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基于一致性和伪标签的半监督医学图像分割方法

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基于一致性和伪标签的半监督医学图像分割方法

作者：巨梦仪河北大学

学位级别：硕士

医学图像分割是医学影像处理中的关键任务,旨在将医学图像中的特定结构或区域与背景进行分离和提取。通过医学图像自动分割技术,可以实现对目标区域的精确定位和量化分析。因此,许多研究人员致力于通过探索各种深度学习方法对医学图像... 详细信息

医学图像分割是医学影像处理中的关键任务,旨在将医学图像中的特定结构或区域与背景进行分离和提取。通过医学图像自动分割技术,可以实现对目标区域的精确定位和量化分析。因此,许多研究人员致力于通过探索各种深度学习方法对医学图像进行准确分割。然而,精确地标注医学图像十分耗时费力,这使得研究人员仅可以获取到少量的标记数据以及大量的无标记数据。此外,医学图像存在着目标区域边界模糊、不同组织之间粘连等问题,使得模型对于边界这种细节信息不能进行有效分割。本文提出了两种半监督医学图像分割方法可以对有限标记数据的医学图像进行准确的分割,另外设计了两个优化低级特征的模块对影响模型分割性能的低级细节特征进行处理。研究内容如下:(1)提出了一种基于强弱分离的双一致性引导的半监督医学图像分割网络,该网络可以在大的空间和维度范围内从未标记数据中提取可靠的语义信息,有效地提高了模型的分割精度。通过弱和强的数据增强提高了模型在不同场景和条件下的特征表示能力,另外在输出端对未标记数据进行数据级和特征级一致性约束,提高模型的学习性能。(2)提出了一种基于一致性与伪标签相结合的双学生与教师联合学习策略,通过教师与学生之间进行一致性学习,学生之间相互进行伪标签监督学习,促使整个网络在学习过程中得到更准确的分割结果。教师与学生之间通过两种不同预测的一致性学习鼓励模型对输入的变化保持一致。另外,融合这两种预测输出的一致性可以帮助模型从更丰富的信息中学习到鲁棒的特征,提高其泛化性能。学生与学生之间通过结合多种约束方式进行伪监督交叉学习,有助于模型利用无标签数据信息。(3)设计了简单的多尺度低层次细节特征增强模块,改进了低层次细节上下文信息的提取。通过将该模块应用于浅编码器结构,提高了网络提取底层细节特征的能力,这对于在半监督医学图像密集预测任务中准确定位物体轮廓和避免小物体丢失至关重要。此外,提出了一种新的目标函数,通过约束低级细节输出特征图来增加模型对边界细节的关注。(4)设计了一种低层次细节特征注意机制。首先,该方法可以更好地传输和融合低层次的细节信息,提高网络对医学图像中浅层细节特征的感知能力。其次,它有助于在跳跃连接期间更好地捕获和加强长距离的语义依赖。最后,它可以在跳跃连接过程中更仔细地微调和优化低级细节特征的语义表示。这有助于提高网络对医学图像中低级特征的表达能力。

关键词：医学图像分割半监督学习一致性学习注意力机制伪标签学习

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某航改燃机氢燃料燃烧室污染排放特性研究

推进技术 2024年第3期45卷 194-206页

作者：巨翃宇梁红侠索建秦孙付军西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129

为了对氢燃料燃烧室的低污染燃烧组织方案提供技术支撑,根据某航改燃机燃烧室的工况及结构参数,设计了三种氢燃料喷射单元(贫油直接喷射(LDI)单元以及两种贫油预混喷射(LPIA和LPIB)单元),通过数值计算方法研究了其流场特性,燃料-空气混... 详细信息

为了对氢燃料燃烧室的低污染燃烧组织方案提供技术支撑,根据某航改燃机燃烧室的工况及结构参数,设计了三种氢燃料喷射单元(贫油直接喷射(LDI)单元以及两种贫油预混喷射(LPIA和LPIB)单元),通过数值计算方法研究了其流场特性,燃料-空气混合特性及污染排放特性,然后采用粒子群优化算法(PSO)建立了三种单元的NO_(x)排放回归模型。研究表明:氢气喷射方式对流场结构影响较大。LDI单元的中心回流区(CRZ)脱离喷嘴一段距离,LPIA单元的CRZ径向尺寸最大,LPIB单元的下游流场轴向速度最快;LPIA单元燃烧室内燃料-空气混合相对于其它两个单元更加均匀;在设计工况下,LDI单元的NOx排放量不能满足目前新建燃机的排放标准(@15%O_(2),≤30 mg/m^(3)),而LPI单元的NOx排放能够达标,且LPIA相对于LDI单元可降低81.6%;所建立三个单元NO_(x)排放回归模型考虑了燃烧室进口压力、温度、当量比及气流速度的影响,其决定系数R2分别为0.972,0.969和0.953。本文所采用的单元及其性能数据和建模方法可以为氢燃料燃烧室设计提供有效参考。

关键词：燃气轮机氢燃料低污染燃烧室喷射单元排放特性

候鸟人口的迁移特征、动因与效应研究进展及人文地理学视角的研究展望

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地理科学 2024年第9期44卷 1565-1576页

作者：陈曦吴英巨朱建华吉林大学东北亚研究中心吉林长春130012 吉林大学东北亚学院吉林长春130012 东北师范大学地理科学学院吉林长春130024

候鸟人口本质为季节性迁移的流动人口,其迁移特征、动因与效应是人口迁移研究的重要主题之一。本文通过综述相关研究文献,系统总结了候鸟人口识别路径、迁移规模与特征、迁移动因、社会效应与社会融入等研究进展。研究认为,候鸟人口以... 详细信息

候鸟人口本质为季节性迁移的流动人口,其迁移特征、动因与效应是人口迁移研究的重要主题之一。本文通过综述相关研究文献,系统总结了候鸟人口识别路径、迁移规模与特征、迁移动因、社会效应与社会融入等研究进展。研究认为,候鸟人口以中老年为主,在寻求提高幸福感的前提下向自然环境优越的地区进行远距离、长周期与大规模的往复迁移;在迁移动因方面,生活环境、社会关系、经济动因和医疗卫生服务是影响候鸟人口迁移的主要因素。迁移社会效应方面的相关研究仍具有一定争论,候鸟人口迁移对社会经济产生了多重效应,一方面多数学者肯定了候鸟人口对当地经济发展水平、产业结构调整与社会互动水平具有积极效应,另一方面部分学者认为候鸟人口的往复流动造成了当地旺季公共服务资源紧缺、淡季部分商业土地浪费。此外,候鸟人口的社会融入问题逐步受到学者重视,普遍认为候鸟人口社会融入度较低。基于此,继续深入整合人口学、地理学、经济学、社会学等学科知识并拓宽候鸟人口的识别和数据采集方法,从人文地理学视角分析“候鸟时代”的人口迁移特征,加大对“候鸟人才”“逆向候鸟”“太阳鸟”“跨境候鸟”等新领域的研究,为第二居住地规划与社会政策制定提供理论依据。

关键词：候鸟人口季节性迁移异地养老旅游移民社会融入

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准饱和NaCl水溶液喷射闪蒸–掺混蒸发(FME)中析晶过程的研究

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工程热物理学报 2024年第1期45卷 20-31页

作者：郑巨淦张丹杨越杨庆忠袁洋西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 天津商业大学机械工程学院天津300134

含盐废水在有限通道内的喷射闪蒸–掺混蒸发(FME)是实现深度脱盐的有效途径之一。本文以准饱和NaCl水溶液为工质,在实验研究的基础上围绕FME中液滴群的运动、蒸发、析晶过程建立了完整的计算模型。据此在液滴群初始粒径为20~200μm、初... 详细信息

含盐废水在有限通道内的喷射闪蒸–掺混蒸发(FME)是实现深度脱盐的有效途径之一。本文以准饱和NaCl水溶液为工质,在实验研究的基础上围绕FME中液滴群的运动、蒸发、析晶过程建立了完整的计算模型。据此在液滴群初始粒径为20~200μm、初始温度为100~120℃、初始盐质量分数为0.26、初始速度为20 m·s^(-1),掺混热空气速度为15 m·s^(-1)、温度为100~300℃,喷射角0?~90°的范围内对FME流场开展了数值模拟。结果表明:在喷射角从顺流掺混的0°增大至横流掺混的90°的过程中,晶体析出位置逐渐由喷射轴线处移至雾羽流场上部,使得析出晶体易于分离;随着喷射角、过热度或掺混风温的增加,液滴群的截面平均盐结晶质量分数增加,而平均粒径与析晶距离均减小。为衡量析晶效果,定义完全析晶效率为给定距离内液滴群结晶盐质量流量与喷嘴入口盐溶液所含溶解盐质量流量之比。结果指出:增加喷射角度或掺混风温是提高完全析晶效率的有效手段。提出了该完全析晶效率的半经验计算式,其计算值与模拟值的主体误差在±35%之内。本文研究结果可为工业脱盐装置的设计和运行提供技术支撑。

关键词：喷射闪蒸掺混蒸发析晶过程数值模拟

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健康体检发现Gitelman综合征1例

中华健康管理学杂志 2024年第7期18卷 545-546页

作者：孙俊英许涵玉线伟华仲荣琴浙江省新安国际医院体检中心嘉兴314031

Gitelman综合征是一种常染色隐性遗传的失盐性肾小管疾病,以"五低一高"和代谢性碱中毒,即低血钾、低血镁、低血氯、低尿钙、偏低血压或正常血压和肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)活性增高为典型临床表现。本例患者健康体检时发现血钾:... 详细信息

Gitelman综合征是一种常染色隐性遗传的失盐性肾小管疾病,以"五低一高"和代谢性碱中毒,即低血钾、低血镁、低血氯、低尿钙、偏低血压或正常血压和肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)活性增高为典型临床表现。本例患者健康体检时发现血钾:2.64 mmol/L,为血钾危急值。立即启动危急值管理,电话通知患者后,以"低钾血症"收住入院。入院后完善相关检查提示低钾血症、低镁血症、低氯血症、代谢性碱中毒、血压不高、高肾素血症性醛固酮增多症,结合10年前上海华山医院基因检测报告:SLC12A3纯合变异,c.911C>T(P.T304M)。最终确诊Gitelman综合征并得到有效治疗。

关键词：低钾血症 Gitelmam综合征健康体检

干扰和过表达CHRNG对牛成肌细胞增殖分化的影响

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畜牧兽医学报 2024年

作者：毛晓宇杜嘉伟汤嘉玉潘金海蒋蕾孙小磊昝林森王洪宝西北农林科技大学动物科技学院西北农林科技大学国家肉牛改良中心

旨在研究CHRNG基因对牛成肌细胞增殖分化的影响及其潜在的分子作用途径。本研究从健康3日龄秦川牛背最长肌和后腿肌中分离到成肌细胞，利用腺病毒在秦川牛成肌细胞中过表达及干扰CHRNG基因，分为干扰组（sh-CHRNG）、干扰对照组（sh-NC... 详细信息

旨在研究CHRNG基因对牛成肌细胞增殖分化的影响及其潜在的分子作用途径。本研究从健康3日龄秦川牛背最长肌和后腿肌中分离到成肌细胞，利用腺病毒在秦川牛成肌细胞中过表达及干扰CHRNG基因，分为干扰组（sh-CHRNG）、干扰对照组（sh-NC）、过表达组（OE-CHRNG）、过表达对照组（OE-NC），每组3个重复，采用CCK-8、EdU、qRT-PCR、Westernblot、免疫荧光染色等方法分别检测了干扰及过表达CHRNG基因对牛成肌细胞增殖分化的作用；通过RNA-Seq进一步筛选差异基因，富集信号通路。结果表明，过表达及干扰CHRNG均显著下调了细胞周期因子 PCNA、CCNB1、CCND2 的表达(P <0.01)，显著上调了CDKN1A的表达(P <0.01)，减少了发生增殖的细胞数量(CCK-8，P <0.01)且减少了处于S复制期的阳性细胞比例(EdU)。在牛成肌细胞上过表达和干扰CHRNG并诱导分化后D2、4、6进行形态学观察和免疫荧光染色，结果表明干扰和过表达CHRNG抑制牛成肌细胞的分化和肌管形成。qRT-PCR和Western blot结果表明，过表达及干扰CHRNG下调了MYOD1、MYOG、MYH3基因mRNA和蛋白水平的表达(P <0.01)。通过RNA-Seq测序分析发现，过表达CHRNG筛选到的差异基因主要富集在内质网蛋白质加工、IL-17、甲状腺激素合成、PPAR、PI3K-Akt等信号通路，KEGG分析富集的前20条通路中有10条通路与细胞分化相关；干扰CHRNG筛选到的差异基因主要富集在轴突导向、MAPK、PI3K-Akt等信号通路，KEGG分析富集的前20条通路中有7条通路与细胞分化相关。本研究结果表明，过表达和干扰CHRNG基因均能抑制牛成肌细胞的增殖和分化，且过表达和干扰CHRNG引起的差异基因所富集的通路大多与细胞分化相关。

关键词： CHRNG基因增殖和分化成肌细胞 RNA-Seq

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生态环境监测过程中的质量控制研究

皮革制作与环保科技 2024年第11期5卷 42-44页

作者：巨小芹姜锦玉陈磊杰华测检测认证集团(山东)有限公司山东青岛266108 青岛中科海洋创新科技有限公司山东青岛266500 青岛氪林环境科技有限公司山东青岛266045

本文旨在研究生态环境监测过程中的质量控制策略,通过对生态环境监测的重要价值进行论述,引出了一系列质量控制策略。在强化样品采集与保存方面,应加强采样点选择、采样时间与方法的科学性,以保证样品在采集过程中的真实可靠。在仪器校... 详细信息

本文旨在研究生态环境监测过程中的质量控制策略,通过对生态环境监测的重要价值进行论述,引出了一系列质量控制策略。在强化样品采集与保存方面,应加强采样点选择、采样时间与方法的科学性,以保证样品在采集过程中的真实可靠。在仪器校准与维护方面,应注意选择合适的校准方法和维护措施,以确保仪器的准确和稳定。在数据处理与分析方面,要注重数据清洗和校验,正确选择统计方法和分析指标,以提高数据的准确性和可信度。此外,还应加强人才队伍建设并完善监督审查体系,以提高监测工作质量和数据的可靠性,为生态环境保护和治理提供科学依据。

关键词：生态环境监测质量控制样品采集数据处理

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屋面雨水集汇过程中新污染物分布及归趋特性

环境科学 2024年第7期45卷 4032-4043页

作者：巨昕玥高赞郑文昊张琼华西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室西安710055

雨水中新污染物(ECs)识别逐渐受到广泛关注,掌握其在降水过程赋存及迁变特性成为雨水资源化利用的关键.选取典型屋面,研究了2023年春季3~5月期间6场降雨事件不同集汇过程中雨水水质状况及ECs赋存差异,采用主成分分析(PCA)和相关性分析,... 详细信息

雨水中新污染物(ECs)识别逐渐受到广泛关注,掌握其在降水过程赋存及迁变特性成为雨水资源化利用的关键.选取典型屋面,研究了2023年春季3~5月期间6场降雨事件不同集汇过程中雨水水质状况及ECs赋存差异,采用主成分分析(PCA)和相关性分析,探明了屋面雨水集汇过程中ECs归趋特性.结果表明,54种目标ECs在净湿沉降、干湿沉降和屋面径流过程中共检出44种,总浓度范围为63.0~432.4 ng·L^(-1)(平均值为166.8 ng·L^(-1)).其中,双酚A(BPA)浓度水平最高,其范围为14.7~265.6 ng·L^(-1)(平均值为62.5 ng·L^(-1)),其次为氧氟沙星(OFX)和甲氧基肉桂酸乙基己酯(EHMC);溶解性有机质(DOM)、氮污染物和颗粒物是影响ECs赋存特性的重要因子,Mantel相关系数最高可达0.98(P<0.01);初期雨水集汇过程中净湿沉降的ECs浓度最高,而后期干湿沉降和屋面径流的ECs浓度较高,干、湿沉降对屋面径流的ECs平均贡献率分别为21.48%和78.52%,药品与个人护理品(PPCPs)、内分泌干扰物(EDCs)和农药等在集汇过程中超30%沉积在屋面.研究结果可为城市屋面径流中的ECs识别和控制以及雨水安全利用提供科学理论依据.

关键词：新污染物(ECs) 屋面径流湿沉降干沉降集汇过程

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浅谈环境工程中的大气污染防治管理策略

皮革制作与环保科技 2024年第10期5卷 90-92页

作者：陈磊杰巨小芹姜锦玉青岛氪林环境科技有限公司山东青岛266045 华测检测认证集团(山东)有限公司山东青岛266108 青岛中科海洋创新科技有限公司山东青岛266500

本文主要探讨了环境工程中的大气污染防治管理策略。本文从大气污染的成因入手,通过分析大气污染对人类健康、环境和经济的危害,强调了大气污染防治的紧迫性。其次,从完善法律法规、构建污染预警体系、加强绿化造林、增强环保意识等方面... 详细信息

本文主要探讨了环境工程中的大气污染防治管理策略。本文从大气污染的成因入手,通过分析大气污染对人类健康、环境和经济的危害,强调了大气污染防治的紧迫性。其次,从完善法律法规、构建污染预警体系、加强绿化造林、增强环保意识等方面,提出了一系列具体的防治管理策略,旨在通过对环境工程中大气污染防治管理策略的探讨,为相关领域的实践和政策制定提供有益的指导和启示,以期能够引起人们对大气污染问题的重视,为实现清洁、健康和可持续的环境发展贡献力量。

关键词：环境工程大气污染污染防治