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基于对抗网络的半监督颈动脉斑块超声图像识别研究

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基于对抗网络的半监督颈动脉斑块超声图像识别研究

作者：陈泽杭东莞理工学院

学位级别：硕士

颈动脉粥样硬化是引发冠心病、脑卒中等心血管疾病的重要病因之一,发现颈动脉内粥样物质沉积形成的易损斑块,有助于准确评估患者的心血管健康状况。医生需要通过观察超声影像对病灶进行分析和诊断,但大量影像数据的解读给医生带来了巨... 详细信息

颈动脉粥样硬化是引发冠心病、脑卒中等心血管疾病的重要病因之一,发现颈动脉内粥样物质沉积形成的易损斑块,有助于准确评估患者的心血管健康状况。医生需要通过观察超声影像对病灶进行分析和诊断,但大量影像数据的解读给医生带来了巨大挑战,经验不足和疲劳都会导致病情判断出现误差。因此,运用深度学习技术对超声影像中的斑块进行精确识别,对辅助医疗诊断意义重大。近年来,基于深度学习的有监督学习方法在斑块识别领域已经取得显著进展并实现了较高的识别精度,但这些方法的应用仍受限于对大量标注数据和人工参与的依赖。本研究提出一种新的基于生成对抗网络的半监督学习方法来进行粥样斑块的分割,该模型采用两个生成器和一个判别器的对抗网络结构。本文主要研究内容如下:针对超声图像标注数据稀少且标注成本高的问题。本研究对生成器进行改进。由两种生成器组成,分别是CNN模型和VIT模型。通过结合CNN模型与VIT模型的不同优势,有效利用了未标记图像,实现了模型在训练过程中的相互学习与监督,显著提高了粥样斑块识别的精度和效率。针对置信图二值化的像素阈值设置不当可能导致误判的问题。本研究对模型中的判别器进行了创新性改进,引入基于三个残差基础块的特征提取模块,并设计了两个输出分支,生成图像级概率和像素级置信图,将图像级概率作为像素级置信图的动态阈值,对像素级置信度图进行二值化处理,从而生成精确的置信掩膜,以提升分割任务的表现。此外,本研究还构建了一套基于分割结果的量化分析模型,使得分割结果得以数据化,并实现了分割与量化分析的有效结合。通过对生成器与判别器进行改进,基于对抗网络的半监督模型在自制的颈动脉超声图像数据集上进行实验,结果表明本文方法优于现有流行的半监督和全监督方法,并且本文方法在只用84张有标注图片训练的情况下达到基线模型用845张有标签图片训练情况下效果的94%。本文方法还在公开数据集乳腺超声数据集进行测试,取得了相似的结果。此方法减少了对大量标注数据的依赖,降低了时间和金钱成本。为了实现颈动脉粥样斑块的辅助诊断,本研究与医疗单位合作,收集并标注了大量颈动脉超声图像,为模型训练提供了宝贵的数据资源。基于半监督学习方法研发了一套颈动脉辅助诊断系统,集成了自动扫描装置、分割模型、测算模型及用户交互界面,显著提高了诊断的准确性和效率。

关键词：颈动脉斑块分割超声图像对抗网络半监督学习辅助诊断系统

肌内效贴与护膝对男子专项羽毛球运动员蹬跨步膝关节的生物力学特征对比研究

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肌内效贴与护膝对男子专项羽毛球运动员蹬跨步膝关节的生物力学特...

作者：曹琳杭武汉体育学院

学位级别：硕士

目的:本研究通过对比肌内效贴与护膝对男子羽毛球专项运动员蹬跨步膝关节的生物力学数据的异同,旨在为羽毛球专项运动员以及羽毛球爱好者进行膝关节防护工具选择时提供依据,以达到降低膝关节运动损伤风险,增加膝关节稳定性的效果。方法... 详细信息

目的:本研究通过对比肌内效贴与护膝对男子羽毛球专项运动员蹬跨步膝关节的生物力学数据的异同,旨在为羽毛球专项运动员以及羽毛球爱好者进行膝关节防护工具选择时提供依据,以达到降低膝关节运动损伤风险,增加膝关节稳定性的效果。方法:本研究选取武汉体育学院体育教育与运动训练羽毛球专业男子运动员15名,于2023年3月-2023年6月在武汉体育学院国家体育总局体育工程重点实验室完成干预实验。每位受试者均在无干预、肌内效贴干预以及护膝干预三种干预条件下完成至少3次成功的蹬跨步动作。肌内效贴干预中采用稳定膝关节及支持韧带的贴扎方式,护膝干预中选用氯丁橡胶材质的弹性护膝。采集动作过程中的人体下肢膝关节运动学、动力学以及表面肌电数据,采用SPSS26.0统计软件对数据进行处理,组间比较使用单因素方差分析,并用(x±s)形式表示,p≤0.05视为差异具有统计学意义;采用Graphpad9.5进行绘图。结果:(1)比较发现三组在时间特征上均无显著性差异,单因素方差分析显示组间无统计学差异(P>0.05)。(2)对比三组在蹬跨步特征时刻膝关节三维角度发现,与无干预组相比,肌内效贴组在触地时刻、v GRFmax时刻、缓冲结束时刻的膝关节屈曲角度,v GRFmax时刻、缓冲结束时刻的膝关节内翻角度,v GRFmax时刻、缓冲结束时刻的膝关节外旋角度均存在显著性差异(P0.05)。(3)对比三组在蹬跨步着地过程中膝关节三维角度峰值发现,与无干预组相比,肌内效贴组的膝关节屈曲角度、内翻角度、外旋角度均有显著性差异(P0.05)。(4)对比三组在蹬跨步着地过程中地面反作用力峰值发现,与无干预组相比,肌内效贴组的缓冲阶段左右向、垂直向地面反作用力峰值均有显著性差异(P0.05)。(5)对比三组在蹬跨步着地过程中关节力矩峰值发现,与无干预组相比,肌内效贴组的缓冲阶段膝关节屈伸力矩、内外旋力矩均有显著性差异(P0.05)。(6)对比三组在蹬跨步着地过程中下肢各肌肉均方根振幅值发现,与无干预组相比,肌内效贴组的股外侧肌、股内侧肌均存在显著性差异(P0.05)。(7)对比三组在蹬跨步着地过程中下肢各肌肉积分肌电值发现,与无干预组相比,肌内效贴组的股外侧肌存在显著性差异(P0.05)。结论:(1)肌内效贴干预可以使运动员主动增加膝关节矢状面的活动范围,以此来缓冲蹬跨步着地过程中的地面反作用力,减小膝关节屈伸力矩及内外旋力矩,从而减轻膝关节负荷,提高膝关节稳定性。(2)护膝干预是通过被动限制膝关节矢状面与冠状面活动范围,减小膝关节屈伸力矩与内外翻力矩,从而降低膝关节损伤风险,支持保护膝关节。

关键词：羽毛球蹬跨步肌内效贴护膝膝关节生物力学

基于自监督预训练网络的遮挡目标检测算法研究

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基于自监督预训练网络的遮挡目标检测算法研究

作者：胡成杭重庆理工大学

学位级别：硕士

基于深度迁移学习的池沸腾瞬时状态快速识别方法

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中国科学：技术科学 2024年第6期54卷 1057-1068页

作者：张轩洪敏古江杭莫冬传衡益中山大学计算机学院广州510006 中山大学国家超级计算广州中心广州510006 中山大学广东省计算科学重点实验室广州510006 中山大学材料学院深圳518107 广东省先进热控材料及系统集成工程技术研究中心广州510275

沸腾过程高效传热的同时也面临着沸腾危机,而沸腾状态的瞬时识别与预测是维持“高功率密度电子器件”高效散热与延长生命周期的关键问题之一.得益于人工智能的快速发展,智能监测与快速识别技术逐渐被用于开发高效的沸腾状态检测器.传统... 详细信息

沸腾过程高效传热的同时也面临着沸腾危机,而沸腾状态的瞬时识别与预测是维持“高功率密度电子器件”高效散热与延长生命周期的关键问题之一.得益于人工智能的快速发展,智能监测与快速识别技术逐渐被用于开发高效的沸腾状态检测器.传统机器学习方法作为纯数据驱动方法难以摆脱对数据的过度依赖,而在实际沸腾应用场景下,模型会因为工况改变与数据稀缺面临泛化瓶颈.基于此,本文提出了一种基于深度迁移学习的池沸腾瞬时状态快速识别方法.首先基于卷积神经网络构建状态识别器OrigCNN,并利用自行开展的池沸腾实验获取沸腾瞬时状态数据集Dataset A训练源模型,测试准确率为100%;针对源模型的泛化瓶颈,本文以自有数据集Dataset A为源域,公开数据集Dataset B和Dataset C为目标域,在源模型OrigCNN中引入迁移学习技术构建深度迁移模型TLCNN,并分别使用目标域数据集的10%,5%,2.5%和1%构建小样本数据集用于迁移训练.测试结果表明,迁移训练样本数据量越多,TLCNN的测试准确率越高,以使用5%Dataset B(132张)进行迁移训练为例,TLCNN测试准确率达99.83%,临界状态检测假阴性率(false negative rate,FNR)为0.38%,证明该模型在实际场景切换时迁移应用的有效性与可靠性.此外,本文提出的深度迁移学习模型的识别效率在单机设备上即可达到毫秒级,对开发实时沸腾瞬态状态识别器及相应的数字孪生工具软件有重要的意义.

关键词：沸腾危机状态识别实时检测卷积神经网络迁移学习

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时测定水系沉积物中痕量铅和砷

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中国无机分析化学 2024年

作者：吴怡虞锐鹏陈海兰曹玉华李明江南大学食品科学与技术国家重点实验室山西焦煤运城盐化集团有限责任公司江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室

为准确测定沉积物中痕量铅和砷的含量，比较不同消解方式与不同混合酸体系对沉积物中铅和砷元素的提取效果，并讨论内标法和标准加入法对质控结果的影响，采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定，建立了电热板消解/ICP-MS标准加入法... 详细信息

为准确测定沉积物中痕量铅和砷的含量，比较不同消解方式与不同混合酸体系对沉积物中铅和砷元素的提取效果，并讨论内标法和标准加入法对质控结果的影响，采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定，建立了电热板消解/ICP-MS标准加入法同时测定水系沉积物中铅和砷元素含量的方法。通过分析经认证的标准参考样(GSD-9)来评价方法的准确度。结果显示：采用HCl-HNO3-HF-HClO4体系电热板消解，具有较高的消解回收率；标准加入法可有效清除基质干扰，提高准确度；方法线性关系良好；铅和砷元素的回收率在93.9%～104%，相对标准偏差为4.2%～5.0%(n=6)，检出限分别为0.026 mg/kg和0.004 mg/kg。方法的准确度和精密度良好、灵敏度高。为环境中土壤及水系沉积物中痕量重金属元素含量的测定提供了参考分析方法。

关键词：沉积物电热板消解电感耦合等离子体质谱标准加入法铅砷

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微课在幼儿园美术教学中的应用策略分析

读写算 2024年第12期 104-106页

作者：吴怡江苏省淮安市石塔湖幼儿园

想要让幼儿更加健康快乐地成长，教师需要培养幼儿的美术能力。运用微课，可以营造美术学习氛围，创新美术教学方法，从根本上满足幼儿的美术诉求。文章首先分析了在幼儿园美术教学中运用微课的价值作用，其次讲述了幼儿园美术微课的制... 详细信息

想要让幼儿更加健康快乐地成长，教师需要培养幼儿的美术能力。运用微课，可以营造美术学习氛围，创新美术教学方法，从根本上满足幼儿的美术诉求。文章首先分析了在幼儿园美术教学中运用微课的价值作用，其次讲述了幼儿园美术微课的制作流程，最后提出了微课在幼儿园美术教学中的应用策略。

关键词：美术能力微课视频综合素质

大数据驱动的非物质文化遗产管理范式转变探究

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中文科技期刊数据库（文摘版）社会科学

中文科技期刊数据库（文摘版）社会科学 2024年第2期 87-90页

作者：吴怡山东科技大学山东青岛266590

大数据驱动管控更新以及范式改革,为非物质文化遗产的管控与探究工作创造了良好的基本条件。基于此,文章以“大数据”为核心,通过“大数据驱动”下的研究范式变革,为“非物质文化遗产”的保护与研究提供理论依据。并在这样的背景下,提... 详细信息

大数据驱动管控更新以及范式改革,为非物质文化遗产的管控与探究工作创造了良好的基本条件。基于此,文章以“大数据”为核心,通过“大数据驱动”下的研究范式变革,为“非物质文化遗产”的保护与研究提供理论依据。并在这样的背景下,提出了由传统“档案”管理向“知识”管控的转变,由“静态”维护向“动态”维护变革,“由实地考察”向“智能”的方向发展,从而达到各项资源的综合以及传承。

关键词：大数据驱动非物质文化遗产管理范式抓变研究

基于CBCT中牙髓和牙体体积的机器学习用于青少年儿童年龄推断

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法医学杂志 2024年第2期40卷 143-148页

作者：韩佳璇沈诗慧吴怡文孙晓丹陈天南陶疆上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔综合科上海交通大学口腔医学院国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心上海市口腔医学重点实验室上海市口腔医学研究所上海200011

目的利用锥形束计算机体层成像(cone beam computed tomography,CBCT)影像中左上颌中切牙与左上颌尖牙的牙髓体积和牙体体积,采用逐步回归法和机器学习方法分别推断青少年儿童年龄,并对推断效果进行比较分析。方法收集498例上海市汉族... 详细信息

目的利用锥形束计算机体层成像(cone beam computed tomography,CBCT)影像中左上颌中切牙与左上颌尖牙的牙髓体积和牙体体积,采用逐步回归法和机器学习方法分别推断青少年儿童年龄,并对推断效果进行比较分析。方法收集498例上海市汉族青少年儿童口腔颌面CBCT影像,测量左上颌中切牙与尖牙的牙髓体积和牙体体积并加以运算,运用K-最近邻、岭回归和决策树3种机器学习算法以及逐步回归法建立4个年龄推断模型,计算并比较决定系数、平均误差、均方根误差、均方误差和平均绝对误差等指标。绘制相关性热图,对参数间的单调关系进行可视化分析。结果K-最近邻模型(R^(2)=0.779)和岭回归模型(R^(2)=0.729)相对于逐步回归法(R^(2)=0.617)表现更为优越,而决策树模型(R^(2)=0.494)的拟合效果较差。相关性热图显示,年龄和牙髓体积、牙髓与牙体硬组织的体积比以及牙髓与牙体的体积比之间呈单调负相关。结论牙髓体积及牙髓体积占比与年龄之间存在密切关系,采用基于CBCT的机器学习方法能够提供更为准确的年龄推断结果,为进一步开展基于CBCT的深度学习牙龄推断研究奠定基础。

关键词：法医人类学法医齿科学年龄推断锥形束计算机体层成像机器学习青少年儿童

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无阀纳米泵中水流的反常堵塞

物理学报 2024年第9期73卷 179-185页

作者：李伟健周晓艳陆杭军浙江师范大学凝聚态物理研究所金华321004

对于颗粒物质,在锥形通道的窄口处容易发生堵塞现象,实验中通常利用机械振动进行疏通.而对于无孔不入的水却不同,即使在纳米尺度的碳纳米管中仍然可以快速通透.本文利用分子动力学模拟研究了由锥形碳纳米管与石墨烯平面构成的无阀纳米泵... 详细信息

对于颗粒物质,在锥形通道的窄口处容易发生堵塞现象,实验中通常利用机械振动进行疏通.而对于无孔不入的水却不同,即使在纳米尺度的碳纳米管中仍然可以快速通透.本文利用分子动力学模拟研究了由锥形碳纳米管与石墨烯平面构成的无阀纳米泵,发现水输运在一定条件下也会出现反常堵塞.与颗粒物质截然不同的是振动方法无法恢复水流,相反,它促使水在纳米水泵的通道窄口处发生堵塞.通过分析堵塞区水的密度分布、氢键寿命、水分子的结构特征,揭示了反常堵塞是由腔体中振动膜的高频振动引发水的结构相变造成的.

关键词：无阀纳米泵水流堵塞振动氢键网络