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基于联合学习和多级小波金字塔的MRI-TRUS图像配准方法

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计算机工程 2024年

作者：蒋宏贵胡冀苏钱旭升郑毅周志勇戴亚康徐州医科大学医学影像学院中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

磁共振图像和经直肠超声图像的配准是将术前磁共振图像配准术中超声图像上，结合两种模态图像的优势，快速的定位病灶区域，在辅助诊断、穿刺、术中导航等医学手术问题中起重要作用。由于这两种图像模式之间固有的表征差异，具有显著的... 详细信息

磁共振图像和经直肠超声图像的配准是将术前磁共振图像配准术中超声图像上，结合两种模态图像的优势，快速的定位病灶区域，在辅助诊断、穿刺、术中导航等医学手术问题中起重要作用。由于这两种图像模式之间固有的表征差异，具有显著的强度失真和变形，因此在这两种图像模式之间寻找精确的密集对应仍然是一个挑战。针对以上挑战，提出了一种基于联合学习和多级小波金字塔的弱监督可变形配准网络框架来对磁共振图像和经直肠超声图像进行对齐。联合学习是基于预训练的半监督分割网络和配准网络组成的框架，在联合学习框架中分割网络和配准网络继续交替训练，分割网络为配准网络提供前列腺标签约束全局配准，有效的解决了配准网络中标签不足的问题；多级小波金子塔是采用多分辨小波构成的配准网络，小波金子塔生成的多尺度图像过滤了噪声并减小了两种模式图像之间的表征差异，提高配准网络学习多尺度特征的能力，并在配准网络中设计多尺度特征融合模块对特征进行更进一步筛选，为配准提供局部密集对应。此外配准网络提供的形变分割图像和分割标签混合原有的人工标注标签和图像及其分割网络生成的伪标签和其图像放入分割网络继续训练，进一步提高多模态图像分割的性能。在642例公开前列腺磁共振图像和经直肠超声图像活检数据集上的实验结果显示，提出的配准方法达到最优的DSC值、Hd95值、MI值和SSIM值，分别是81.05%±1.77%、12.83±1.49（mm）、18.12%±4.63%和27.12%±4.63%，优于对比的传统配准方法和先进的深度学习配准方法。此外提出方法的平均配准时间为0.18（±0.02）s，比传统的方法提升了近400倍。实验结果证明了提出的配准算法能够准确实时的估计前列腺磁共振图像和经直肠超声图像之间的形变场，具有更高的配准精度和配准速度。

关键词：联合学习多级小波金字塔可变形配准多尺度特征融合模块半监督分割

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磷石膏反浮选提纯工艺研究

无机盐工业 2024年第5期56卷 115-120页

作者：邓伏礼夏志祥龙秉文张逸戴亚芬王斌丁一刚武汉工程大学化工与制药学院绿色化工过程教育部重点实验室湖北武汉430205 湖北三峡实验室湖北宜昌443007

针对磷石膏白度低、二氧化硅含量高的问题,采用单一反浮选工艺开展了共脱除磷石膏中有机质及硅的实验研究,并对CM药剂(含功能基团有机铵类)反浮选后的磷石膏进行了形貌表征与元素分析。结果表明:在矿浆pH为1.2~6.5时,CM药剂浮选效果相... 详细信息

针对磷石膏白度低、二氧化硅含量高的问题,采用单一反浮选工艺开展了共脱除磷石膏中有机质及硅的实验研究,并对CM药剂(含功能基团有机铵类)反浮选后的磷石膏进行了形貌表征与元素分析。结果表明:在矿浆pH为1.2~6.5时,CM药剂浮选效果相差不大;与2#油相比,CM药剂反浮选净化磷石膏效果较好;在矿浆p H为3.5、CM用量为250 g/t时,石膏精矿中二水硫酸钙质量分数为91.23%,二氧化硅质量分数由7.6%下降到1.89%,精矿产率为89.53%,二水硫酸钙回收率为95.08%,精矿在45℃下干燥后白度为58%。CM药剂对磷石膏表面的硅酸盐及有机质有较好的去除效果。Zeta电位测试结果表明,CM药剂在矿浆中不仅与硅酸盐物质产生静电吸附,还会与其形成氢键,提高了药剂选择性。采用CM药剂通过单一反浮选流程取得了良好的选矿指标,为磷石膏资源化利用打下基础。

关键词：磷石膏反浮选提纯脱硅

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具有恐惧效应及修正的Holling-Ⅱ捕食者-食饵扩散模型的动力学分析

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浙江大学学报（理学版） 2024年第2期51卷 186-195页

作者：刘宇鹏曹倩包雄雄长安大学理学院陕西西安710064

研究了在齐次Dirichlet边界条件下一类具有恐惧效应及修正的Holling-Ⅱ捕食者-食饵扩散模型。首先,利用极大值原理和比较定理给出模型的先验估计;然后,通过计算锥映射不动点指标,得到正解存在的充分条件,且根据线性稳定性理论,讨论了当... 详细信息

研究了在齐次Dirichlet边界条件下一类具有恐惧效应及修正的Holling-Ⅱ捕食者-食饵扩散模型。首先,利用极大值原理和比较定理给出模型的先验估计;然后,通过计算锥映射不动点指标,得到正解存在的充分条件,且根据线性稳定性理论,讨论了当H充分大时正解的稳定性;最后,借助谱分析和分支定理,以m为分支参数,讨论了局部分支解的存在性与稳定性。

关键词：恐惧效应修正的Holling-Ⅱ功能反应函数稳定性局部分支解

从《伤科大成》分析清代医家赵濂治疗骨伤科疾病的组方规律及思想

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中医药临床杂志 2024年第8期36卷 1513-1518页

作者：戴亚南陈斌安徽中医药大学第一临床医学院安徽合肥230031 安徽中医药大学第一附属医院安徽合肥230031

目的:基于数据挖掘对清代骨伤科著作《伤科大成》治疗骨伤科疾病的组方用药规律进行探究,希望对临床用药提供新思路。方法:整理《伤科大成》治疗骨伤科疾病方剂共41首,利用Microsoft Excel 2016、IBM SPSS Modeler18.0、IBM SPSS Statis... 详细信息

目的:基于数据挖掘对清代骨伤科著作《伤科大成》治疗骨伤科疾病的组方用药规律进行探究,希望对临床用药提供新思路。方法:整理《伤科大成》治疗骨伤科疾病方剂共41首,利用Microsoft Excel 2016、IBM SPSS Modeler18.0、IBM SPSS Statistics 26.0进行关联分析和聚类分析。结果:共计纳入41首医案处方,涉及139种中药,用药总频次为470次,高频药物(>10次)共7味,最高频次药物为当归,其次为乳香、红花、没药、白芍、川芎、枳壳、陈皮、地黄、三七、熟地黄、苏木等,药物药味以苦、辛、甘为主,药性以寒、温为主,归经以肝、心、脾、肺经为主,关联分析共得到核心药物7组,聚类分析将20味中药分为4类。结论:赵濂治疗骨伤科疾病以清热凉血、行气止痛、活血化瘀、补益肝肾为主,可为中医骨伤科临床提供参考。

关键词：《伤科大成》赵濂数据挖掘骨伤科

基于查询自适应双层自注意力机制的MRI脑组织分割

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计算机工程 2024年

作者：周哲臣胡冀苏钱旭升郑毅戴亚康周志勇中国科学技术大学(苏州)生物医学工程学院生命科学与医学部中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

磁共振图像脑组织分割在临床诊断，治疗规划，神经学研究，脑功能定位等方面具有重要意义，有助于帮助医生理解和治疗各种神经系统相关的疾病。目前基于Transformer的方法基于自注意力机制提取特征并进行分割，存在为了降低自注意力机... 详细信息

磁共振图像脑组织分割在临床诊断，治疗规划，神经学研究，脑功能定位等方面具有重要意义，有助于帮助医生理解和治疗各种神经系统相关的疾病。目前基于Transformer的方法基于自注意力机制提取特征并进行分割，存在为了降低自注意力机制的复杂度，牺牲分割精度的问题。为了解决这些问题，提出基于查询自适应双层自注意力机制的MRI脑组织分割网络。该方法在编码器-解码器的网络架构中结合查询自适应双层自注意力模块作为主编码器。查询自适应双层自注意力模块包括动态稀疏的粗粒度层和像素级自注意力的细粒度层，以提分割的准确性。粗粒度层基于自注意力计算描述图像块间的相关性，动态地过滤掉不相关的图像块，实现灵活高效的计算；细粒度在挑选出的相关区域应用像素到像素的自注意力，以提升分割精度。该模块提升了分割精度，同时有效地控制了计算复杂度。分割算法在常用的脑核磁共振图像分割基准上进行验证，DSC 为 0.917±0.030，HD95 为 1.196±0.613mm，性能优于其他先进方法。实验结果证明该算法在核磁共振图像脑组织分割任务中的有效性和准确性。

关键词：脑组织分割深度学习自注意力

膝关节等速训练对卒中偏瘫患者下肢轻中度肌痉挛的影响

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中国脑血管病杂志 2024年第3期21卷 167-174页

作者：戴亚圆王晓军尹杰董秋平苏敏苏州大学附属第四医院康复医学科 215000 苏州市相城人民医院康复科苏州市高新区中医院康复科

目的观察膝关节等速训练对卒中偏瘫患者下肢轻中度肌痉挛的影响。方法前瞻性连续纳入2021年8月至2023年12月苏州市相城人民医院收治的卒中偏瘫患者130例,按收集先后顺序进行编号,应用随机数字表法将所有患者完全随机分组为对照组和等速... 详细信息

目的观察膝关节等速训练对卒中偏瘫患者下肢轻中度肌痉挛的影响。方法前瞻性连续纳入2021年8月至2023年12月苏州市相城人民医院收治的卒中偏瘫患者130例,按收集先后顺序进行编号,应用随机数字表法将所有患者完全随机分组为对照组和等速组,每组65例。两组患者均接受常规康复训练治疗(5 d/周,40 min/d),等速组在常规康复训练基础上增加等速肌力训练(5 d/周,20 min/d),治疗周期均为6周。分别在治疗前后采用患侧股直肌表面肌电信号的均方根值(RMS)和积分肌电值(iEMG)、改良Ashworth量表(MAS)评分、膝关节屈伸肌的峰力矩值及其比值、Fugl-Meyer评定量表—下肢部分(FMA-LE)评分和10 m步行测试来对比2组患者股直肌表面肌电、下肢肌肉痉挛程度和运动能力。结果治疗前,2组患者股直肌表面肌电RMS、iEMG、MAS评分、屈伸肌峰力矩值及其比值、FMA-LE评分和步行速度差异均无统计学意义(均P>0.05)。治疗后对照组的股直肌表面肌电RMS、iEMG、MAS评分、膝关节屈伸肌的峰力矩值及其比值、FMA-LE评分和步行速度均较治疗前改善[(12.3±2.2)μV比(15.5±2.9)μV,(24.8±2.3)μV·s比(29.2±3.1)μV·s,(1.34±0.15)分比(1.56±0.25)分,(20.8±3.4)N·m比(12.3±2.5)N·m、(34.5±2.3)N·m比(26.3±3.6)N·m、0.60±0.16比0.47±0.14、(26.1±2.9)分比(21.3±2.4)分、(0.61±0.14)m/s比(0.46±0.15)m/s;均P0.05)。治疗后,等速组内的轻度痉挛患者股直肌表面肌电RMS、iEMG[分别为(10.2±1.0)μV、(20.2±2.0)μV·s]与其治疗前[分别为(14.1±2.3)μV、(28.1±3.2)μV·s]以及对照组治疗后[分别为(11.4±1.7)μV、(23.6±2.5)μV·s]比较,差异均有统计学意义(均P0.05)。结论等速肌力训练对改善下肢伸膝肌轻中度肌痉挛状态有积极效果,且痉挛程度越轻效果越显著。

关键词：卒中偏瘫等速肌力训练肌痉挛表面肌电

结直肠癌患者围术期应用医护一体化快速康复理念护理的效果分析

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中外医药研究 2024年第19期3卷 153-155页

作者：戴亚婕崔真滨州医学院附属医院山东滨州256600

目的:分析结直肠癌患者围术期应用医护一体化快速康复理念护理的效果。方法:选取2022年1—12月滨州医学院附属医院收治的结直肠癌手术患者100例作为研究对象,随机分为对照组和观察组,各50例。对照组实施常规围术期护理,观察组在对照组... 详细信息

目的:分析结直肠癌患者围术期应用医护一体化快速康复理念护理的效果。方法:选取2022年1—12月滨州医学院附属医院收治的结直肠癌手术患者100例作为研究对象,随机分为对照组和观察组,各50例。对照组实施常规围术期护理,观察组在对照组基础上实施医护一体化快速康复理念护理。比较两组围术期指标、术后疼痛程度、并发症发生情况、护理满意度。结果:观察组术后排气时间、肠鸣音恢复时间、下床活动时间早于对照组,住院时间短于对照组(P<0.001);观察组术后第1、3、5天视觉模拟疼痛量表评分低于对照组(P<0.001);观察组术后并发症总发生率低于对照组(P=0.048);观察组护理总满意度高于对照组(P=0.021)。结论:结直肠癌患者围术期应用医护一体化快速康复理念护理的效果显著,可缩短患者康复时间,减轻疼痛,降低疼痛程度,提高护理满意度。

关键词：结直肠癌医护一体化快速康复理念围术期护理

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多波束低轨卫星用户分组与资源分配算法

北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2575-2584页

作者：代添雄徐桢北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

与地面网络设施相比,卫星的机载资源十分有限,面对用户地理位置及流量需求分布的不均匀,传统的固定分组和固定资源分配方式缺乏灵活性,限制了系统容量。基于地理位置的用户分组,利用相控阵天线产生的具有灵活方向和波束宽度的动态波束... 详细信息

与地面网络设施相比,卫星的机载资源十分有限,面对用户地理位置及流量需求分布的不均匀,传统的固定分组和固定资源分配方式缺乏灵活性,限制了系统容量。基于地理位置的用户分组,利用相控阵天线产生的具有灵活方向和波束宽度的动态波束和跳波的时间分片技术,可以实现对卫星资源的合理分配和高效利用。在低轨多波束卫星场景下,利用P中心问题模拟用户分组问题算法对卫星用户进行分组,实现用户平均信息速率的最大化。基于分组结果提出一套适用于用户分组方案的灵活资源分配算法,并在最后加入一个组间资源调配的过程,以避免空闲资源的浪费。经过实验数据模拟和性能评估,所提算法比传统的用户分组和资源分配算法更能够有效提升系统吞吐量,降低用户平均排队时延。

关键词：多波束卫星跳波束用户分组时隙分配功率分配

基于温室气体排放研究的霍山石斛碳友好型生态种植模式

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中国中药杂志 2024年

作者：田地杨俊薇陈冰瑞池秀莲胡严炎唐胜男杨光程蒙戴亚峰王诗文北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室中国中医科学院中药资源中心道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室长江大学农学院主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心九仙尊霍山石斛股份有限公司

生态种植是“双碳”目标下中药材可持续生产的重要方向。为了在保护的基础上开发濒危的霍山石斛Dendrobium huoshanense，设施栽培和拟境栽培模式已被开发和应用，但2种栽培模式下温室气体排放及其全球增温潜势的差异尚不清晰，限制了... 详细信息

生态种植是“双碳”目标下中药材可持续生产的重要方向。为了在保护的基础上开发濒危的霍山石斛Dendrobium huoshanense，设施栽培和拟境栽培模式已被开发和应用，但2种栽培模式下温室气体排放及其全球增温潜势的差异尚不清晰，限制了对“碳友好型”生态种植模式的准确评估。基于静态箱法的温室气体排放通量监测为解决该问题提供了有效的途径。因此，该文在安徽大别山霍山石斛培育基地中选取设施和拟境栽培模式，在2023年4月—2024年3月每月进行温室气体采集，通过气相色谱仪检测3种重要温室气体的浓度，包括CO2、CH4和N2O，并进一步计算了温室气体排放通量、累积排放量及全球增温潜势。结果发现：①设施和拟境栽培模式的温室气体排放通量存在显著差异，尤其是CO2排放通量，表现为设施栽培＞拟境栽培[（35.60±11.70）mg·m-2·h-1vs （2.10±4.59）mg·m-2·h-1]；②设施栽培的年CO2累积排放量显著高于拟境栽培[（3 077.00±842.00）kg·hm-2vs （221.00±332.00）kg·hm-2]，但CH4和N2O的年累积排放量无显著差异；③设施栽培模式的全球增温潜势显著高于拟境栽培[（3 053.00±847.00）kg·hm-2vs（196.00±362.00）kg·hm-2]。总之，霍山石斛拟境栽培较设施栽培凸显出明显的“碳友好”特征，符合药用植物生态种植的理念，对于“双碳”目标下霍山石斛碳友好型生态种植模式的落地推广具有重要的参考意义。

关键词：霍山石斛生态种植栽培模式温室气体排放全球增温潜势 “双碳”目标