方波曲线耦合零交叉边缘检测的图像加密算法

为解决当前图像加密算法主要是利用相同的加密操作对所有像素实现置乱与扩散,导致密文的安全性不高的问题,提出基于方波空间填充曲线与零交叉边缘检测的选择性图像加密算法。利用正交多项式变换OPT(orthogonal polynomials transform)处理每个明文子块,获取其对应的OPT系数,计算子块的梯度值;基于零交叉边缘检测机制,判断子块的重要性,将其划分为感兴趣区域与不重要区域;设计方波空间填充机制,置乱这些区域的子块;构建异扩散函数,完成对不同区域置乱子块的加密。实验结果表明,与当前图像加密技术相比,所提算法具有更高的安全性与抗明文攻击能力。

CO_2焊熔池图像的Bubble小波零交叉边缘检测

在用CCD捕获的CO2 焊熔池图像中存在大量的弧光噪声和飞溅形成的点噪声 ,要准确地检测熔池图像的边缘较为困难。首先采用中值滤波和乘法运算对CO2 焊图像进行降噪处理。基于零交叉边缘检测方法和多孔算法 ,研究了熔池边缘的Bubble小波检测方法及算法实现 ,对比分析了不同小波尺度对边缘检测结果的影响。试验结果表明 ,用Bubble函数构造的小波基对提取熔池边缘效果较好 ,为熔深控制、焊缝跟踪等奠定了坚实的基础。

基于梯度方向的零交叉边缘检测

鉴于高斯拉普拉斯(LoG)算子具有各向同性且在有方向性差异的场合并不适应的不足,提出在梯度方向进行零交叉的边缘检测方法。首先使用自适应平滑滤波原图像;然后在水平和垂直两个方向上分别计算图像的一阶梯度分量;使用梯度算子分别对两个求得的一阶梯度分量进行操作,计算两方向上的二阶偏导数;分别对两个方向上的二阶偏导数进行零交叉检测,并合并零交叉点得到边缘图像;最后使用形态学图像处理方法去除边缘图像中面积较小的孤立点区域。结果表明,该方法在噪声环境中具有良好的边缘检测效果,且运算时间与LoG算子检测方法相当。

温针灸对膝骨关节炎兔损伤前交叉韧带修复及相关因子的影响

背景:温针灸可有效治疗膝骨关节炎。前交叉韧带的退变、损伤、断裂可影响膝关节局部稳定性,进而诱发膝骨关节炎的形成,温针灸是否可修复损伤前交叉韧带及其作用机制,目前尚不清楚。目的:观察温针灸对膝骨关节炎兔前交叉韧带形态学及相关生长因子类胰岛素样生长因子1、转化生长因子β表达的变化,明确温针灸修复前交叉韧带的作用机制。方法:将30只新西兰兔采用随机数字表法分为空白组、模型组、温针灸组3组,每组10只。模型组和温针灸组兔采用石膏管型固定法制备膝骨关节炎兔模型。造模成功后,模型组每日于兔固定架固定15 min;温针灸组选取“鹤顶”“内膝眼”“外膝眼”行温针灸治疗,每日1次,7日为1个疗程,共治疗2个疗程;空白组不予干预。治疗结束后MRI观察前交叉韧带影像学改变,并进行MRI分级统计;透射电镜、苏木精-伊红染色观察其形态学变化;RT-PCR、Western blot检测组织类胰岛素样生长因子1、转化生长因子βmRNA及蛋白的表达。结果与结论:①MRI检查:与空白组比较,模型组前交叉韧带增粗、水肿、部分撕裂,分级评估差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,温针灸组韧带增粗略轻,轻度水肿,无撕裂,分级评估差异有统计学意义(P<0.05)。②大体观察:模型组前交叉韧带表面光泽变淡,边侧有絮状被膜覆盖,有明显组织坏死;温针灸组韧带表面光泽,韧带呈正常螺旋走形。③苏木精-伊红染色:模型组前交叉韧带内明显组织坏死,大量新生毛细血管,成纤维细胞及胶原纤维排列松散;温针灸组韧带内有少量组织坏死,偶见新生血管,细胞及胶原纤维排列疏松、欠规则。④透射电镜观察:模型组前交叉韧带纤维排列紊乱,粗细不均,分布不均,成纤维细胞较多且形态不规则;温针灸组纤维基本呈纵向排列,纤维粗细、分布不均,少量椭圆形的纤维细胞存在。⑤RT-PCR和Western blot结果:与空白组比较,模型组类胰岛素样生长因子1、转化生长因子βmRNA及蛋白表达明显降低(均P<0.05);温针灸组上述2项指标表达明显升高(均P<0.05)。⑥结果说明,温针灸可改善前交叉韧带的损伤,可能通过调控类胰岛素样生长因子1、转化生长因子β的表达治疗膝骨关节炎。

“力学+软件工程”交叉人才能力体系的构建研究

以新工科建设理念为指导,创新性地提出力学与软件工程跨专业交叉人才培养新模式,培养未来力学CAE软件产业发展需求的专门人才.针对这一跨专业交叉融合培养新模式,采用扎根理论,通过两次调研,构建了“力学+软件工程”交叉人才的能力体系,包括4个一级指标和8个二级指标.重构的能力体系符合力学CAE软件领域本科生培养和用人需求.以能力体系为导向,可完善培养过程和课程体系的重构,为培养满足国家需要和业界需求的交叉专业人才提供有力支撑,也可为相关高等院校的新工科人才培养提供参考.

面向医工交叉人才培养的基础医学实验教学改革

“基础医学实验”是医工交叉人才培养“基础医学教育”环节中的一门核心专业类课程,而当前的基础医学实验教学模式并不适用于“医工交叉”的人才培养,亟须改革。借鉴我国现有基础医学实验教学模式,基于实验动物福利3R原则,“一鼠多用”,将解剖生理学与细胞生物学、生物化学、遗传学、形态学和免疫组织化学等实验进行整合,形成整合类实验项目,减少实验动物用量;引入虚拟实验,结合翻转课堂,以虚代实;将实验动物伦理纳入理论讲解范畴并通过教师的示范、在实验动物中心设立“小动物信箱”等方式,增强学生对于生命的敬畏。改革经验为国内工科院校医工交叉人才培养环节中基础医学实验课程的开设提供参考。

医工交叉融合促进高端医疗设备产业创新能力提升

高端医疗设备产业在疾病的预防、诊断、治疗、康复等领域起着至关重要的作用。当前,高端医疗设备产业发展所需要的医学专业理论和工程技术知识要求不断提高,国产高端医疗设备在国内市场份额比重相对较小,医疗设备产业“卡脖子”难题仍然存在。高端医疗设备产业自主创新能力的提升对促进国产高端医疗设备替代进口产品、降低医疗成本、保障医疗卫生事业高质量发展起着重要作用。医工结合可以将专业医疗知识与当前工程学科的新技术综合运用,为解决当今高端医疗设备的关键技术提供新思路、新方法,为高端医疗设备产业创新能力的提高提供潜在的可行性。本文通过对医工结合的人才培养及成果转化影响因素进行分析,以期为实现高端医疗设备产业创新能力提高提供信息支持。

高校课程思政的价值逻辑与建设路径——基于学科交叉视角

学科交叉融合作为中国科研创新的新态势,与高校课程思政同向同行。一方面,学科交叉推动高校课程思政向多维的“学科思政”转变;另一方面,高校课程思政从主体和理论两方面促进学科交叉融合。在此背景下,高校课程思政具有内在的价值逻辑体系,包括以坚守政治方向为“道”的本体价值、以指向学科互涉为“法”的认知价值、以互通教学实践为“术”的行动价值、以融通教师队伍为“器”的外在价值。然而,当前高校课程思政在建设过程中存在认知取向支配德育取向、学科边界阻隔现代知识、课程思政实施主体固化以及课程思政实践平台缺位等现实困境。基于此,立足目标、课程、主体、环境四个维度提出建设路径,即根植德育目标导向,强化课程内涵建设,创新教师队伍培养,推进学科实践转向。

多伦多大学交叉学科研究生培养机制、特色和启示

在交叉学科形成过程中如何进行交叉学科研究生培养是当前我国高校需要解决的重要问题。多伦多大学交叉学科合作专业,以传统专业为依托的招生培养原则、以交叉性议题为导向的培养体系、以探究式教学为主的教学方法以及完善的交叉学科组织协同和质量保障机制,为交叉学科培育过程中交叉学科研究生培养提供了有效路径,解决了这一阶段分科教育与交叉学科教育分离、不同专业课程的简单拼凑、不能充分利用学科近缘交叉的优势等问题,为我国交叉学科研究生培养提供了有益借鉴,即研究生培养中应构建“专业+交叉”的交叉学科研究生培养体系、建立以交叉学科问题为导向的资源整合机制、建立常态化的交叉学科研究生培养的运行管理机制和制定交叉学科专业质量保障体系。

肌内效贴对前交叉韧带重建后康复疗效的Meta分析

目的:一些研究显示肌内效贴在提升前交叉韧带重建后患者肌肉力量、改善关节稳定性、减轻疼痛及水肿方面具有积极效应,然而现有研究关于肌内效贴的临床疗效存在相互矛盾的结果。文章采用Meta分析方法,系统评价肌内效贴对前交叉韧带重建术后康复疗效的影响。方法:应用计算机检索PubMed、Web of Science、Embase、The Cochrane Library、EBSCO、中国知网、万方、维普数据库,搜集有关肌内效贴对前交叉韧带重建后患者影响的随机对照试验,检索时限均从各数据库建库至2022-12-06,结局指标包括股四头肌力量、腘绳肌力量、膝关节肿胀、膝关节活动度、Lysholm膝关节功能评分、目测类比评分6个连续型变量。运用EndNote X9.1筛选文献,采用Cochrane风险偏倚评估工具和Jadad量表评估纳入文献质量,采用RevMan 5.3软件进行Meta分析。结果:①共纳入6项随机对照试验,包括252例前交叉韧带重建后患者,其中对照组126例,肌内效贴组126例;②Meta分析结果显示,与对照组相比,肌内效贴组患者腘绳肌力量显著增加[SMD=0.68,95%CI(0.12,1.23),P=0.02]、目测类比评分显著降低[MD=-0.56,95%CI(-1.04,-0.08),P=0.02],两组患者间股四头肌力量、膝关节肿胀、膝关节活动度及Lysholm膝关节功能评分比较差异均无显著性意义(P>0.05)。结论:当前证据显示,肌内效贴可能有助于提升前交叉韧带重建后患者腘绳肌力量、减轻患者疼痛,然而并不能显著改善患者股四头肌力量、膝关节肿胀、膝关节活动度和功能评分。

老年人体育锻炼与人际交往能力的交叉滞后分析

目的:探讨老年人体育锻炼与人际交往能力的相互作用关系。方法:采用体育锻炼量表与人际交往能力量表,以江西省、贵州省、湖南省及重庆市4所老年大学859名学生为研究对象进行为期6个月的两次追踪调查。结果:①重复测量方差分析结果显示,前后测体育锻炼之间差异不显著,前后测人际交往能力之间差异不显著。②相关分析结果显示,体育锻炼与人际交往能力之间的同时性相关和继时性相关均显著(T1:r=0.47,P<0.001;T2:r=0.17,P<0.001)。③交叉滞后回归分析结果显示,在控制前测人际交往能力后,前测体育锻炼对后测人际交往能力存在显著正向预测作用(β=0.21,P<0.001);在控制前测体育锻炼后,前测人际交往能力对后测体育锻炼存在显著正向预测作用(β=0.19,P<0.001)。结论:老年人体育锻炼与人际交往能力均具有一定的稳定性,体育锻炼与人际交往能力之间存在纵向因果关系,可进行双向正向预测。

工程训练课程多学科交叉项目式教学改革实践

为培养适应社会需求、具有解决复杂工程问题能力的高水平工程创新人才,针对目前我国大学生特点和大多数高校人才培养现状,充分发挥高校工程训练中心优势,以能力达成为导向,采用多学科交叉项目式教学课程,对新工科人才培养方式进行改革,并给出实施建议,对于推动工程素质教育和创新教育改革、全面提高人才培养质量具有参考价值。

AF-CenterNet:基于交叉注意力机制的毫米波雷达和相机融合的目标检测

对于自动驾驶领域而言,确保在各种天气和光照条件下精确检测其他车辆目标是至关重要的。针对单个传感器获取信息的局限性,提出一种基于cross-attention注意力机制的融合方法(AF),用于在特征层面上融合毫米波雷达和相机信息。首先,将毫米波雷达和相机进行空间对齐,并将对齐后的点云信息投影成点云图像。然后,将点云图像在高度和宽度方向上进行扩展,以提高相机图像和点云图像之间的匹配度。最后,将点云图像和相机图像送入包含AF结构的CenterNet目标检测网络中进行训练,并生成一个空间注意力权重,以增强相机中的关键特征。实验结果表明,AF结构可以提高原网络检测各种大小目标的性能,特别是对小目标的检测提升更为明显,且对系统的实时性影响不大,是提高车辆在多种场景下检测精度的理想选择。

基于数字孪生的交叉筛智能控制技术研究现状

交叉式细粒滚轴筛是一种适用于湿黏细粒煤的干法深度筛分设备。总结了普通滚轴筛和交叉筛的研究现状和局限性,提出了推进交叉筛智能控制技术研究的观点。综述了数字孪生技术在煤矿行业的应用案例,分析了数字孪生技术在煤矿无人化生产、远程控制和安全高效运行方面具备的潜力和价值。基于此,提出了开展基于数字孪生的交叉筛智能控制技术的研究,实现对交叉筛运行过程控制、状态监测等功能,提高交叉筛的智能化发展水平。

功能材料领域研究生多学科交叉融合培养探索与实践

面向高质量的资源保障和人民群众的美好生态环境需要,积极探索新时代功能材料领域研究生的培养模式,向社会输送大批具有家国情怀、多学科交叉融合、能解决重大问题的创新人才显得尤为重要。通过将思想政治工作贯穿教育全过程,树立材料学科自信,实现“立鸿鹄志、做奋斗者”的价值塑造;强化矿物资源、环境、材料等多学科交叉,以及科教、产教融合,实现“人才培养链”与“科研创新链”双链合一;以重点科研项目为载体,引领研究生全程实践,提高科研综合素质;着重培养学生的创新精神、创新能力、实践能力,全力培养学术创新精英和产业创新领袖,形成多学科交叉融合培养功能材料领域研究生的模式。该培养模式已经取得良好的人才培育效果。

关节腔内移植物长度测量在前交叉韧带全内重建的应用研究

目的:探讨关节镜下测量关节腔内移植物长度在前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)全内重建应用的临床疗效。方法:回顾性分析2020年1月至2022年1月收治的ACL损伤患者60例的资料,其中男37例,女23例,年龄22~44岁。按照手术方式的不同,分为传统手术组(常规组)和拉线测量组(测量组),每组各30例。常规组男20例,女10例,年龄(30.00±3.95)岁;身体质量指数(body mass index,BMI)为(22.58±1.41)kg·m^(-2);左侧9例,右侧21例;受伤至手术时间(3.00±1.35)d。测量组男17例,女13例,年龄(32.00±4.29)岁;BMI为(23.29±1.39)kg·m^(-2);左侧12例,右侧18例;受伤至手术时间(3.00±1.27)d。记录患者术前及术后6、12个月的临床资料。从术后视觉模拟评分法(visual analogue scale,VAS)、膝关节损伤与骨关节炎评分(knee injury and osteoarthritis outcome score,KOOS)、Lysholm评分、国际膝关节文献委员会(International Knee Documentation Committee,IKDC)膝关节评估表、膝关节稳定性(Lachman试验、前抽屉试验和轴移试验)、术后不同阶段CT测量骨隧道直径增宽程度和MRI评分系统等方面比较两种方法的临床疗效。结果:术后6个月两组VAS比较差异无统计学意义(P>0.05),术后12个月测量组VAS(2.23±1.01)分,低于常规组(3.30±1.02)分(P<0.001)。术后12个月,两组KOOS评分除症状评分差异无统计学意义(P=0.221),其余各项评分差异均有统计学意义(P<0.05)。术后6个月,测量组Lysholm总分和IKDC总分均高于常规组(P<0.05)。术后12个月,测量组Lachman试验、前抽屉试验和轴移试验和常规组比较,差异均无统计学意义(P>0.05);但是,整体膝关节不稳定性分析,测量组膝关节稳定性优于对照组(P=0.038)。术后2 d及术后6、12个月两组患者影像学评估结果显示,测量组股骨和胫骨的肌腱隧道直径增宽程度均较常规组术后减少(P<0.05);MRI评分测量组患者均高于常规组(P<0.05)。结论:关节镜下测量关节腔内移植物长度在全内技术ACL重建,肌腱利用率高,稳定性好,1年内膝关节功能恢复满意,疗效肯定。

学科交叉融合培养实践创新型人才的研究

目的探索医学教育与多学科交叉融合背景下建立以增强科研创新意识和能力为主的全新教学模式。方法选择北华大学2021级临床医学专业本科生为研究对象。根据平时成绩将30名学生随机分成两个组,A组15人,采用传统授课模式,完成基本教学内容。B组15人,在完成基础教学的基础上,增加多学科交叉融合教学,学期结束后比较两组同学在课程体系评价、学生实践教学考核成绩、师资队伍评价、教学效果和质量评价。结果在课程体系评价中,B组课程的整体表现优于A组;实践教学考核成绩得分,B组得分明显高于A组;在授课内容贴合本专业领域前沿、理论知识与实践相结合、学科进行交叉融合、师生互动、激发学生思考能力和创新思维上,A组教师优良率仅为33.3%~73.3%,而B组教师优良率为86.7%~100%,B组教师表现较A组教师提升较大。在教学效果评价和教学质量评价方面B组整体优于A组。结论医学教育与多学科交叉融合培养能够有效地提升医学本科生科研创新能力。

道路环形交叉口机动车冲突风险区识别模型研究

为定量识别城市非信控环形交叉口区域内的机动车冲突风险易发生点,降低环形交叉口的事故发生率,本文构建针对非信控环形交叉口机动车冲突风险识别模型。首先,利用无人机采集高精度、连续的多车辆轨迹视频,结合Kinovea视频运动分析软件实现运行车辆状态识别与跟踪,并记录车辆每一帧的运动数据;其次,基于交通冲突识别指标TTC(Time to Collision),提出适应环形交叉口道路线形特征的车辆TTC计算方法,并使用累计频率法确定严重、一般和轻微冲突的阈值分别为1.2,2.8,4.4 s;最后,通过绘制高峰和平峰交通冲突空间异步图,并结合交通冲突数和严重冲突率,对环形交叉口的36个子区段进行交通冲突风险等级评定。研究结果显示:在高峰时段,某一子区段的平均交通冲突发生次数约为15次,严重冲突率为17.45%;在平峰时段,某一子区段的平均交通冲突发生次数约为8次,严重冲突率为8.28%。重度风险区域在高峰时段占比达到50%,而在平峰时段为8.33%,这些重度风险区域主要集中在交织区段。因此,环形交叉口在高峰时段且位于交织区段的情况更易发生交通事故。本文研究成果有助于交通管理部门了解环形交叉口在不同时段和区段上的交通冲突情况和特征,以便采取相应的预警和管理措施。

医工交叉融合背景下工科课程教学实践的探索

医工交叉融合医学、工程与信息技术等多个领域的前沿知识和技术,解决临床医学中遇到的难题,是推动现代医学发展和创新的强大动力,也是符合当今时代发展特征的趋势。高等院校作为科技创新的源动力,在医工交叉时代背景下,发挥着重要的作用。为了顺应这一背景,对工科人才的培养提出了新的要求。相应地,专业课程的培养方案和授课模式亟须改进。针对医工交叉融合背景下的教学改革进行了初步分析,探讨了专业课培养方案的改进措施,并以具体课程为实例,分析了教学实践的实施。