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基于混合CNN-Transformer的多器官医学图像分割算法研究

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基于混合CNN-Transformer的多器官医学图像分割算法研究

作者：朱礼鹏吉林大学

学位级别：硕士

在多器官分割任务中,不同的组织和器官之间的形态、分布差异都比较大,边界也往往难以区分;同时多器官分割要求模型在训练过程中进行多个类别的学习,因此需要大量的数据进行训练,但在体素水平进行3D医学图像的标注需要大量的时间与精力,... 详细信息

在多器官分割任务中,不同的组织和器官之间的形态、分布差异都比较大,边界也往往难以区分;同时多器官分割要求模型在训练过程中进行多个类别的学习,因此需要大量的数据进行训练,但在体素水平进行3D医学图像的标注需要大量的时间与精力,很少有公开的腹部多器官全标注数据集。相比于以往的单病灶分割,多器官分割是更具有挑战性、但也更有应用价值的任务。因此,本文研究基于混合CNN-Transformer的多器官医学图像分割方法,主要为了解决目前深度学习方法在多器官分割任务中对不同器官的边界划分不完整、小尺寸器官分割精度低等问题。具体研究内容主要包括:(1)传统卷积网络感受野受限,无法有效捕捉到图像特征的长距离依赖关系,从而影响到分割精度,Transformer可以很好地克服这个问题。为了综合利用卷积和Transformer的优势,本文提出了一种基于局部感知的混合U型神经网络的多器官分割算法(Lightweight Local Perception Transformer U-shaped Network,LLP-TUNet)。该网络通过将CNN与Transformer混合以综合利用卷积和Transformer的优势,网络中编解码器的卷积模块主要用于提取低级别细节,而Transformer编码器中连续的轻量级局部感知Transformer模块则专注于学习长距离依赖,并在跳跃连接中引入双重注意力机制。通过轻量级多头自注意力和局部感知单元的优化,能够降低Transformer模块的训练成本,更好地适应局部语义;双重注意力跳跃连接也有效地弥补了语义鸿沟。实验表明,LLP-TUNet在多器官分割数据集上的表现优于现有的分割方法,并对不同的数据集有良好的泛化性。(2)在多器官医学图像分割任务中,器官和组织的边界往往模糊不清,难以准确分割;同时,不同尺寸的器官之间的分割性能会相互影响,较小尺寸器官的分割结果通常较差。为了解决这两个问题,本文在现有工作的基础上提出了基于边界增强引导与多尺度特征聚合的混合CNN-Transformer网络EEMHNet(Edge-enhanced guidance and multi-scale feature aggregation basd hybrid CNN-Transformer network,EEMHNet)。首先,引入Sobel算子设计了双分流的边界辅助分割模块,将边缘检测作为网络的子任务,利用边缘信息来辅助目标边界的分割;其次,设计多尺度特征聚合模块,来增强对于不同尺度语义知识的学习。实验结果表明,EEMHNet在两个多器官分割数据集上都能起到积极的作用,以较高准确率分割小目标与器官边界。与现有模型相比,EEMHNet可以达到具有竞争力的效果。

关键词：多器官医学图像分割 CNN-Transformer混合型神经网络跳跃连接边缘分割多尺度注意力

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隧道掏槽爆破岩块抛掷堆积形态的数值模拟

工程爆破 2024年第3期30卷 54-61页

作者：朱礼臣中铁十四局集团建筑工程有限公司工程部济南250000

为了控制隧道掏槽爆破飞石范围,确保隧道爆破施工的高效性与安全性,利用离散元软件对掏槽体岩块抛掷堆积形态进行了数值模拟,结合某快速铁路单线隧道工程,研究了掏槽体岩块抛掷堆积形态及其主要参数。在对比分析掏槽体岩块堆积形态的模... 详细信息

为了控制隧道掏槽爆破飞石范围,确保隧道爆破施工的高效性与安全性,利用离散元软件对掏槽体岩块抛掷堆积形态进行了数值模拟,结合某快速铁路单线隧道工程,研究了掏槽体岩块抛掷堆积形态及其主要参数。在对比分析掏槽体岩块堆积形态的模拟结果与实际测量结果的基础上,研究发现:掏槽体岩块的初速度为堆积形态的重要影响因素;在初速度为10 m/s的前提下,从爆破开始到岩体全部停止运动总共经历3.5 s,最终堆积形态近似于椭圆形;最大抛掷距离与前端堆积高度均符合工程实际测量结果。研究结果对隧道掏槽爆破设计和安全施工,具有重要的指导意义。

关键词：隧道掏槽爆破离散元数值模拟岩块堆积形态抛掷初速度

基于多标签权重与相关性的在线流特征选择算法

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基于多标签权重与相关性的在线流特征选择算法

作者：朱礼全闽南师范大学

学位级别：硕士

纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶在不同骨缺损环境中应用的价值

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中国组织工程研究 2024年第5期28卷 753-758页

作者：朱礼威王江玥白丁四川大学华西口腔医院正畸科口腔疾病研究国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心四川省成都市610041

背景:近年来,纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶在修复骨组织损伤方面的研究备受关注。目的:综述应用于骨组织工程的纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶近年来的最新进展,举例说明纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶在不同骨缺损环境中的应用。方法:... 详细信息

背景:近年来,纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶在修复骨组织损伤方面的研究备受关注。目的:综述应用于骨组织工程的纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶近年来的最新进展,举例说明纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶在不同骨缺损环境中的应用。方法:应用计算机检索中国知网、万方、PubMed和Web of Science数据库2016-2023年发表的相关文献,中文检索词为:“明胶,甲基丙烯,纳米,骨,骨组织工程,骨再生,成骨”,英文检索关键词为“gelatin,methacryl*,nano*,bone,bone tissue engineering,bone regeneration,osteogenesis”。结果与结论:①当前作为甲基丙烯酰明胶填料的纳米材料包括无机纳米材料、有机纳米材料以及有机-无机纳米杂化材料。②无机纳米材料可有效提高水凝胶的力学强度、触变性能,调节其降解时间,同时还可通过调节自身表面电荷、搭载药物/因子、自身降解释放金属离子等方式,实现水凝胶的抗菌、促骨形成、免疫调节、促血管生成等功能。③有机纳米材料、有机-无机纳米杂化材料复合甲基丙烯酰明胶水凝胶是两类新兴的材料,目前研究相对较少,但从已发表的研究来看,相比无机纳米材料复合甲基丙烯酰明胶水凝胶,有机纳米材料复合甲基丙烯酰明胶水凝胶的生物相容性及载药性能更佳,纳米相与有机聚合物相间的相互作用更强,纳米粒子的分散性更好。④有机-无机纳米杂化材料复合甲基丙烯酰明胶水凝胶结合了前二者的优势,且金属离子释放可控性更佳,具有巨大的研究潜力。⑤纳米材料可增强甲基丙烯酰明胶水凝胶的抗菌、免疫调控、促成骨等生物学性能,以促进感染性骨缺损、伴糖尿病骨缺损、骨肉瘤切除术后等复杂骨缺损环境下的骨再生。然而,纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶用于骨缺损修复中的研究还仅限于动物实验,仍需要进行更多的安全性评价和临床试验。

关键词：甲基丙烯酰明胶纳米材料纳米粒子骨组织工程骨再生骨修复水凝胶支架材料

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希夏邦马六十年

岩石学报 2024年第5期40卷 1365-1381页

作者：吴福元中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

60年前的1964年5月2日,中国登山队10名登山队员成功登顶海拔8027m的希夏邦马峰。作为全球8000m以高的最高峰之一,希夏邦马也是一座完全位于我国境内的山峰。在这次登山过程中,中国科学院组织了希夏邦马峰科学考察,其在地质学方面取得的... 详细信息

60年前的1964年5月2日,中国登山队10名登山队员成功登顶海拔8027m的希夏邦马峰。作为全球8000m以高的最高峰之一,希夏邦马也是一座完全位于我国境内的山峰。在这次登山过程中,中国科学院组织了希夏邦马峰科学考察,其在地质学方面取得的主要学术成果包括:(1)将区域上变质的岩石归类为希夏邦马群,并将其划分为下部的片麻岩(包括下段粗粒的片麻岩和上段细粒的变粒岩)和上部的片岩两类,相当于现今划分的高喜马拉雅结晶岩系和肉切村群浅变质岩系。同时认为,希夏邦马峰顶的岩石为上述片麻岩;(2)建立了区内显生宙地层系统,分别为上古生界港门穹群、中生界土隆群和雪拉群及新生界野博康加勒群;(3)在5800m营地附近的野博康加勒群下部砂砾岩中发现了高山栎植物化石,并据此提出了喜马拉雅山3Ma以来隆升了约3000m的认识;(4)运用K-Ar法获得的区内淡色花岗岩-伟晶岩的年龄为13~15Ma,而眼球状片麻岩的年龄为19~35Ma,表明希夏邦马形成于非常年轻的中新世。希夏邦马考察及取得的成果对后来我国喜马拉雅山其他地区的考察起到了很好的示范作用。但是,1964年登顶以后,很少再有地质学家对此山峰展开进一步的科学考察与研究。近30年来,珠穆朗玛峰及喜马拉雅地区其他山峰的研究已经基本明确,喜马拉雅由下部的高喜马拉雅深变质岩系和上部未变质的特提斯喜马拉雅沉积岩系构成,两者之间为遭受韧性伸展变形的构造岩系,即藏南拆离系。未来,应着重检查希夏邦马地区变质岩岩石性质、显生宙地层层序及区域构造特征,确定峰顶究竟是变质岩还是淡色花岗岩,并进一步研究含高山栎化石地层的时代及沉积物形成机制等。

关键词： 60年前希夏邦马峰珠穆朗玛峰喜马拉雅山造山作用

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关于高安建陶产业优化升级的几点思考

陶瓷 2024年第7期 51-55页

作者：朱礼兵龚明兰书元朱慧安江西省建筑卫生陶瓷质量监督检验中心江西高安330800

高安建筑陶瓷产区是全国最具活力和影响力的产区,以高安建陶产业为中心的宜春泛高安建筑陶瓷产区已经成为当前行业最大的县级、市级产区。但伴随着国家环保和“双碳”政策以及行业下行趋势等因素的影响,高安建陶产业优化升级、提质增效... 详细信息

高安建筑陶瓷产区是全国最具活力和影响力的产区,以高安建陶产业为中心的宜春泛高安建筑陶瓷产区已经成为当前行业最大的县级、市级产区。但伴随着国家环保和“双碳”政策以及行业下行趋势等因素的影响,高安建陶产业优化升级、提质增效势在必行。笔者结合高安建筑陶瓷陶产业发展实际,通过分析产区优势和存在问题,提出高安建陶产业优化升级的几点举措,为全力打造“高安陶瓷”区域品牌,提升产区整体竞争力,打造千亿建陶产业链集群,实现产区高质量发展提供了参考依据。

关键词：高安建筑陶瓷优化升级区域品牌高质量发展

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气候变化背景下内保温砖墙热湿性能对比

东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 441-446页

作者：党新元 Department of Civil Engineering KU LeuvenLeuven 3001Belgium

为量化气候变化背景下内保温砖墙的热湿性能,采用数值模拟软件WUFI Pro,对比湿气密闭性保温墙体、湿气透过性内保温墙体和未保温墙体,分析其在比利时鲁汶1种现状气候工况和2种未来气候工况下的冻融循环风险、霉菌滋生风险、热损失和湿负... 详细信息

为量化气候变化背景下内保温砖墙的热湿性能,采用数值模拟软件WUFI Pro,对比湿气密闭性保温墙体、湿气透过性内保温墙体和未保温墙体,分析其在比利时鲁汶1种现状气候工况和2种未来气候工况下的冻融循环风险、霉菌滋生风险、热损失和湿负荷.结果表明,湿气透过性保温墙体与湿气密闭性保温墙体的冻融风险次数由现状气候工况下的6和2次升至未来气候工况下的16和13次,且含水率显著增高,而未保温墙体无风险.湿气密闭性保温墙体在3种工况下的霉菌滋生风险都显著高于其余2种墙体,且在未来气候工况下风险更高.含保温层墙体的能耗显著低于未保温墙体,湿气透过性保温墙体与未保温墙体在未来气候工况下需要更大的湿负荷.

关键词：气候变化砖墙内保温热湿性能

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高考中氮及其化合物之间转化关系的考查方式

高中数理化 2024年第16期 61-62页

作者：朱礼臻山东省日照市岚山区第一中学

氮及其化合物的转化关系是一个重要且复杂的知识点,这不仅要求考生对氮元素及其化合物的性质有深入的了解,而且需要掌握这些化合物在不同条件下的相互转化.这类试题不仅考查考生对基础知识的掌握程度,还考查了他们的逻辑思维能力和实验... 详细信息

氮及其化合物的转化关系是一个重要且复杂的知识点,这不仅要求考生对氮元素及其化合物的性质有深入的了解,而且需要掌握这些化合物在不同条件下的相互转化.这类试题不仅考查考生对基础知识的掌握程度,还考查了他们的逻辑思维能力和实验设计能力.

关键词：实验设计能力知识的掌握考查方式逻辑思维能力元素及其化合物高考相互转化考生

基于数字化转型背景的中职语文教学策略研究——以《念奴娇·赤壁怀古》教学为例

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教师 2024年第1期 24-26页

作者：朱礼勇合肥市工程技术学校安徽合肥238000

在教育数字化转型背景下,传统的中职语文教学模式已无法适应新时代职业教育的发展要求,那么应如何解决中职生语文核心素养培育中的问题?文章以《念奴娇·赤壁怀古》教学为例,将数字化技术融入中职语文教育教学全过程,提出优化中职语文... 详细信息

在教育数字化转型背景下,传统的中职语文教学模式已无法适应新时代职业教育的发展要求,那么应如何解决中职生语文核心素养培育中的问题?文章以《念奴娇·赤壁怀古》教学为例,将数字化技术融入中职语文教育教学全过程,提出优化中职语文教学的策略,有效地弥补传统教学模式存在的弊端,推进了中职生语文核心素养的培育,提升了中职语文教学的质量。

关键词：数字化转型中职语文教学策略