结合空间像素模板和多类AdaBoost的高分影像分类

高分辨率遥感影像分类是遥感图像理解的基本问题之一,也是许多其他遥感应用的前提。为解决目前基于像素分类方法空间关系描述不足的问题,该文利用空间像素模板构建像素间的空间关系,并结合多类AdaBoost算法实现高分辨率遥感影像的分类。首先利用过滤式特征选择方法自动生成空间像素模板,进而构建考虑空间关系的多维特征向量,最后利用基于指数损失函数的多类AdaBoost方法对多维特征进行分类。对不同场景影像开展实验,结果表明,该文方法利用空间像素模板引入空间信息,可有效实现高分辨率遥感影像分类。与其他方法相比,分类精度显著提高(约20%),能够更好地区分光谱相似地物,同时分类结果"椒盐效应"大大降低,具有良好的空间一致性。

基于多类AdaBoost的故障诊断算法

主要研究了多类分类AdaBoost算法,及其在多类故障诊断问题中的应用。为了解决"一对一"算法和"一对余"算法的局限性,提出了基于决策树的AdaBoost算法。利用遗传算法的全局随机搜索性能对数据集进行特征筛选,得到新的特征数据集,根据CART算法构造决策树建立AdaBoost分类器,使得决策树每一个节点的最可分类别尽可能分开。通过对3个数据集进行仿真分析,表明该算法的性能优于其他2个算法,具有更高的通用性,验证了该算法的有效性。

基于优化多类Adaboost的非侵入式负荷监测

针对非侵入式负荷监测技术在多状态设备的工作状态辨识研究较少及精度不高的问题,提出了一种基于遗传算法优化的多类Adaboost的非侵入式负荷监测技术。首先提取原始数据集有效特征(电流有效值及其变化量、有功功率及其变化量、无功功率)。其次利用遗传算法优化多类Adaboost中的五个参数,得到最优强分类器。最后通过第六届“泰迪杯”数据挖掘挑战赛A题数据对同时运行两个设备(九阳热水壶、激光打印机)所有状态进行识别。实验结果表明,该算法识别能力优于决策树算法和SVM算法。

一种可用于肝癌呼气信号鉴别的改进AdaBoost级联分类器

为了降低呼气检测技术在肝癌筛查中的漏诊率,本研究设计一种改进的AdaBoost级联分类器,并将其应用于鉴别健康志愿者和肝癌患者的呼气信号。首先,对训练样本进行自助划分获得一组训练子集。基于该训练子集,先后利用不同的机器学习算法,采用K折交叉训练和投票法得到多个子分类器;接着,将多个子分类器加权组合得到一个改进的AdaBoost分类器;然后,再次自助划分训练样本,以新的训练子集训练得到另一个AdaBoost分类器;最后,将两个AdaBoost分类器串联形成级联分类器。测试样本送入该级联分类器后,按照级联规则,潜在的异常样本将被反复筛查。以电子鼻采集到的120名志愿者的呼气信号的Relief优化特征集为训练样本,构建改进AdaBoost级联分类器,并对40例测试样本进行鉴别。结果表明,该级联分类器可有效区分出测试组中的肝癌患者和健康人的呼气信号,平均敏感性为93.42%,明显优于传统AdaBoost级联分类器,漏诊率显著降低。此外,该级联分类器的稳定性较好,精度的变异系数仅为3.95%。可见,改进AdaBoost级联分类器可有效提升分类器对肝癌呼气信号的检测能力,对实现基于呼气检测的肝癌无创普及性筛查技术的研究具有重要意义。

理工类院校思想道德与法治课程教学改革探讨

思想道德与法治是高校思想政治理论课之一,对帮助当代大学生树立正确的世界观、人生观和价值观具有重大意义。文章以理工类院校进行教学改革为中心,分析了理工类院校进行课程改革的重要性,指出当前改革所遇到的困难:学生参与度低、教学模式传统、课程考核方式较单一。通过对所面临困境的揭示与分析,进一步提出改革的具体措施:以学生为中心,探索多元化的教学方式,充分利用地方红色文化资源等措施推进改革不断深化。

基于AdaBoost和分类树的贴片元件缺陷检测算法

针对PCB上贴片元件缺陷检测准确率低、效率低和缺陷类型不全面的问题,设计了一种基于AdaBoost和分类树的贴片元件缺陷检测系统。该系统可检测芯片引脚和电阻缺陷。首先,对采集到的图像进行拼接、校正、元件定位和去噪操作;其次,对贴片元件进行区域划分并提取子区域的形状特征、灰度特征和纹理特征;然后,利用AdaBoost算法将每个特征视为弱分类器,选取最优特征迭代形成强分类器并通过信号函数进行输出,实现每个缺陷都有其对应的特征码;最后,通过查询分类树实现缺陷分类。实验结果表明,相比于传统的图像处理缺陷检测系统,所设计的系统在检测缺陷多样化、检测速度和准确率上均具有明显优势。

基于AdaBoostSVM算法的时间序列分类方法研究

时间序列数据广泛应用于各大领域,传统的时间序列数据分类方法存在精准度低、错误分类等问题。为了提升时间序列数据分类的精准性及稳定性,提出了基于AdaBoost和SVM级联算法的时间序列数据分类方法,并针对16类UCR时间序列数据进行实验分析。实验结果表明,AdaBoostSVM算法模型平均分类精准性达96.35%,较传统的1-NN等分类方法高5%,较LSTM深度学习算法分类精准度高21%,精准性更高,稳定性更优。

基于MMTS-AdaBoost的高维结直肠癌癌前病变分类

为实现通过提高癌前病变分类准确率,以降低结直肠癌的发生率和死亡率,提出一种基于MMTS-AdaBoost的高维数据分类算法,优化高维数据分类算法,提高分类性能。通过将本征正交思想引入马田系统,构建改进马田系统获取重要特征变量实现降维。使用降维得到的特征,应用AdaBoost算法对癌前病变类型进行分类。实验结果表明,与使用降维处理的mrmr-AdaBoost和chisquare-AdaBoost算法,以及AdaBoost、BP网络、NB、SVM等经典分类算法相比,MMTS-AdaBoost的F1和G-mean更高,分类性能更优。

一种适用于超多类手写汉字识别的新改型Adaboost算法

提出一种适用于超多类手写汉字识别的新改型Adaboost算法,采用基于描述性模型的多类分类器(modified quadratic discriminant function,MQDF)作为Adaboost基元分类器,可直接进行多类分类,无需将多类问题转化为多个两类问题处理,其训练复杂度大大低于已有的多类Adaboost算法。算法提出根据广义置信度更新样本权重,实验证明这种算法适用于大规模多类分类问题。为了降低算法的识别复杂度,提出从所有训练后得到的Adaboost基元分类器组中选择一个最优的基元分类器作为最终分类器的方法进行删减。在HCL2000及THOCR-HCD数据集上进行实验证明,所提改型Adaboost算法提高了识别率的有效性,该算法的相对错误率比现有最优算法分别下降了14.3%,8.1%和19.5%。

糖尿病肾病模型:动物模型、二维细胞模拟及三维类器官模型

背景:近几年来,人类多能干细胞衍生的肾类器官及糖尿病肾病啮齿动物模型取得了一定的进展。然而,由于糖尿病肾病发病受环境因素及遗传因素共同作用,发病机制复杂,并且对于此类患者的临床治疗方法需要因人而异。因此,需要开发更灵活和综合的方法,从而发现强有力的临床前证据,以支持对糖尿病肾病患者进行更有针对性的干预。目的:从动物模型、二维细胞培养模拟及三维类器官模型等方面综述了糖尿病肾病模型的研究进展,为进一步的研究提供线索和思路。方法:以“糖尿病,糖尿病肾病,糖尿病肾病模型,糖尿病肾病动物模型,类器官,肾脏类器官,糖尿病肾病细胞模型,糖尿病肾病病证结合动物模型”为中文检索词,“Diabetes,diabetic nephropathy,diabetic kidney diseases,diabetic nephropathy models,diabetic nephropathy animal models,organoids,diabetic and organoids,diabetic and kidney organoids,kidney organoids,diabetic nephropathy cell models,diabetic nephropathy syndrome combined animal models”为英文检索词,检索中国知网及PubMed数据库,最终纳入101篇文献进行综述分析。结果与结论:糖尿病肾病体内模型和体外模型是深入研究糖尿病肾病发病机制的有力工具。动物模型可以观察到多系统之间的相互作用;二维细胞培养操作简便且成本较低;新兴的肾类器官填补了二维和整体水平之间的空白,无种属差异且一定程度模拟了人肾脏的复杂性。随着类器官技术的不断发展,肾类器官有望为探索糖尿病肾病的发病机制、病理生理过程和药物筛选提供一个新的视角。

海藻酸盐基复合水凝胶培养乳腺癌类器官中钙离子的关键作用

背景:基质胶是当前培养肿瘤类器官的主要材料,但单纯基质胶不足以在体外模拟肿瘤生长的力学环境;在基质胶基础上引入海藻酸盐材料可提升水凝胶刚度,但水凝胶力学性能在长期培养中难以维持稳定。目的:在乳腺癌类器官培养体系中引入少量钙离子,观察其对基质胶-海藻酸钠水凝胶长期力学性能的维持作用。方法:(1)在恒定质量浓度(5 mg/m L)的基质胶中引入不同质量浓度(0,2.5,5 mg/m L)的海藻酸钠,分别制备低、中、高刚度水凝胶,使用流变仪定期测量水凝胶的力学性能。(2)将人三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231重悬于不同刚度的水凝胶预凝胶中,成胶后加入含(或不含)钙离子的乳腺癌类器官因子培养基,进行乳腺癌类器官培养,在设定的时间点,使用流变仪定期测量引入钙离子对水凝胶力学性能的影响,光学显微镜下观察乳腺癌类器官形态变化,统计第13天乳腺癌类器官成球率。乳腺癌类器官培养7 d后,加入不同浓度(0.1,1,10,100 nmol/L)的化疗药物多西他赛干预6 d,检测细胞活力,计算多西他赛的半抑制浓度IC_(50)。结果与结论:(1)海藻酸钠的加入有效提高了水凝胶的力学强度。(2)随着乳腺癌类器官培养时间的延长,水凝胶的力学强度均降低,培养第13天,中、高刚度水凝胶在含钙离子培养环境中的力学性能均显著高于在不含钙离子培养环境中的力学性能(P<0.05),低刚度水凝胶在两种培养环境中的力学性能无明显变化(P>0.05)。在长期培养中(13 d),中、高刚度水凝胶组乳腺癌类器官随水凝胶力学性能的下降由圆形转化为梭形,而引入钙离子后两组乳腺癌类器官形态不随培养时间延长而改变。在培养环境中引入钙离子对低刚度水凝胶组乳腺癌类器官成球率无影响,但可提升中、高刚度水凝胶组乳腺癌类器官成球率。(3)在不含钙离子的培养环境中,随着多西他赛浓度的升高,乳腺癌类器官的细胞活力均降低,3组水凝胶组间的IC_(50)无明显差异(P>0.05);在含钙离子的培养环境中,随着多西他赛浓度的升高,乳腺癌类器官的细胞活力均降低,中、高刚度水凝胶组乳腺癌类器官的细胞活力强于低刚度水凝胶组,IC_(50)高于低刚度水凝胶组(P<0.05)。(4)结果表明,在乳腺癌类器官培养体系中引入钙离子可维持基质胶-海藻酸钠水凝胶的力学性能。

基于前馈非线性模型预测控制的类车机器人路径跟踪

类车机器人由于零件标准化程度低,侧偏刚度等轮胎力学参数难以准确获得,存在动力学建模十分困难的问题,因此现有研究工作通常以运动学模型作为类车机器人的控制模型,但由于其运动学模型存在模型失配,导致类车机器人与参考路径之间的误差、类车机器人的前轮转角和前轮转角速度出现剧烈振荡现象.针对前述问题,本文基于非线性模型预测控制(Nonlinear model predictive control,NMPC)的滚动优化原理,引入基于逆运动学模型的前馈转角信息,将前轮转向角作为预测模型的第四维,提出了一种基于前馈非线性模型预测控制(Feedforward NMPC,FNMPC)的类车机器人路径跟踪控制算法.并通过Simulink和CarSim进行了联合仿真,结果表明FNMPC有效减小了模型失配导致的振荡现象,同时具有较高的跟踪精度.其中前馈非线性模型预测控制器的位移误差幅值不超过0.1106 m,航向误差幅值不超过0.1253 rad.在相同工况下,线性模型预测控制、前馈线性模型预测控制、纯跟踪控制和Stanley控制误差发散,而本文提出的FNMPC相比已有NMPC跟踪精度更高,且控制增量绝对累计值相比NMPC控制器减小67.53%.通过线控类车机器人底盘作为实验平台完成的测试结果表明,NMPC系统在进入弯道时出现控制失控现象,在相同工况下,FNMPC系统能够有效完成对参考路径的跟踪,同时将位移误差幅值控制在0.1624 m以内,航向误差幅值控制在0.1138 rad以内.

血管化类器官的构建策略

背景:有效促进类器官内部血管发生是目前类器官培养中的焦点问题,作为一种新近发展的生物培养技术,血管化的类器官在研究活体组织的发育、疾病形成的机制、组织替代疗法以及药物筛选等方面,都有很大的研究和应用价值。目的:对近年来类器官血管化的方法或策略进行归纳总结,分析类器官血管化形成机制以及构建策略,以期为更加深入地研究类器官的发生机制和为临床转化提供可靠的思路。方法:检索PubMed及中国知网数据库收录的相关文献。英文检索词为“organoids,Vascularization,Vascular,Vascular development,vessel”,中文检索词为“血管发生,血管生成,类器官,干细胞,血管化,预血管化”,最终纳入77篇文献进行归纳总结。结果与结论:①类器官血管化形成机制涉及3个关键因素,即种子细胞、细胞因子与细胞外基质。种子细胞为血管化类器官提供了关键的细胞来源,细胞因子为类器官内部的血管发生起了重要的信号引导作用,细胞外基质为血管细胞提供了外在的生长环境,促进类器官血管化的发生。②血管化类器官的构建策略包括细胞自我重组、微血管碎片渗入、宿主体内移植以及微流控芯片等。体外诱导多能干细胞向血管内皮祖细胞分化能顺利与邻近组织整合并具有血管生成的潜力,故可利用多能干细胞的自我重组功能构建血管化类器官。微血管碎片保留了其细胞复杂性、天然结构和表型可塑性,更利于模拟天然微血管从而促进类器官的血管化。宿主体内移植是目前类器官实现完整血液灌流的最佳方法,而微流控芯片则为实现类器官体外血液供应提供了解决方案。③类器官的多种构建策略如多类干细胞共分化、信号分子的精准调控、微血管渗入和活体宿主移植等,一定程度上在类器官中引入血管成分,使得类器官在功能和成熟度上更接近相应组织。然而缺乏血流灌注仍然是一个难题,迄今为止,仅宿主体内移植才能在类器官中实现有效的血流灌注,因此类器官在血管化方面仍面临许多挑战。

基于聚类算法的路径频散曲线拾取方法

多道地震资料面波分析方法是目前确定近地表横波速度的有效工具,但由于反演的一维横波速度模型仅反映了检波器排列中点垂直方向上的横波速度变化,因此其横向分辨率较差。与面波分析方法相比,面波层析反演方法具有更大的潜力来提高近地表特征的横向分辨率。但是面波层析反演方法需要从大量检波器对之间(路径)的平均频散能量谱中拾取频散曲线,人工拾取将耗费大量的时间成本。针对这个问题,本文进行了聚类算法自动从路径平均频散能量谱中拾取相速度频散曲线的研究。理论模型正演数据以及实际资料面波数据的实验结果都验证了本文方法的正确性。

类器官技术在医疗领域的应用和监管挑战

背景:3D类器官具有类似于生理组织并在一定程度上模仿器官功能的特点,使其成为从基础发育/干细胞研究到个性化医疗等应用的出色模型。目的:综述并讨论类器官可应用的疾病类型和肿瘤建模等应用领域,以及其监管现状和挑战。方法:以“类器官,干细胞,疾病模型,3D打印技术,医疗领域”为中文检索词,以“organoid,stem cell,disease model,3D printing technology,medical field”为英文检索词,检索PubMed、Elsevier、万方、中国知网等数据库,对国内外类器官产品进行汇总分析,总结出类器官技术在医疗领域中的应用情况,并对类器官产品在医疗领域的未来发展进行展望。结果与结论:类器官组织可以打破传统细胞和动物模型的局限性,规避临床研究中存在的伦理问题,与源器官具有高度相似性,与人类系统的生理和病理具有更加相似的表现且遗传稳定,在当前研究中具有极大的优势。类器官在以下领域已得到应用:药效评价研究(临床前模型),包括肠道类器官、肾脏类器官、肝脏类器官、胆囊类器官、肺类器官、脑类器官、心脏类器官、皮肤类器官、生殖系统类器官等;传染病研究;肿瘤研究及精准治疗;再生医学;免疫类器官。美国、欧盟和中国虽暂无完善的监管规定,但均在努力推进类器官监管法律法规的制定。在国内,类器官医疗器械产品虽暂无已上市产品,但与其相关的再生医学产品已有突破性进展。

甲壳类水产品致敏原及特异性免疫制品的研究进展

甲壳类水产品是我国常见的致敏食物之一,除了规避致敏食物的摄入,目前仍无有效的根治方法。因此,致敏原的性质分析及防控技术方法的研究至关重要。本文针对甲壳类水产品致敏原,介绍了致敏原的免疫学特性与分子结构,归纳了致敏原的抗原表位,探讨了应用于致敏原特异性治疗的免疫制品,比较了不同免疫制品的作用机理及优缺点,可为研发水产品过敏的防控技术方法提供参考。

肝脏类器官在肝脏疾病模型与移植治疗中的应用潜力

背景:肝脏类器官对阐明肝脏疾病的确切病理机制及对肝脏疾病的治疗具有重要的意义。目的:总结目前国内外该领域的基础研究,回顾以往肝脏类器官的构建、疾病建模和移植治疗的重要研究进展,探讨肝脏类器官联合组织工程技术的应用前景。方法:检索PubMed数据库及中国知网数据库收录的相关文献,英文检索词为“liver,organoids,liver diseases”,中文检索词为“肝,类器官,肝脏疾病”,主要检索时限为2018年4月至2024年4月,通过人工阅读排除重复文献等,最终纳入94篇文献进行归纳分析。结果与结论:①肝脏类器官构建的种子细胞主要集中于成体细胞和多能干细胞,通过辅助各种细胞因子参与信号引导作用和细胞外基质提供3D微环境,促进类器官的产生,但是整体成熟度不高,有望通过结合组织工程技术改善这一问题;②体外疾病建模方面主要在简单疾病和单基因遗传病领域研究较多,类器官高度保留患者遗传特性,有望通过结合CRISPR-Cas9基因矫正和其他新兴技术模拟更复杂的肝脏疾病并阐明更深层次的病理机制;③体内移植治疗方面,肝脏类器官能够安全有效的植入,表现出惊人的肝功能替代潜力及组织再生能力,并且还可能通过与其他组织工程材料结合达到治疗目的。

掺硫铝酸钙类膨胀剂白水泥净浆干燥收缩与水分损失关联

为精确解析干燥条件下掺硫铝酸钙类膨胀剂水泥基材料的收缩行为,深入揭示低相对湿度条件下硫铝酸钙类膨胀剂补偿收缩效果下降的机制,利用低场磁共振弛豫技术,结合X射线衍射、质量与长度测试,在不同相对湿度下对掺与不掺硫铝酸钙类膨胀剂白水泥净浆的干燥收缩历程进行10个月的长期监测,从含水量及水分状态角度,定量描述白水泥净浆干燥失水和收缩的演变规律,阐明硫铝酸钙类膨胀剂导致干燥收缩落差增大的作用机制。结果表明:在相对湿度为75%、43%、11%的环境中干燥,白水泥净浆失水量和干燥收缩均持续增大直至稳定,3类环境中各试件干燥收缩与相对失水量间的关系基本保持一致;随干燥时间延长,单位失水量导致的干燥收缩先降低后升高,干燥进程中净浆内部各级孔隙失水规律不同,且各湿度条件下的干燥收缩机制存在差异;掺入硫铝酸钙类膨胀剂后,C-S-H凝胶纳米孔结构会发生一定粗化,干燥时易损失更多可蒸发水,且膨胀剂水化生成的钙矾石还会损失2~5个结晶水,二者共同导致净浆水分损失与干燥收缩增大;在低湿度环境中应用硫铝酸钙类膨胀剂时,需注意这两个因素导致收缩落差增大的影响。

中药生物碱类成分防治膝骨关节炎的作用与机制

背景:目前现代医疗手段治疗膝骨关节炎仍具有一定局限性,中药生物碱类成分可通过多种作用机制有效防治膝骨关节炎。目的:对中药生物碱类成分防治膝骨关节炎的作用机制进行综述,为临床开发治疗膝骨关节炎的药物提供科学依据。方法:查阅中国知网、万方、Pub Med、Web of Science和Google Scholar数据库从建库至2024年5月发表的相关文献,中文检索词为“膝骨关节炎,骨关节炎,破骨细胞,软骨细胞,生物碱”,英文检索词为“knee osteoarthritis,osteoarthritis,osteoclast,chondrocyte,alkaloids”,排除陈旧及无参考意义的文献,最终纳入68篇文献进行综述。结果与结论:虽然中药治疗膝骨关节炎的历史悠久,但仅有少量的天然化合物处于抗膝骨关节炎的临床前研究阶段,生物碱类成分对于防治膝骨关节炎具有较大潜能,其中苦参碱、氧化苦参碱、青藤碱、甜菜碱等已被证实可通过调控多条信号通路抑制炎症反应、抗氧化反应、抑制软骨细胞凋亡、促进软骨细胞增殖、抑制破骨细胞形成与分化等延缓膝骨关节炎的进展。

医药类高校科研经费管理和会计核算难点

随着医药领域科研工作的不断深入和发展,医药类高校承担的科研项目日益增多,科研经费规模持续扩大。然而,在科研经费管理和会计核算方面,仍存在诸多难点和问题。本文旨在深入分析这些难点,并提出相应的解决对策,以提高医药类高校科研经费使用效益和管理水平。同时,对实施“包干制”进行探讨。