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最大长序列对生理系统非线性成分混叠问题的影响

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最大长序列对生理系统非线性成分混叠问题的影响

作者：胡金炎南方医科大学

学位级别：硕士

系统辨识就是根据系统的输入输出(input-output, I/O)数据,按照一定的准则,选定一个合理的模型反映系统静态特性和动态特性。线性系统使用脉冲响应函数介定其I/O特性,对于非线性系统,描述其I/0特性需要使用高阶传输函数。沃特拉(Volter... 详细信息

系统辨识就是根据系统的输入输出(input-output, I/O)数据,按照一定的准则,选定一个合理的模型反映系统静态特性和动态特性。线性系统使用脉冲响应函数介定其I/O特性,对于非线性系统,描述其I/0特性需要使用高阶传输函数。沃特拉(Volterra)级数或者维纳(Wiener)级数经常被用来描述非线性系统的I/O关系。沃特拉或维纳级数由其所对应的核函数完全确定,而核函数的估计则可以通过被测系统的I/O数据实现。因此,核函数界定了系统的I/O关系,可以预测系统对任意刺激输入的响应。核函数还建立了系统内部结构信息的模型,有助于了解生理系统工作机理、对生理系统的异常或疾病诊断也具有重要价值。准确的核函数估计是生理系统辨识的核心问题。核函数估计的方法依赖于输入信号的选择。其中,Lee-Schetzen互相关方法以高斯白噪声(Gaussian white noise)输入为基础,该方法理论体系完备,计算方法简单,近五十年来不断发展,得到了广泛应用。然而,在有些生理系统的非线性问题研究领域,输入信号往往要求是离散的脉冲串而不是连续的信号,例如在基于听觉诱发电位的听觉系统的非线性问题研究中,由于信号记录时信噪比的局限,通常采用重复性的短声(click)刺激。这类刺激一般表示为一组离散的脉冲串,其中一种被称为最大长序列(maximum length sequences, MLS)的脉冲串在生理系统非线性辨识中具有重要的理论和实践价值。这是因为MLS易于生成、计算简便,且具备和高斯白噪声类似的数学性质。Lee-Schetzen互相关方法可以推广到MLS输入的核函数估计,所得到的核函数称之为二元(binary)核。通过互相关方法估计的是二元核函数实际上只是连续的核函数在多维空间中沿对角线方向的切片(slices)。根据MLS所特有的移位相乘性质,在实际计算时,这些切片都分布在一阶输入输出互相关函数上,其具体位置取决于产生MLS的本原多项式(primitive polynomial)。如果核切片位置的分布不合理,即相邻核切片位置过近,则核切片出现相互混叠现象,导致核函数估计错误。本文详细介绍了基于MLS输入辨识非线性生理系统的特点和实现方法,并在此基础上针对辨识过程中存在的非线性成分混叠问题做了进一步的研究：(1)从数学上对二元核切片混叠现象进行定义,发现解决混叠问题有三种方法,即增加一阶互相关函数的数据长度、分离估计各阶核函数和使切片合理分布在一阶互相关函数上。第一个方法有一定的不足之处,本论文的主要内容就是在后两种方法的思路下展开。我们推导了二元核与沃特拉核的关系,发现它们之间具体的数学表达式关系跟非线性系统的阶次有关。同时,偶数阶二元核的对角线切片无法通过Lee-Schetzen互相关方法估计,原因在于MLS的偶数阶乘积没有相对移位时变成了全1序列,这部分缺失的值反映了以MLS为输入辨识非线性生理系统的非完备性,跟互相关算法本身不相关。(2)提出了基于逆重复最大长序列(inverse-repeat maximum length sequence, IR-MLS)解决混叠问题的新方法。IR-MLS是MLS和正负交替的类方波序列的乘积,仔细推导证明其同样具有移位相乘性质,但是要分奇数、偶数两种情况讨论。如果辨识时以IR-MLS为刺激,计算系统响应跟IR-MLS的一阶互相关函数,则该互相关函数中只分布有奇数阶的切片;而计算系统响应跟MLS的一阶互相关函数,则该互相关函数中只有偶数阶的切片存在。通过分别计算两个互相关函数,实现分离核函数估计的目的,显著的减少了核切片之间混叠的机率,最后维纳模型的仿真结果表明该方法的有效性。(3)发现本原多项式的移位函数与其反转(reciprocal)本原多项式的移位函数存在对称性质,利用该对称关系可以使得移位函数的计算量减少50%。由于核切片的混叠跟其在一阶互相关函数中的具体位置分布有关,而这些具体位置又由本原多项式决定。本文综合考虑上述关系提出了一个最优本原多项式选择算法。该算法在给定非线性系统记忆长度和阶次的前提条件下,找到一个解决混叠问题的阶次最小的本原多项式,为实验设计过程中合理选用MLs提供了理论根据。文中最后通过一个维纳模型证明了该方法的有效性,同时也证明了简单的增加MLS的阶次不能有效解决混叠问题。

关键词：系统辨识二元核最大长序列混叠逆重复最大长序列本原多项式

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南通棉区黄地老虎发生规律与测报

植物保护 1982年第3期 6-7页

作者：胡金炎江苏省南通县三余区农技站

黄地老虎在南通棉区发生危害逐年加重,春季一代幼虫危害棉苗,被害株率3—37％,平均10.2％,断茎率平均2.4％。秋季四代幼虫危害蚕豆,被害株率2.7—36.2％,平均22.1％;断枝率平均18.2％。 (一)发生规律 1.生活史:通过饲养观察,黄地老虎在... 详细信息

黄地老虎在南通棉区发生危害逐年加重,春季一代幼虫危害棉苗,被害株率3—37％,平均10.2％,断茎率平均2.4％。秋季四代幼虫危害蚕豆,被害株率2.7—36.2％,平均22.1％;断枝率平均18.2％。 (一)发生规律 1.生活史:通过饲养观察,黄地老虎在沿海棉区一年发生四代,世代重迭。越冬代幼虫于3月中旬开始化蛹,4月上旬见蛾,

关键词：黄地老虎幼虫危害地下害虫棉区产卵前期被害株率成虫寿命南通江苏

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一种母婴安全监护系统数据库的设计和实现

计算机应用与软件 2013年第5期30卷 200-202,222页

作者：于楠胡金炎邹岸王涛林霖邱健盛南方医科大学生物医学工程学院广东广州510515 玺瑞股份有限公司台湾台中40307

近年来,无线射频识别(RFID)技术得到了迅速发展并且广泛应用在各个领域中。SYRIS玺瑞股份有限公司开发的内含温度和运动传感器的RFID标签已经被应用于一种工作在C/S(客户端/服务器)架构下的母婴安全监护MISS(Maternal-infant Safe-ty an... 详细信息

近年来,无线射频识别(RFID)技术得到了迅速发展并且广泛应用在各个领域中。SYRIS玺瑞股份有限公司开发的内含温度和运动传感器的RFID标签已经被应用于一种工作在C/S(客户端/服务器)架构下的母婴安全监护MISS(Maternal-infant Safe-ty and Surveillance System)系统。数据库是一个非常重要的后台控制程序,负责在实时工作情况下接收和发送不同类型的数据流。介绍数据库的设计以及实施,利用SQL Server数据库解决实际的需求,例如数据存储、分类、搜索以及实时访问操作。数据库的访问采用数据缓存技术,以提高拥挤的数据条件下数据库的效率和性能。

关键词： MISS系统 RFID技术数据库 C S架构温度监测

常规分割非均整模式部分弧旋转调强计划剂量验证的分析

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辐射研究与辐射工艺学报 2021年第6期39卷 77-86页

作者：郭逸潇胡金炎李洋王宁缪国英李波甘肃省人民医院兰州730000 郑州大学第一附属医院郑州450052 潍坊市人民医院潍坊261000 兰州大学第一医院兰州730000

对比了aSi-1200 EPID与Octavius 729探测器在常规分割非均整(Flattening filter free,FFF)部分弧RapidArc计划验证中的应用,探究两者的适用性和局限性及对MLC(Multi-leaf collimator)模型参数变化的γ响应。获取水模体不同大小方野的通... 详细信息

对比了aSi-1200 EPID与Octavius 729探测器在常规分割非均整(Flattening filter free,FFF)部分弧RapidArc计划验证中的应用,探究两者的适用性和局限性及对MLC(Multi-leaf collimator)模型参数变化的γ响应。获取水模体不同大小方野的通量图,比较通过中心轴Crossline和Inline的CU(Calibration unit)值曲线评估aSi-1200 EPID背向散射屏蔽层的有效性。选取50个计划,在不同标准和阈值行2 Dγ指数通过率分析(全局归一),将γ值较低的计划数据导入Verisoft软件重建剂量。任选一计划,引入不同量值的MLC透射因子(Transmission factor,TF)和剂量叶片间隙(Dosimetric leaf gap,DLG)偏差,共创建80个修正剂量分布,将原始计划的测量剂量与修正计划的TPS剂量行γ通过率评估。结果表明:正的离轴位置跌落区CU值差异达2~3倍,Inline方向测量值整体偏小(Varian EDGE加速器),而Halcyon加速器两个方向CU值轮廓近乎完全重合。aSi-1200 EPID的γ通过率中值和均值均高于Octavius 729矩阵,基于Octavius 729和Octavius 1500矩阵测量重建的剂量与TPS对比部分剂量学偏差D D%:PGTV的D 98%(−9.60%,−14.30%),Heart的V_(30)(−6.80%,−2.36%),Lung L的V_(30)(−8.11%,15.79%),Lung R的V_(30)(100%,50%),Cord的D_(max)(3.55%,−0.82%)。随着TF和DLG偏离TPS预设值的增加,两种方式得到的γ通过率在数值上均未呈现下降的趋势。提出了一种测试医用电子直线加速器电子射野影像系统(EPID)探测板背散射屏蔽层效果的方法。Octavius 729和aSi-1200 EPID所使用软件计算的γ通过率无法可靠地识别引入误差的MLC射束模型,这些结果为解释IROC-H(Imaging and radiation oncology core houston quality assurance center)体模试验的高失败率提供了参考。

关键词：常规分割部分弧非均整剂量验证

基于有源RFID和LAMP技术的母婴安全监护系统开发

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制造业自动化 2013年第20期35卷 118-122,126页

作者：邹岸胡金炎林霖王涛喻德旷南方医科大学生物医学工程学院广州510515

为保障新生儿的健康与安全,结合医院信息化发展的趋势与要求,提出一种基于无线射频(Radio frequency identification,RFID)技术和计算机网络应用的母婴安全监护系统(Maternal-infant Safety and Surveillance System,MISS)的构建方案。... 详细信息

为保障新生儿的健康与安全,结合医院信息化发展的趋势与要求,提出一种基于无线射频(Radio frequency identification,RFID)技术和计算机网络应用的母婴安全监护系统(Maternal-infant Safety and Surveillance System,MISS)的构建方案。在具体的实现中,以有源RFID设备作为底层数据的采集终端,实现对婴儿状态信息的实时获取与存储,以开源LAMP(LINUX+Apache+MySQL+PHP)技术框架作为上层应用的开发基础,实现浏览器/服务器(Browser/Server,B/S)模式下系统软件的总体设计。母婴安全监护系统运维在网络平台之上,可以给监护人员提供便捷的访问服务以及实时可靠的监测信息,为实现母婴智能监护提供了有效的医务决策平台。

关键词：有源RFID LAMP 母婴安全监护系统网络应用 B S模式

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基于复杂性评分VMAT计划质量控制

中华放射肿瘤学杂志 2022年第9期31卷 817-822页

作者：胡金炎张丽媛马阳光韩滨郭跃信郑州大学第一附属医院放射治疗部郑州450052 郑州大学附属郑州中心医院放射治疗科郑州450007

目的探讨容积调强弧形治疗不同计划系统、不同多叶准直器(MLC)类型和不同治疗部位的计划复杂性差异,提出复杂性评分用于计划质量控制。方法统计Monaco和Eclipse系统,Agility、M-MLC和高分辨率MLC,鼻咽癌、肺癌和宫颈癌12个复杂性指标,... 详细信息

目的探讨容积调强弧形治疗不同计划系统、不同多叶准直器(MLC)类型和不同治疗部位的计划复杂性差异,提出复杂性评分用于计划质量控制。方法统计Monaco和Eclipse系统,Agility、M-MLC和高分辨率MLC,鼻咽癌、肺癌和宫颈癌12个复杂性指标,计算复杂性指标Spearman相关系数,执行主成分分析将原数据集维数降至前两个主成分并解释其物理意义,计算复杂性评分并为计划质控建立容差和干预限值,分析复杂性指标与γ验证通过率相关性。结果Monaco与Eclipse除射束孔径子区域个数外,其他复杂性指标均有显著性差异,Monaco MLC子野更规则但机器跳数更高、叶片间距更小、运动距离更长,高分辨率MLC由于叶片宽度更窄显著提高MLC形状相关复杂性指标。主成分分析前两个主成分包含原数据集中超过80%的可变性,复杂性评分为前两个主成分加权均值。不同设备和部位复杂性评分不一样,以均值加标准差为容差限值,均值加2倍标准差为干预限值。复杂性特征和复杂性评分与γ通过率相关系数较小,呈弱相关或不相关,却有统计学意义。结论不同计划系统、MLC类型和治疗部位复杂性指标存在较大差异,复杂性评分为有用质控工具。

关键词：容积调强弧形治疗复杂性指标主成分分析复杂性评分

基于RFID技术的监护系统数据实时处理研究

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制造业自动化 2013年第20期35卷 143-147页

作者：宋四云胡金炎林霖喻德旷王涛南方医科大学生物医学工程学院广州510515

为了提高医院新生儿的健康安全管理水平,构建了一个基于无线射频识别(Radio frequency identification,RFID)技术的母婴安全监护系统。为了解决系统在异常事件检测中存在的相对快速的数据采集与相对缓慢的数据处理的同步矛盾,提出了一... 详细信息

为了提高医院新生儿的健康安全管理水平,构建了一个基于无线射频识别(Radio frequency identification,RFID)技术的母婴安全监护系统。为了解决系统在异常事件检测中存在的相对快速的数据采集与相对缓慢的数据处理的同步矛盾,提出了一种基于多线程及缓冲技术的数据实时处理方法,把数据处理流程划分为数据采集和数据处理前后两个阶段,阶段内以流水线进行数据操作,建立多线程;阶段间建立缓存容器,异步传输数据。实践表明,上述方法能显著提高系统的数据实时处理能力。

关键词： RFID 母婴安全监护实时处理缓冲队列

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“财神爷”爱武亦风流

国防 1994年第2期 24-25页

作者：胡金炎陈仁杰严奉春

你没有当过兵,却对军人有着特殊的感情;你没有于过武装工作,却对国防事业有着执著的追求。你——李铁华,湖南省华容县财税局长,手操财权、人称万人求的“财神爷”,竟把满腔的情与爱洒向了那片绿色…… “国无防不立,民无兵不安。如果没... 详细信息

你没有当过兵,却对军人有着特殊的感情;你没有于过武装工作,却对国防事业有着执著的追求。你——李铁华,湖南省华容县财税局长,手操财权、人称万人求的“财神爷”,竟把满腔的情与爱洒向了那片绿色…… “国无防不立,民无兵不安。如果没有牢固的国防,

关键词：国防教育思想政治教育

高分辨多叶准直器HD-MLC的Edge加速器TPS模型建立及测试

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中华放射肿瘤学杂志 2019年第2期28卷 113-118页

作者：马阳光王涛胡金炎张征王芳娜王学敏郭跃信郑州大学第一附属医院放射治疗部 450052 陕西省肿瘤医院放疗医院放射治疗区西安710061

目的探讨配备HD-MLC的Edge加速器Eclipse模型建立与测试.方法利用Razor、CC13采集小野百分深度剂量、离轴曲线、输出因子并与标准数据比对。使用EBT3、EP1D、SRS1000&SRS1500测量MLC半影、穿射漏射、凹凸槽、到位准确性,MLG,并根据测试... 详细信息

目的探讨配备HD-MLC的Edge加速器Eclipse模型建立与测试.方法利用Razor、CC13采集小野百分深度剂量、离轴曲线、输出因子并与标准数据比对。使用EBT3、EP1D、SRS1000&SRS1500测量MLC半影、穿射漏射、凹凸槽、到位准确性,MLG,并根据测试例γ通过率选出最佳DLG/透射率值利用FC65-G对规则野、IMKT、VMAT病例行点剂量验证。使用Octavius4D及EBT3对测试例行面剂量验证t结果实测PDD与标准数据一致。3、4cm射野半影较标准值小,6 cm的较标准值大。所有方野左右边界、射野大小、射野中心偏差分布为0.009~0.4mm、0.2~1.7mm、-0.3~1.9mm、-0.1~0.8mm。左、右MLC在不同位置处的半影平均值分别为(2.5±0.042)、(2.7±0.005)mm;MLC透射率分布为0.009-0.016:.测得的DLG、透射因子分別为0.1861cm、0.0116,最佳DLG、透射因子分别为0.015cm、0.014除1例位于低剂量区外,其余所有测试点剂量偏差均位于±3%内IMKT面剂14验证局部、全局γ通过率分别为79.81%~100%、96.3%~100%(3%/3mm),VMAT病例上述通过率分别为71.3%~98.9%、94.3%~99.8%。结论本研究方法能准确地实施HDMLC&Kdge系统Eclipse模型建立与测试。

关键词：汁划系统模型验收小野测量 HD-MLC特征参数测试 Edge加速器