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基于深度卷积神经网络的眼底图像视盘定位与分割研究

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基于深度卷积神经网络的眼底图像视盘定位与分割研究

作者：牛笛南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着医学影像技术的发展,对眼图像进行处理与分析已经成为眼疾病诊断的重要方式,基于眼图像的计算机辅助诊断技术也因此不断发展,传统的眼图像处理方法需要依靠人工设计与任务相关的特征,特征设计过程相对复杂且对不同图像的鲁棒性较差... 详细信息

随着医学影像技术的发展,对眼图像进行处理与分析已经成为眼疾病诊断的重要方式,基于眼图像的计算机辅助诊断技术也因此不断发展,传统的眼图像处理方法需要依靠人工设计与任务相关的特征,特征设计过程相对复杂且对不同图像的鲁棒性较差。近几年,在计算机视觉、语音处理等领域,深度学习凭借其可以从数据中自动学习与任务相关的判别性高层特征的优势取得了巨大的性能突破,因此,越来越多的研究者将深度学习应用于医学图像的处理与分析方面,并取得了突破性的应用成果。本文利用深度学习的方法从视网膜眼底图像中自动学习与任务相关的特征,从而进行眼底图像的视盘定位与分割工作。本文的主要工作如下:首先,提出了一种基于深度卷积神经网络的层级式视盘自动定位方法,通过将显著图与深度卷积神经网络相结合,有效提升了视盘定位的准确度。具体来说,首先获得眼底图像对应的显著图,在显著图中寻找最显著区域,并在眼底图像中提取相应区域作为视盘定位的候选区域,之后利用深度卷积神经网络提取候选区域的图像特征并进行视盘区域的分类判断,若判断为非视盘区域,则回到显著图寻找次显著区域并再次进行判断,直到判定为视盘区域,循环结束,并输出对应区域作为最后的视盘定位结果。实验结果表明,相对于传统的视盘定位方法,本文提出的方法具有较高的定位准确度和较快的定位速度,并且与传统特征提取方法相比,本文的深度卷积神经网络可以学习到更有利于视盘分类的图像特征。另外,针对青光眼疾病,本文实现了一种端到端的基于深度卷积神经网络的视盘视杯分割方法,通过深度网络提取输入图像的视杯视盘特征从而得出相应的分割结果图,并计算视杯视盘垂直比作为青光眼诊断的重要的依据。具体地,首先对视盘定位区域图进行血管去除以减少对分割结果的影响,之后将血管去除后的图像输入视盘分割深度卷积网络得出对应的视盘分割结果,根据视盘分割结果计算像素点到视盘中心的距离,并将距离信息融入输入图像中得出视杯的分割结果图,通过椭圆拟合平滑相应的分割边缘,最后根据分割结果计算视杯视盘垂直比从而进行青光眼诊断。实验结果表明,相对于传统的视杯视盘分割方法,本文的深度卷积神经网络能够有效学习有利于分割的视杯视盘特征,从而提升分割的精确度。并且在青光眼诊断时,达到了与人工分割接近的诊断性能。

关键词：眼底图像深度学习卷积神经网络视盘定位图像分割

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中日关系中的美国因素

中日关系中的美国因素

作者：牛笛东北师范大学

学位级别：硕士

中日关系是中国最本对的双边关系之一。中日关系走向论仅本乎两东的稳使除人展,也牵动着本亚除区乃至整对世界的神人。自十九世纪末除来中日关系一直受美国因素的复约,这的论日两东关系的一对基本除点。从战略高度除长远观点来对待中日... 详细信息

中日关系是中国最本对的双边关系之一。中日关系走向论仅本乎两东的稳使除人展,也牵动着本亚除区乃至整对世界的神人。自十九世纪末除来中日关系一直受美国因素的复约,这的论日两东关系的一对基本除点。从战略高度除长远观点来对待中日关系,促使两东关系克服障碍,持续稳步除向前人展,的中国除的的一对本对课题。通人研究美国因素可响中日关系的历史,分析美日两东战略,复使保宜的应对美国因素的战略除政策,对中国的除平人展具本本对意义。本文从除的四对层面对中日关系论的美国因素的的剖析:第一部分除时间为线文,追溯自十九世纪末至二十一世纪初中日关系论美国因素的历史演变;第二部分从人济、除的、军事等方面分析美国因素对中日关系当前的可响;第三部分分除除美国除日本两东的东东战略为对人点,分析美国因素的中日关系论长日复的的原因;第四部分的本的的本点,的前三部分回顾历史、分析现状除探究原因的基础上,的对应对中日关系论美东因素的几点战略。本文的创新之处的于:目前东文学者本本中国对日美两东的战略本人本分为两派,一派主张论日接近,联日抗美;另一派主张论美接近,联美抗日。本的认为这两种观点都本偏颇之处,因为,其一,论美、论日之间论复的形作对抗第三方合力的东复,其二,无的论美“建设性合作关系”还的论日“除力于除平与人展的友好合伙伴关系”都的除两东东东利益为的足点,而论的针对第三东。本鉴于此,本的认为中国应持避免片面依赖美日任何一方,而的寻求日美之间的平衡,促作日、美两东均本求与中国的形势,这才的一对本东的处理对除关系、复使对除政策的态度。本文的主对观点的:美国因素的历史上对中日关系产生除本本可响,的处理论日本系人程论论本忽视的变量,对化本中日关系论美国因素的消极作用,利用美国因素的积极作用,维持论日友好的本局。

关键词：中日关系美国因素战略应对对外政策

翻转课堂教学模式在小学体育课堂教学中的应用研究——以重庆市区私立小学为例

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翻转课堂教学模式在小学体育课堂教学中的应用研究——以重庆市区...

作者：牛笛西南大学

学位级别：硕士

翻转课堂又称为反转课堂、反转教学,它颠倒了传统课堂中教师课上讲解学生课下做作业的顺序,让学生通过自主学习的形式,完成知识的内化,提高课堂效率。随着素质教育的推进,互联网信息技术的变革,小学体育课的教学方式也在发生改变,传统... 详细信息

翻转课堂又称为反转课堂、反转教学,它颠倒了传统课堂中教师课上讲解学生课下做作业的顺序,让学生通过自主学习的形式,完成知识的内化,提高课堂效率。随着素质教育的推进,互联网信息技术的变革,小学体育课的教学方式也在发生改变,传统的灌输式、填鸭式的教学方式逐渐被新的自主合作探究的教学方式替代。在此基础上,翻转课堂在小学体育教学上得到了一定程度的推广和发展,但无论国内外,翻转课堂的研究都不尽全面。国外对于翻转课堂的研究虽然更加系统和有针对性,却主要针对文化理论学科,对于体育课程的翻转课堂研究较少。我国对翻转课堂教学模式的研究较晚而且还不够成熟,因此,想要更好的使翻转课堂在中国的教学实践中落地运用,我们需要结合自身的实际情况进行探索和分析,找到适合我国小学体育课堂教学的翻转课堂教学新模式。翻转课堂的运用能够更好地发挥学生主动性,尊重学生的主体地位,让学生由被动的学变成主动地学。为了研究翻转课堂教学模式在小学课堂中的应用效果,本文采用文献资料法、问卷调查法、访谈法、对比分析法、数理统计法、教学实验法等方法对重庆市私立小学翻转课堂教学进行运用性研究:首先,笔者综述了国内外对于翻转课堂教学模式的研究现状,分析翻转课堂教学模式的发展趋势,并且提出本研究的内容、创新性以及研究思路;其次,结合相关概念和理论,阐述了翻转课堂的定义和教师在翻转课堂的运用中存在的误区。同时通过查阅文献得出了翻转课堂具有主动性、互动性、多元性以及实用性等特征。笔者还对翻转课堂教学模式理论基础进行了整理及相应的阐释,翻转课堂教学模式理论基础主要来源于自主学习理论、布鲁纳的发现学习理论、建构主义学习理论;接着,笔者明确了调查问卷的研究对象和研究方法,认真设计了研究过程。在研究过程中,确定了实验的步骤,并将实验步骤确定为准备阶段、实施阶段、深化阶段三个阶段,为接下来的数据采集奠定了基础,同时也为后续得出的结论提供相应的数据依据;最后,笔者根据发放和回收的问卷调查进行整理和分析,得出了重庆市区私立小学体育教学现状和存在问题,以翻转课堂理念为基础进行了翻转课堂在小学体育课堂教学中的应用设计、分析和评价。通过传统教学模式与翻转课堂教学模式的对比,我们不难发现翻转课堂教学模式不仅可以让小学生更积极加入到体育课堂中,还可以让学生更主动学习,主动去探索,翻转课堂教学可以将学生在学习中所占的主体地位展现出来,使学生由被动学习变为主动学习。笔者希望对小学体育翻转课堂的研究能够丰富小学体育教学方法、流程和模式,并为提升体育课程的教学质量和课外体育锻炼的强化提供新的思路,为后续翻转课堂创新教学模式在小学体育课堂或其他学科教学中的应用提供理论基础。

关键词：翻转课堂小学体育课堂教学应用研究

湿热体质与平和体质血清ICAM-1、IL-4检测和MOS SF-36生命质量研究

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湿热体质与平和体质血清ICAM-1、IL-4检测和MOS SF-36生命质量研究

作者：牛笛广州中医药大学

学位级别：硕士

背景：体质是人类个体特质的反应,当前对于湿热体质和平和体质的研究,从文献方面来看,大多集中于中医理论的探讨与分析,如对湿热体质进行形态结构、生理功能、发病倾向及其相关疾病症候的观察与研究;而实验室研究多注重湿热体质多... 详细信息

背景：体质是人类个体特质的反应,当前对于湿热体质和平和体质的研究,从文献方面来看,大多集中于中医理论的探讨与分析,如对湿热体质进行形态结构、生理功能、发病倾向及其相关疾病症候的观察与研究;而实验室研究多注重湿热体质多态性研究方面,与平和体质相比,湿热体质差异基因涉及37条信号通路,尤其以炎症因子信号通路最多,有IL-4、IL-5、IL-6信号通路等,因此,湿热体质人群可能具有的总体特征是免疫应答增强,新陈代谢能力的下降等。故平和体质和湿热体质的外部表现特征应该能够从血清酶联免疫吸附法（ELISA）检测方面找到客观物质基础。健康相关生命质量（health-related quality of life, HRQOL）量表能够综合评价身体活动功能、心理健康和社会适应性,以及被评价对象对生活和健康的自我感受,是目前准确、定量描述健康状况的较好方法。如何提高健康水平和生命质量,已成为医学研究最关注的命题之一。而中医体质与健康状况关系的研究尚处于起步阶段,所以,以标准化的中医体质量表和良好适用性的普适性MOS SF-36为测量工具,探讨中医体质类型与健康状况的关系,对于从中医体质方面研究健康状况具有重要意义。目的：通过对广东省中医院二沙岛分院体检中心体质辨识人群中部分湿热体质与平和体质进行血清酶联免疫吸附法（ELISA）检测及MOS SF-36量表的调查,探讨两种体质类型血清中ICAM-1与IL-4的微观特征和生命质量的特点,为今后湿热体质和平和体质的基础研究工作提供一定的依据。方法：以中医体质量表作为中医体质类型判定工具辨识平和体质与湿热体质总共57人,其中,平和体质28人,平均年龄（32.39±10.88）岁,湿热体质29人,平均年龄（37.52±9.97）岁。从试验角度观察湿热体质和平和体质体内血清中ICAM-1及IL-4水平的变化关系,再以MOS SF-36量表得分作为健康状况评价指标,对湿热体质和平和体质生命质量进行对比。运用统计学方法分析并归纳湿热体质和平和体质免疫反应机理和生命质量的内在客观规律。结果：一、湿热体质人群血清中ICAM-1的实际浓度和IL-4的实际浓度均高于平和体质人群血清中ICAM-1的实际浓度和IL-4的实际浓度,但在湿热体质和平和体质人群中ICAM-1实际浓度和IL-4实际浓度无显著性差异。二、在湿热体质和平和体质MOS SF-36量表的观察中发现： 1、湿热体质在生理机能维度得分最高,而情感职能维度得分最低;2、平和体质在社会功能维度得分最高,其次依次为生理机能维度、躯体疼痛维度和生理职能维度,而一般健康状况维度得分最低;3、湿热体质各维度的平均分均低于平和体质维度的平均分,且除躯体疼痛此维度外,其他维度二者均存在显著性差异。结论：一、湿热体质人群体内的ICAM-1的稳态形式与平和体质较为相似;二、血清中IL-4水平的升高或者降低会影响两种体质类型免疫反应的激活或者抑制,进而可使Th1产生偏移现象。但两种体质类型血清中IL-4水平波动产生的作用机制需要今后扩大研究的样本量以进行深入详细的分析及阐述。三、湿热体质和平和体质相比,其健康状况相对较差。但两种体质类型的躯体活动能力均较好,客观反映了两种体质类型的人群其生理健康状况较好,而一般健康状况维度得分均较低,客观反映了人们对自己目前身体健康状况偶有顾虑的心情和对未来自己身体健康状况不确定性的担忧。

关键词：湿热体质平和体质 ICAM-1 IL-4 MOS SF-36

虎杖苷对过敏性鼻炎小鼠炎症反应的作用及机制

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中国临床药理学杂志 2023年第20期39卷 2951-2955页

作者：高琼牛笛武汉市第八医院、武汉市肛肠医院药剂科湖北武汉430000 武汉市第八医院、武汉市肛肠医院耳鼻喉科湖北武汉430000

目的探讨虎杖苷对过敏性鼻炎(AR)小鼠的保护作用及其作用机制。方法将小鼠随机分为对照组、模型组、地塞米松组和低、中、高剂量组,每组10只小鼠。除对照组外其余小鼠均构建AR模型,地塞米松组小鼠每天灌胃1 mg·kg^(-1)的地塞米松,低... 详细信息

目的探讨虎杖苷对过敏性鼻炎(AR)小鼠的保护作用及其作用机制。方法将小鼠随机分为对照组、模型组、地塞米松组和低、中、高剂量组,每组10只小鼠。除对照组外其余小鼠均构建AR模型,地塞米松组小鼠每天灌胃1 mg·kg^(-1)的地塞米松,低、中、高剂量组小鼠分别每天灌胃25、50和100 mg·kg^(-1)的虎杖苷,对照组和模型组小鼠均灌胃给予等体积的磷酸盐缓冲液。在最后1次卵清蛋白鼻内刺激1 h后,记录5 min内打喷嚏和摩擦鼻腔的情况,以试剂盒法检测血清炎症细胞因子及免疫球蛋白E(IgE)表达水平,以蛋白质印迹法检测各组小鼠鼻黏膜相关蛋白表达情况,以活性氧(ROS)试剂盒检测ROS水平,试剂盒检测鼻黏膜组织氧化应激相关指标水平。结果对照组、模型组、地塞米松组和高剂量组打喷嚏次数分别为(0.80±0.11)、(21.03±2.69)、(4.69±0.59)和(7.44±0.98)次,IgE水平分别为(140.22±15.23)、(367.49±30.29)、(168.13±14.99)和(177.34±16.79) pg·mL^(-1),白细胞介素6水平分别为(23.41±3.10)、(83.49±8.11)、(33.44±4.06)和(40.05±4.69) pg·mL^(-1),紧密连接蛋白(Occludin)蛋白水平分别为0.97±0.10、0.23±0.04、0.86±0.09和0.92±0.10,ROS水平分别为(0.93±0.04)、(3.19±0.30)、(1.24±0.14)和(1.29±0.13) RFU·mg^(-1),Nod样蛋白受体3(NLRP3)蛋白表达水平分别为0.34±0.05、0.94±0.08、0.40±0.05和0.42±0.04;以上指标,模型组与对照组比较,地塞米松组和高剂量组分别与模型组比较,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论虎杖苷可能通过介导ROS/NLRP3/Caspase-1引起的细胞焦亡通路,抑制氧化应激、减轻AR炎症反应、改善鼻黏膜屏障功能。

关键词：虎杖苷过敏性鼻炎炎症反应活性氧/Nod样蛋白受体3/胱天蛋白酶1通路氧化应激

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砂质边坡固化机理及试验研究

砂质边坡固化机理及试验研究

作者：牛笑笛石家庄铁道大学

学位级别：硕士

针对砂质边坡稳定性差,一般防护措施实施困难且效果差的的现状,提出了一种新型的固砂剂对砂质边坡进行固化。新型固砂剂主要由钾水玻璃溶液、新型磷酸硅、硅酸锂溶液和硅溶胶溶液等构成。固砂剂可结合使用客土喷播技术进行边坡绿色防护... 详细信息

针对砂质边坡稳定性差,一般防护措施实施困难且效果差的的现状,提出了一种新型的固砂剂对砂质边坡进行固化。新型固砂剂主要由钾水玻璃溶液、新型磷酸硅、硅酸锂溶液和硅溶胶溶液等构成。固砂剂可结合使用客土喷播技术进行边坡绿色防护。另外提供了一种改性剂,可以在环境恶劣、植物不易生长的地区配合固砂剂使用,以增强固砂剂的耐候性。为了研究固化砂的工程特性,进行了微观结构分析、固砂剂配比优化、渗透性以及耐候性的研究。(1)微观结构分析表明:固砂剂在砂粒表面形成一层粘结膜,使松散砂粒形成强度。(2)固化剂配比优化试验表明:试样的早期强度随钾水玻璃的模数的增加而增大。钾水玻璃最佳的固含量为3%,磷酸硅最佳的固含量为6%,改性剂最佳添加量为10 g。随着龄期的增长,试样的强度逐渐提高。使用高模数钾水玻璃制作的试样早期强度高,在龄期超过28 d之后,使用低模数钾水玻璃制作的试样强度更高。(3)渗透试验表明:固砂试样渗透性能良好,且使用低模数钾水玻璃的试样渗透能力相对更好。(4)耐候性试验表明:使用湿冻法和干冻法对试样进行冻融循环试验。使用湿冻法时,随着冻融循环次数的增加,试样强度逐渐降低,10次循环之后强度趋于稳定。使用干冻法时,随着循环次数的增加,试样的强度逐渐增加,10次循环之后强度趋于稳定。对试样进行干湿循环试验,随着干湿循环次数的增加,试样的强度逐渐下降。在3次循环之后,强度基本趋于稳定。在张承高速试验边坡使用固砂剂,并结合客土喷播技术,两年之后,效果良好。

关键词：砂质边坡固砂剂固化机理配比优化性能研究野外试验

季冻区高速公路砂质边坡坡面固化层耐久性试验研究

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岩土力学 2021年

作者：牛笑笛杨广庆刘伟超熊保林王贺石家庄铁道大学交通运输学院石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄铁道大学土木工程学院石家庄铁道大学河北省交通安全与控制重点实验室

砂质路堑边坡抗冲刷能力差、防护困难，结合延（庆）至崇（礼）高速公路河北段风积砂路堑边坡工程冬奥会交通保障项目，采用新型固砂剂（TD-1）对坡面固化表层，研究固化层的力学特性及耐久性。对不同龄期、不同干湿循环、不同冻融循环... 详细信息

砂质路堑边坡抗冲刷能力差、防护困难，结合延（庆）至崇（礼）高速公路河北段风积砂路堑边坡工程冬奥会交通保障项目，采用新型固砂剂（TD-1）对坡面固化表层，研究固化层的力学特性及耐久性。对不同龄期、不同干湿循环、不同冻融循环和紫外光老化的四类固化砂试样，进行无侧限抗压强度试验、直剪试验、SEM试验，从宏观和微观两方面分析固化砂的耐久性。试验结果表明，新型固砂剂（TD-1）在砂粒表面形成了一层白色黏结膜，增加了砂土的黏聚力和内摩擦角，提高其强度，随着龄期的增长，黏结膜逐渐硬化；经过干湿循环、冻融循环或紫外光老化，黏结膜受到一定损伤破坏，导致裂缝增加，固化层强度衰减；固化层的无侧限抗压强度、变形模量、黏聚力和内摩擦角均随龄期的增加而逐渐增大，随干湿循环次数、冻融循环次数的增加而逐渐减小；随光照时间的增加，固化层的无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角逐渐减小而变形模量逐渐增大，经3次干湿循环、10次冻融循环或200 h光照后，各参数值变化速率减小并逐渐趋于稳定；不同龄期或经紫外光照试样的破坏形式表现为脆性破坏，经干湿循环或冻融循环试样的破坏形式表现为由脆性破坏向塑性破坏过渡。结合试验数据提出了不同工况下固化层力学参数的预测方程，可为工程应用提供参考。

关键词：路堑边坡耐久性试验研究固化砂微观分析

不同面板形式加筋土挡墙结构特性现场试验研究

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岩土力学 2021年第1期42卷 245-254页

作者：牛笑笛杨广庆王贺丁硕冯帆石家庄铁道大学交通运输学院河北省石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北省石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北省石家庄050043

以成昆铁路复线加筋土挡墙为工程依托进行现场原位试验,对比分析工后9个月内新型整体式面板、内嵌返包结构的模块式面板和模块式面板3类加筋土挡墙的结构特性。在此期间发生两次地震,监测了震后挡墙变形及土压力变化。结果表明:整体式... 详细信息

以成昆铁路复线加筋土挡墙为工程依托进行现场原位试验,对比分析工后9个月内新型整体式面板、内嵌返包结构的模块式面板和模块式面板3类加筋土挡墙的结构特性。在此期间发生两次地震,监测了震后挡墙变形及土压力变化。结果表明:整体式面板加筋土挡墙整体稳定性最好,具有良好的抗震性能,格栅应变变化率、墙体压缩量和墙面水平位移均最小。整体式面板和模块式面板加筋土挡墙墙背土压力沿墙高近似呈M型,内嵌返包结构的模块式面板加筋土挡墙墙背土压力沿墙高近似呈倒S型。整体式面板加筋土挡墙的侧向土压力系数沿墙高变化较小,小于美国联邦公路局(FHWA)加筋设计指南计算值;内嵌返包结构的模块式面板加筋土挡墙侧向土压力系数沿墙高呈增大的趋势,挡墙中、下部小于FHWA计算值,上部接近或大于静止土压力系数;模块式面板加筋土挡墙侧向土压力系数大部分处在FHWA计算值与静止土压力系数之间。3类挡墙土工格栅应变沿墙高均呈非线性变化。挡墙墙体压缩量随着时间的增加逐渐增加,在工后前50 d时间内增加速率较快,随后增加速率减缓,进入雨季之后增加速率再次增大。发生地震后,3类加筋土挡墙均出现不同程度的墙背土压力减小、格栅应变增大、墙体压缩量增加和墙面板外移的现象。

关键词：加筋土挡墙不同面板形式结构特性地震