基于多模态神经影像的脑年龄估值差的综合研究

目的:基于多模态神经影像探究脑年龄估值差(brain age gap estimation,BrainAGE)与非影像衍生标记物(noni-maging derived phenotypes,Non-IDPs)的关系。方法:以英国生物银行27 842例受试者的6种影像模态[T_(1)WI、弥散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)、磁敏感加权成像(susceptibility-weighted imaging,SWI)、T_(2)WI、静息态功能成像(resting-state fMRI,rsfMRI)和任务态功能成像(task fMRI,tfMRI)]共7种特征集(FSL、Freesurfer、DWI、SWI、T_(2)WI、tfMRI、rsfMRI)为基础,采用相关向量回归模型对大脑年龄进行预测,并采用平均绝对误差(mean absolute error,MAE)评估模型的性能;将经偏差校正后的BrainAGE与223个Non-IDPs进行回归分析,以探究BrainAGE与Non-IDPs的关系。结果:相关向量回归模型预测脑年龄的MAE为2.767年。通过多元线性回归分析发现服用治疗药物的数量、全谷物摄入量、糖尿病诊断、收缩压、心室率以及吸烟状况6个Non-IDPs与BrainAGE之间存在显著相关。结论:BrainAGE是一项综合性脑健康评估指标,需要考虑多种健康信息和生活方式来进行综合分析。

铸造CAE后处理中二值差分数据重构方法研究

在铸造CAE后处理中,以平滑的方式对二值差分数据进行可视化是一个难题。基于Hamilton-Jacobi方程,建立了一种重构任意二值差分数据的数学模型,该模型能够将二值数据重构为一个连续的隐式函数,且该函数不依赖于任何原有的STL信息或数值计算信息,而仅与该二值数据所隐含的几何形状有关。同时提出了一种快速扫描方法来快速求解该模型,并采用Open MP指令对求解过程进行了并行化。结果显示,所提出的方法能够对任意复杂曲面铸件的二值差分数据进行快速重构,进而实现平滑绘制;另外,该方法同样可用于连续差分数据的三维重构。

基于异构值差度量的SOM混合属性数据聚类算法

针对传统聚类算法处理混合属性数据聚类质量不高且聚类结果可视化差的问题,提出了基于异构值差度量的自组织映射混合属性数据聚类算法。该算法以自组织映射神经网络为框架,采用基于样本概率的异构值差度量混合属性数据的相异性。利用分类特征项在Voronoi集合中出现频率作为分类属性数据参考向量更新规则的基础,通过混合更新规则实现数值属性和分类属性数据规则的更新。利用UCI公共数据库中的分类属性和混合属性数据集来测试所提出的聚类算法,并与SOM算法和kprototypes、SBAC、KL-FCM-GM算法进行比较。最后将所提出的聚类算法应用于轮式移动机器人的运动状态分析,获得了较好的聚类效果。

身体素质对脑年龄估值差影响的研究

目的:将身体素质水平作为大脑老化的一种潜在保护方式进行研究,为脑功能障碍患者的康复治疗提供参考。方法:基于594名健康中老年人的MRI影像数据,采用AlexNet的迁移学习进行特征提取,通过池化和主成分分析方法进行特征降维,并采用相关向量回归方法建立脑年龄预测模型。另选取123名中老年人,对其脑年龄估值差与身体素质(包括最大摄氧量、氧通气当量、呼气末最大二氧化碳分压、运动时间和体质量指数等指标)的关系进行分析。结果:大脑年龄估值差与最大摄氧量、运动时间和体质量指数之间存在显著关联。结论:较高身体素质水平可能会有助于延缓大脑的衰老过程。

脑年龄估值差对健康老龄大脑认知储备的定量分析

认知储备是指个体自适应地利用神经网络对神经退行性疾病所造成的脑损伤进行补偿的能力。认知储备一般通过测量静态代理变量的方式来进行间接估算。神经影像研究的结果表明多种神经退行性疾病的患者,由于其大脑加速老化会具有较高的大脑年龄估值差。本研究将大脑年龄估值差用于认知储备的间接测量中,并将大脑年龄差估值的概念进一步延伸至健康老年人的认知储备的研究中。72名健康老年人接受了相同的认知功能的综合评估和结构磁共振图像采集。结果表明,大脑年龄估值差分数较低的个体,认知功能可以获得较好地保护,认知储备消耗的速度也相对较慢。大脑年龄估值差的变化可能可以捕捉到认知储备的动态变化,并能够反映大脑网络如何通过动态自适应来补偿脑损伤的过程。

双耳幅值差确定声源方向的神经信息处理机理研究

神经信息系统实质上是定量系统,应引起足够重视.关于神经系统的定量研究方面的报道比较少见.这一问题将会影响进一步的研究,如双耳声音定向.双耳定向是定量测量,用定性分析的方法无法满足要求.已有的生理实验发现声音输入信号强度与听觉神经的输出频率存在单调递增关系,所以本文中声音强度的变化被简化成神经脉冲频率的变化.本文基于圆映射和符号动力学原理,建立了神经回路定量模型,模型中对同侧输入回路采用兴奋性耦合,对侧输入回路采用抑制性耦合,并考虑神经元间突触连接的量子释放特征,采用化学耦合模型实现连接,用耦合系数表示神经元间的耦合程度.采用Hodgkin-Huxley模型仿真研究听觉神经回路的输入/输出脉冲序列关系.在已经仿真过的参数范围,模型在输入信号变化与输出脉冲频率变化间存在单调递增/递减的关系.对于单输入单输出的神经元,采用符号动力学方法进行符号化;对于多输入单输出的神经元,采用分析各输出脉冲的产生时间,判断其变化位置,从神经脉冲序列中得到对应的两耳声音幅值差变化,以此定位声源.随着输出脉冲数的增加,符号序列的长度增加,符号序列对输入信号变化敏感,能够得到较高的测量精度.仿真结果表明这个模型是定量的,神经脉冲序列能够区分信号的大小.

基于零序电压幅值差的配电网断线识别与隔离

由于配电网断线故障没有及时处理而造成的过电压、人畜伤亡、旋转电机损坏等事故时有发生。针对这一问题,首先分析了配电网发生断线后零序电压的分布特征,指出由于纵向断线造成系统的不平衡且电压不连续,断口两侧零序电压幅值差别较大。基于此特征,提出了基于零序电压幅值差的断线故障识别方法,并给出了基于配电网自动化系统的智能分布式和集中式两种故障处理模式。PSCAD仿真表明,所述方法在各种断线形态下都可以可靠定位,具有不受中性点接地方式、过渡电阻、负荷大小影响的特点,但依赖于通信。

混合值差度量在MDS算法中的应用

多维尺度分析(MDS)通常以欧氏空间中点的距离来度量对象间的差异性(相似性)。当对象有像性别、颜色等名义属性时,通常的做法是将它们数量化,然后再对其运用欧氏距离,显然,这种处理方法存在不合理性。将一种混合值差度量(HVDM)引入含名义属性的对象间距离的计算,以改善名义属性下MDS的计算合理性。在UCI Abalone数据集上进行的实验,结果表明该方法比传统的数量化方法在重构能力、重构精确度方面都有更好的表现。

Tm值差异型不对称PCR方法的建立及其在分子诊断中的应用

多数分子诊断方法对靶基因的检测都是以单链DNA为基础的,如何获得大量和高质量的单链靶DNA分子一直是研究热点.以包含BRCA1基因上3个单核苷酸多态性(SNP)的DNA片段为研究对象,通过调整不对称扩增引物碱基序列组成(5′-端引入错配或加入锁核苷酸(locked nucleic acid,LNA)),使用相差10倍浓度来增加不对称引物间Tm值差异,改进扩增条件(添加增强剂的扩增缓冲液,不同退火温度的二阶循环扩增程序)后,进行不对称扩增来产生大量单链靶DNA产物.结果表明Tm差异型不对称PCR(Tm difference asymmetric PCR,TDA-PCR)可有效提高单链DNA分子产率,降低引物设计难度,也扩大了模板序列的适用范围.此外,还针对禽流感病毒H5N1的血凝素(haemagglutinin)HA基因保守序列进行不对称扩增,用获得的单链DNA为模板进行焦磷酸测序检测,所得结果与参考序列一致且无明显干扰信号.因此,采用Tm值差异型不对称PCR可使焦磷酸测序等分子诊断流程更为简便,成本更低,效率更高,具有很好的通用性和实用性.

利用电压幅值差和测量阻抗特征的风电T接线路保护方案

风电T接线路的保护受风电故障特征、T接线路拓扑等因素影响,整定与配合困难,研究其对系统的安全稳定运行意义重大。利用三侧电压幅值差和测量阻抗特征,提出了一种适用于风电T接线路的纵联保护新方案。首先,研究了传统距离保护在风电T接线路中的适应性,并指出其存在的不足。其次,从T接线路拓扑出发,利用三端正序电压、正序电流关系,提出综合电压幅值差主判据。再次,立足于测量阻抗特征,提出自适应距离辅助判据以消除主判据盲区。该保护方案能够实现全线速动,受风电故障特征和T接线路拓扑影响小、耐过渡电阻能力强、对数据同步性要求低。最后,对所提方案进行仿真建模,仿真结果验证了方案的可靠性和有效性。

超声幅值差法测量螺栓轴向应力研究

该文基于受载多晶体介质中的超声波散射衰减理论,针对传统渡越时间法(TOF)对螺栓轴向应力测量精度较低的问题,提出一种利用超声回波幅值衰减的螺栓轴向应力测量方法。首先,推导瑞利散射范围内多晶材料中纵波和横波衰减系数,进一步得出螺栓受载前后的超声回波幅值与应力依赖关系的理论模型。此外,对理论模型进行数值仿真,验证模型的可行性。随后,搭建螺栓轴向应力超声测量系统,对比分析TOF法和幅值差法测量螺栓轴向应力的实验结果。实验结果表明,该文提出的基于超声散射衰减的幅值差法优于传统的TOF法,具有一定的工程应用价值。

基于差分波形奇异值极差的通用电力扰动检测方法

电力扰动数据蕴含大量系统和设备状态信息,基于电力扰动检测分析可实现系统和设备的状态感知。现有扰动检测方法以检测电能质量扰动和故障扰动为主,算法针对性强,通用性和适应性较差,尤其当扰动幅值小或持续时间短时,检测灵敏度较低。为此,提出一种通用的高灵敏度电力扰动检测方法,基于相邻周期差分信号的奇异值分布规律实现扰动检测,利用奇异值极差进行扰动与正常波形区分,提出基于历史奇异值极差序列参考值和差分信号分布特征的自适应阈值计算规则。通过大量仿真和现场实测数据对算法进行验证,结果表明算法在强噪声背景下对各类微弱扰动均具有较高检测灵敏性,证明了算法的正确性和有效性。

基于ArcCheck和电子射野影像装置脑瘤患者特异性容积调强放射治疗剂量验证过程容差限值与干预限值研究

目的:基于ArcCheck和电子射野影像装置(EPID)开展脑瘤患者特异性容积调强放射治疗(VMAT)剂量验证,明确两种不同类别验证工具对脑瘤VMAT剂量验证的适用性,探索剂量验证中γ通过率容差限值(TL)和干预限值(AL),为放射治疗质量控制提供参考。方法:采用随机数表法选取在医院实施VMAT计划的180例脑瘤患者。根据病种及部位的不同将其分为30例较大靶区胶质瘤计划(X方向≥14 cm)、30例中等靶区胶质瘤计划(X方向<14 cm)、30例较小靶区室管膜瘤计划、30例生殖细胞瘤全脑计划、30例生殖细胞瘤全脑室计划、60例生殖细胞瘤小野加量计划和30例脑膜瘤计划,分别基于ArcCheck和EPID开展剂量验证,并将其分为ArcCheck组和EPID组;γ分析均设置为3%/2 mm标准、10%剂量阈值下γ通过率≥95%;对比两组验证计划γ通过率,评价剂量验证的TL和AL。结果:(1)靶区较大胶质瘤和全脑计划中ArcCheck组γ通过率分别为98.40%和98.90%,均高于EPID组,其差异有统计学意义(Z=-4.423,Z=-4.685;P<0.05),ArcCheck组TL、AL明显高于通用限值,EPID组TL、AL较通用限值差近5%;(2)靶区中等胶质瘤和全脑室计划中ArcCheck组和EPID组γ通过率分别为96.98%、97.36%和97.11%、97.60%,两组γ通过率差异无统计学意义,两组TL和AL均≥94%和>90%;(3)小靶区的室管膜瘤计划和生殖细胞瘤小野加量计划,ArcCheck组γ通过率分别为93.45%和94.06%,均低于EPID组,其差异有统计学意义(t=-9.40%,t=-9.41;P<0.05),ArcCheck组TL较通用限值差分别为6.88%和8.47%,AL较通用限值差分别为10.40%和8.76%,EPID组TL>90%、AL接近90%;(4)靶区大小不一、形状复杂的脑膜瘤中ArcCheck组和EPID组γ通过率分别为96.75%和97.05%,差异均无统计学意义,ArcCheck组TL、AL分别为89.33%和86.86%;EPID组TL、AL分别为93.17%和89.69%,更接近通用限值。结论:在靶区较大胶质瘤和全脑VMAT计划中,推荐使用ArcCheck进行剂量验证。在靶区较小室管膜瘤、生殖细胞瘤小野和脑膜瘤VMAT计划中,推荐使用EPID进行剂量验证。

我国省际数字技术创新水平测算及区域差异研究

本文通过专利文本分析识别得到45万余条我国数字技术专利,构建二阶段时空极差熵值法测算我国2000—2020年31个省份的数字技术创新水平,采用Dagum基尼系数和方差分解方法,从空间和结构双重视角探究我国数字技术创新水平的区域差异及来源,并运用地理探测器探寻数字技术创新水平差异的驱动因素。研究发现,我国数字技术创新水平呈现波动上升趋势,2010年以后增长态势更为明显;广东、北京、江苏、上海和浙江是数字技术创新水平最高的5个省份;我国数字技术创新水平呈现“东高西低”“南高北低”的空间分布格局;“东–西”区域间差异是数字技术创新水平差异的主要空间来源,创新数量差异是数字技术创新水平差异的主要结构来源;从驱动因素看,研发人力投入是影响数字技术创新水平差异的主导因素,研发人力投入与信息基础设施的交互组合是关键性驱动因素,不同地区的驱动因素有所差异。本研究丰富了数字技术创新水平评价相关研究,对探索各地区数字技术创新水平具有借鉴意义。

GPS载波定位中双差观测值权的合理确定

在GPS载波定位中双差观测值权的确定较为重要,本文在简要介绍了两种常规定权方法之后首次提出了“高度角定权法”,并以某大型水电站的实测数据分析了三种定权方法对基线坐标解算结果精度的影响,数据结果清楚地表明本文提出的“高度角定权”能有效地提高基线坐标解算结果的精度。

第二代小波在GPS双差观测值消噪中的应用

讨论第二代小波变换的基本原理和变换过程,并将第二代小波变换引入到GPS数据处理中。实验证明,第二代小波变换对GPS信号去除高频噪声具有一定的效果。

基于分布模型的变压器差异化预警值计算方法

变压器是电力系统的枢纽设备之一,其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全运行。针对现有标准中油中溶解气体注意值选取存在气体种类不全面、变压器分类过去粗狂等问题,提出了一种变压器油中溶解气体体积分数和产气率的差异化注意值及警示值的计算方法。该方法基于大量的现场油色谱数据,对数据按照固有属性进行分类,之后构建各个分类下溶解气体体积分数和产气率的分布模型,再将各电压等级分类下的变压器的缺陷率和故障率与累积概率相关联,最后利用逆累积分布函数计算不同属性下油中溶解气体体积分数和产气率的注意值和警示值。计算了不同电压等级下的变压器的油中溶解气体的注意值和警示值,实现变压器的产异化评估。基于现场实例对文中所提方法进行验证,结果显示:相对于传统预警值,使用本文所提方法计算出的预警值能够有效减少漏报的发生;且对于所使用的现场实例,预警准确率达到100%。

一种有效的GNSS双差观测值组成方法

针对目前常用的GNSS双差观测值组成方法所存在的缺点,提出一种基于全局搜索的双差映射算法,并利用实测数据对各双差方法进行了比较分析。结果表明,基于全局搜索的双差映射算法适用于所有观测环境,且所得双差观测值个数与参考站-参考星法差别不大,是一种较为理想的双差映射方法,可以在科研生产中推广应用。

均值漂移模型粗差探测法与LEGE法的比较

粗差探测是测量数据处理、测量质量控制的重要研究主题之一。本文基于均值漂移模型详细分析论证了逐个粗差探测法与多维粗差同时定位定值法（ＬＥＧＥ法）的原理、方法和粗差探测过程，并利用两个算例的不同粗差个数和数值的各类情形进行了１ ０００ 次随机探测比较。由推证及计算表明，常规的探测法与多维粗差同时定位定值法在原理上基本等价，探测结果基本相近。

B值鞅差型阵列的大数定律

主要研究了 B值鞅差型阵列的大数定律 ,并讨论了它们与