂质体转染SMMC-7721细胞。转染48 h后,采用实时荧光定量聚合酶链反应检测各组细胞中miR-1469的表达水平,采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法和平板克隆形成实验观察miR-1469对Hep3B和SMMC-7721细胞增殖及克隆形成能力的影响,流式细胞术检测miR-1469对Hep3B和SMMC-7721细胞周期的影响,Transwell实验观察miR-1469对Hep3B和SMMC-7721细胞侵袭及迁移能力的影响,Western blot法检测Hep3B和SMMC-7721细胞中NDRG1蛋白表达。结果miR-1469在HCC组织和癌旁组织中的相对表达量分别为0.71±0.03、5.49±0.04,HCC组织中miR-1469相对表达量显著低于癌旁组织( P <0.05)。miR-1469表达与肿瘤直径、肿瘤数目、TNM分期、组织分化程度及微血管侵犯相关( P <0.05),而与患者的年龄、性别、血清甲胎蛋白水平、静脉侵犯、Edmondson病理分级、肿瘤部位无相关性( P >0.05)。Kaplan-Meier生存分析显示,miR-1469高表达HCC患者的3 a总体生存率显著高于低表达者( P <0.05)。miR-1469在LO2、HepG2、Hep3B、SMMC-7721、Huh7、Bel-7402细胞中的相对表达量分别为1.01±0.02、0.45±0.01、0.05±0.01、0.61±0.02、0.14±0.01、0.29±0.02;miR-1469在HepG2、Hep3B、SMMC-7721、Huh7、Bel-7402细胞中的相对表达量显著低于LO2细胞( P <0.05);其中Hep3B细胞中miR-1469表达量最低,SMMC-7721细胞中miR-1469表达量最高。miR-1469 mimics组和miR-1469 control mimics组Hep3B细胞中miR-1469相对表达量分别为4.47±0.15、0.05±0.01,miR-1469 mimics组Hep3B细胞中miR-1469相对表达量显著高于miR-1469 control mimics组( P <0.05)。miR-1469 inhibitors组和miR-1469 control inhibitors组SMMC-7721细胞中miR-1469相对表达量分别为0.20±0.11、1.00±0.00,miR-1469 inhibitors组SMMC-7721细胞中miR-1469相对表达量显著低于miR-1469 control inhibitors组( P <0.05)。MTT结果显示,培养24、48、72 h时,miR-1469 mimics组Hep3B细胞增殖能力显著低于miR-1469 control mimics组,miR-1469 inhibitors组SMMC-7721细胞增殖能力显著高于miR-1469 control inhibitors组( P <0.05)。平板克隆实验结果显示,miR-1469 mimics组和miR-1469 control mimics组Hep3B细胞的克隆数分别为17.00±1.73、65.67±2.33,miR-1469 mimics组Hep3B细胞的克隆形成能力显著低于miR-1469 control mimics组( P <0.05);miR-1469 inhibitors组和miR-1469 control inhibitors组SMMC-7721细胞的克隆数分别为93.00±2.08、27.67±1.45,miR-1469 inhibitors组SMMC-7721细胞的克隆形成能力显著高于miR-1469 control inhibitors组( P <0.05)。流式细胞术结果显示,与miR-1469 control mimics组比较,miR-1469 mimics组G 1期Hep3B细胞显著增多,S期Hep3B细胞显著减少( P <0.05),但2组G 2期细胞比例比较差异无统计学意义( P >0.05)。与miR-1469 control inhibitors组比较,miR-1469 inhibitors组G 1期SMMC-7721细胞显著减少,S期SMMC-7721细胞显著增多( P <0.05);但2组G 2期SMMC-7721细胞比例比较差异无统计学意义( P >0.05)。Transwell实验结果显示,miR-1469 mimics组Hep3B细胞迁移数和侵袭数分别为59.00±2.08、29.00±2.08,miR-1469 control mimics组Hep3B细胞迁移数和侵袭数分别为35.00±1.53、20.33±1.45;miR-1469 mimics组Hep3B细胞的迁移和侵袭能力显著高于miR-1469 control mimics组( P <0.05)。miR-1469 inhibitors组SMMC-7721细胞迁移数和侵袭数分别为26.00±1.16、17.33±0.88,miR-1469 control inhibitors组SMMC-7721细胞迁移数和侵袭数分别为56.33±3.18、44.67±1.45;miR-1469 inhibitors组SMMC-7721细胞的迁移和侵袭能力显著低于miR-1469 control inhibitors组( P <0.05)。Western blot结果显示,miR-1469 mimics组和miR-1469 control mimics组Hep3B细胞中NDRG1蛋白相对表达量分别为0.23±0.04、1.00±0.00,miR-1469 mimics组Hep3B细胞中NDRG1蛋白相对表达量显著低于miR-1469 control mimics组( P <0.05);miR-1469 inhibitors组和miR-1469 control inhibitors组SMMC-7721细胞中NDRG1蛋白相对表达量分别为3.90±0.17、1.00±0.00,miR-1469 inhibitors组SMMC-7721细胞中NDRG1蛋白相对表达量显著高于miR-1469 control inhibitors组( P <0.05)。结论 MiR-1469在HCC中表达下调,且其表达与肿瘤数目、肿瘤直径、TNM分期、组织分化程度、微血管侵犯及患者预后密切相关;miR-1469可能通过靶向结合NDRG1并抑制其表达而抑制HCC细胞的增殖、周期、侵袭和迁移。

智能电网无线通信网中的级联潮汐排队模型

无线通信技术作为智能电网(Smart Grid,SG)双向通信网的重要组成部分,其服务质量(Quality-of-Service,QoS)瓶颈问题急需得到解决。为了提升网络QoS性能,实现不同优先级数据分级服务,给不同优先级匹配合适的资源,在保障高优先级性能前提下提升中等优先级数据的公平性,提出了一种具有QoS感知的可实现多重优先级性能划分的级联潮汐排队模型。通过OPNET仿真验证,模型在高优先级数据性能上与DiffServ算法极限最优接近,而中优先级数据的性能较DiffServ算法提升近20%。证明该模型适用于智能电网无线通信环境,并能实现优先级感知和QoS性能提升。

单相五电平脉冲整流器滑模比例积分谐振控制

以基于耦合电感的新型单相五电平脉冲宽度调制(PWM)整流器为研究对象,为了提升系统动态响应、维持单位功率因数、减少网侧电流谐波含量,提出滑模比例积分谐振(PIR)控制算法.通过对新型单相五电平PWM整流器的电路拓扑和工作原理分析,构建整流器d-q同步旋转坐标系下的数学模型,推导整流器电压外环滑模和电流内环PIR控制算法,给出具体设计过程.与d-q坐标系传统比例积分(PI)电流控制算法相比,所提滑模PIR控制算法动态响应速度更快,网侧电流谐波含量更低.搭建基于MATLAB/Simulink的仿真模型和基于RTlab的半实物实时仿真平台,对滑模PIR控制算法与d-q坐标系传统PI电流控制算法分别进行计算机仿真和半实物实验对比研究,仿真和实验结果验证了所提滑模PIR控制算法的正确性和可行性.

基于项目管理的毕业设计管理系统开发

为了高效地完成毕业设计管理工作,可根据教学任务管理需要开发一套基于B/S模式的Web毕业设计项目管理系统.首先对系统需求进行分析,然后对系统功能、模块以及数据库进行设计.该系统能够实现对毕业设计工作的全过程进行动态管理,提高管理工作效率,因此适用于教学任务中的毕业设计项目管理.

第七代钻井平台典型撑杆结构极限强度研究

基于压缩载荷作用下极限强度模型试验相似原理,以第七代钻井平台撑杆结构为研究对象,开展撑杆结构极限强度试验模型设计,并完成模型试验。通过开展线性状态结构模型试验,释放结构焊接残余应力,进而开展极限状态模型试验,获得撑杆结构应力分布、失效模式以及极限载荷等。通过本文的研究,为第七代钻井平台撑杆结构优化设计提供支撑。

基于加权最小二乘的变流器杂散电感提取方法

在功率变流器中,由于线路杂散电感的存在,IGBT关断瞬间会产生电压尖峰并对整个电路性能产生较大影响。准确分析提取线路的杂散电感,可以优化变流器系统的设计并提升变流器运行的整体性能。针对IGBT关断过程中因电流变化率不易准确提取使得杂散电感计算不准的问题,提出一种基于加权最小二乘法来计算杂散电感的优化方法,并通过电容两侧布局的拓扑结构进行分析。仿真和实验结果表明,该方法可以提高IGBT关断电流变化率线性化提取的准确度,降低线路杂散电感的计算误差。

基于长距离BOTDR的OPGW融冰实时在线监测技术研究

光纤复合架空地线(OPGW)的融冰过程缺乏实时在线的监测手段,因此,对OPGW光缆的温度变化进行实时预警和安全控制存在较大困难。为了解决该问题,本文提出了一种基于布里渊光纤时域反射仪(BOTDR)的方法,采用了宽带接收快速测量技术和分布式拉曼放大的技术,可以实现接近100 km的传感测量。本文还介绍了在南方电网超高压线路OPGW融冰过程中,基于该技术的实时在线温度监测实验。实验结果表明,在整个融冰过程中,OPGW光纤不同位置处的温度非常不均匀且变化迅速,温度变化差异大于40℃,表明了长距离实时温度监测的重要意义。

基于深度学习模型实现颈椎MR图像上各结构的自动分割

目的:探讨3D U-Net模型自动分割颈椎矢状面T_(1)WI和T_(2)WI图像上颈椎各结构的可行性。方法:回顾性搜集拟诊为颈椎病的92例患者的矢状面T_(1)WI和T_(2)WI图像资料,由两位影像医师在每例患者的2个序列图像上分别人工标注颈椎各结构,包括椎体、椎间盘、硬膜囊、脊髓和椎间孔。将178个序列的图像随机分为训练集(n=138)、调优集(n=20)和测试集(n=20)。采用训练集的数据训练3D U-Net分割模型,在调优数据集中微调参数,在测试集中采用定量指标(Dice相似系数,DSC)和定性指标(主观评分)评价模型的分割效能,并比较各结构的DSC值在3组内及3组间是否存在统计学差异。结果:在测试集中3D U-Net模型分割颈椎椎体、椎间盘、硬膜囊、脊髓和椎间孔的DSC值分别为0.87±0.03、0.85±0.04、0.87±0.04、0.82±0.05和0.57±0.08,分割颈椎各解剖结构的总体DSC值为0.80±0.13。各结构的DSC值在3组内及组间均有统计学差异(P<0.001)。主观评价显示3D U-Net模型分割颈椎各结构获得的图像均符合临床测量要求。结论:基于矢状面T_(1)WI和T_(2)WI序列的3D U-Net模型对颈椎各结构的分割可达到较高的准确性。

基于密集连接生成对抗网络的图像颜色迁移

针对传统颜色迁移算法在处理图像时存在颜色误传递,色彩不够自然等问题,提出一种基于密集连接生成对抗网络的图像颜色迁移方法。在训练过程中,训练生成网络生成颜色迁移图像。生成网络中的编码层利用密集连接网络跨层连接的优点促进颜色特征重用,加快网络的收敛速度,同时在转换层采用3层残差模块代替原始的两层残差模块更好地组合图像的不同特征。训练判别网络使其辨别原图像与生成的迁移图像间的差别。本文判别网络中用-log函数计算模型损失,加快训练初期更新速度。实验结果表明,与同类模型相比,本文方法结果图像保留更多细节,且能够抑制部分噪声,整体更接近自然图像。

农业大数据基础设施开发的参考模型方法

连续的环境观测数据是复杂系统,如天气建模、智慧型科技创新和宏观系统层科学研究的重要驱动力;数据源、应用领域和应用需求的不同,使得管理千差万别的实时数据,并提供有效查找、识别、融合和重用服务变得极富挑战性.数据基础设施通过为数据提供全生命周期的管理服务,为上层数据驱动的科学研究和应用创新提供标准化的数据查询、读取和处理服务.然而数据基础设施的建设常局限于特定领域和历史遗留的前期系统,缺少统一参考,以及基础设施之间数据和服务的互通困难,极大地制约了上层应用,特别是跨学科研究发展的需求.针对大数据基础建设中的上述挑战,借鉴欧洲环境大数据参考模型在环境大数据基础设施建设方面的经验,提出了农业大数据参考模型,为我国农业大数据基础设施建设和所涉及的数据互通挑战提供参考.两个案例展示了所提出的农业大数据参考模型在大数据基础设施的需求分析改进、历史遗留系统的数据互通接入等方面的作用.

电厂增温对中小型浮游动物群落结构的影响

为探明电厂增温可能导致邻近海域浮游动物的小型化问题,对小网目(网目77μm)采集的象山港国华电厂排水口附近样品数据进行了分析.结果表明:本次调查共鉴定出75种浮游动物(包括浮游幼体、卵与仔鱼),优势种18种,年平均丰度为27690.0ind/m3.该海域主要由中小型桡足类和浮游幼体组成,且个体体长以<1000μm中小型浮游动物占绝对优势.其中,体长<500μm小型浮游动物丰度在各月份和各断面均最高,平均丰度占总丰度比例>58.2%;体长500~1000μm占比>34.8%;而体长>1000μm所占比例仅为7%.经群落相似性分析(ANOSIM),群落结构具显著的季节性差异(P<0.05),但不同断面的空间结构无显著差异.群落相似性百分比(SIMPER)分析显示,导致群落结构时空差异的主要判别种有大同长腹剑水蚤(Oithona similis)、异体住囊虫(Oikopleura dioica)和砂壳虫(Difflugia sp.)等.电厂增温导致大型浮游动物(>2000μm)全部远离排水口0.2km断面(D02断面),主要幼体类群的桡足类无节幼体和桡足幼体则在增温海域分布较均匀,几乎不受影响.而一些高丰度小型浮游动物,如砂壳虫、短角长腹剑水蚤(Oithona brevicornis)、伪长腹剑水蚤(Oithona fallax)大量聚集于排水口,使D02断面的浮游动物丰度最高,达35704.1ind/m3.多样性分析显示,海域增温与种类数(S)间的线性关系不显著(P>0.05),而与Shannon指数(H')、Pielou均匀度(J')、Simpson指数(D')间均存在显著的线性关系(P<0.01).据回归方程斜率计算,每增温1℃会导致浮游动物H'、J'、D'和S分别降低5.4%、5.0%、3.8%和2.9%.

湖南省听力障碍儿童慢性肾脏病流行病学调查

目的调查湖南省听力障碍儿童慢性肾脏病(CKD)的患病情况。方法运用横断面研究,采用多阶段整群抽样方法共抽取1 500名儿童作为研究样本,现场进行问卷调查、体格检查、实验室检查。结果 1 500名儿童中,纳入资料完整的儿童1 459名。CKD患病43例,患病率为2.95%,其中< 7岁组患病率(5.8%,35/604)显著高于7~14岁组(0.9%,8/855)(P < 0.05)。43例CKD患儿中,表现为蛋白尿31例(72%),表现为血尿27例(63%),表现肾小球滤过率下降11例(26%)。43例CKD患儿中,CKD 1、2、3a、3b、4、5期患病例数分别为13、19、5、3、3、0例,分别占30%、44%、12%、7%、7%、0%。CKD患病率随听力障碍程度加重而升高(P < 0.01)。结论湖南省听力障碍儿童中CKD的患病率较高,大部分处于CKD早期,学龄前期儿童多见。听力障碍程度与CKD的患病率相关。

无中继光传输系统中KNN非线性补偿技术研究

针对偏振复用—正交相移键控(PDM-QPSK)无中继光纤传输系统中的非线性损伤问题,文章重点研究了一种基于K最邻近(KNN)聚类算法的非线性补偿技术。通过计算测试数据到所有训练数据点的距离对测试数据进行分类实现了对光纤非线性补偿。研究结果表明,在112 Gbit/s PDM-QPSK 350 km色散管理无中继光纤传输系统中,基于KNN算法的非线性补偿技术能够有效地补偿传输光纤非线性引起的损伤。特别地,在系统误码率为10-3时,经KNN算法非线性补偿后输入端信号的光功率可提升约1 dBm。

经皮腔内血管成形术促进动静脉内瘘成熟的疗效分析

目的评估经皮腔内血管成形术(percutaneous transluminal angioplasty,PTA)治疗未成熟的动静脉内瘘(arteriovenous fistula,AVF)的疗效及安全性。方法选取2017年1月~2018年5月在武汉市中心医院肾内科初次行前臂AVF手术的患者,术后6周体检及彩超评估AVF成熟情况,未达到AVF临床成熟标准的23例患者行PTA促成熟。术后24h再次彩超评估血管,并观察AVF初级通畅时间。结果23例患者中,19例(82.60%)为I型狭窄,临床及技术成功率均为100%,PTA术后24h与术前相比,狭窄处血管内径,、血流量增加明显,差异具有统计学意义(t值分别为-31.630,-27.557;P值分别为<0.001,<0.001);PTA术后3月、6月、12月的初级通畅率分别为94.4%、87.2%、78.5%;无严重不良并发症出现。结论PTA促成熟是治疗未成熟AVF的有效方法,能获得较好的初级通畅率,其技术安全。

2.5G 726 km与10G 681 km超长单跨距传输系统的设计与研究

随着泛在物联网概念的提出,电力通信系统对大容量、无中继、超长距离传输的需求将大幅提升。实验通过使用高阶拉曼放大技术、增强型高浓度遥泵放大技术、多旁路远程泵浦技术和相干光传输技术,以大有效面积G.654.E光纤为传输介质搭建了一套超长距无中继光传输系统。实现了2.5G系统726 km、10G系统681 km无中继传输,这是目前可查文献中2.5G与10G系统所达到的最长传输距离。实验成果为衡量大容量超长距无中继传输系统性能、指标提供了实验依据和参考。

考虑输入方向的大跨钢结构网架地震响应分析

针对空间网架结构的地震响应分析,一般仅采取沿主轴输入地震动,而实际地震输入方向有不确定性,且地震动输入方向会对结构响应产生重大影响。为了解地震动输入方向对大跨度网架结构的影响,文章选用跨度为178 m的山西某储煤棚作为研究对象,通过有限元软件ANSYS,采取了时程分析法,研究了该网架在不同输入角度下的地震响应。结果表明:考虑地震输入方向,地震动按最不利地震动输入角度输入分析结果比按结构主轴方向输入分析结果要大,增幅一般在50%,不同的结构响应参数其最不利的输入方向也不一致;地震竖向分量对大跨网架结构最不利输入方向的影响较小,在抗震设计时有必要对结构进行最不利地震输入方向分析。