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基于无监督学习的可变形医学图像配准算法

基于无监督学习的可变形医学图像配准算法

作者：李龙浩山东财经大学

学位级别：硕士

医学图像配准在医学影像分析领域是基础且十分重要的,是许多高级影像分析任务的第一步。近年来,传统的方法已经无法满足临床的要求,而基于深度学习的方法能够实现更快速准确的配准,这对临床实践产生了重大影响。大形变的可变形配准以及... 详细信息

医学图像配准在医学影像分析领域是基础且十分重要的,是许多高级影像分析任务的第一步。近年来,传统的方法已经无法满足临床的要求,而基于深度学习的方法能够实现更快速准确的配准,这对临床实践产生了重大影响。大形变的可变形配准以及数据集的图像数量通常较少一直是一个挑战。因此,本研究从深度学习无监督的方法入手,但该类方法不涉及空间变换,从而忽略了一些理想的性质,包括拓扑保持和变换的可逆性。微分同胚配准方法实现了可微分的空间变换,保证了拓扑保持和变换的可逆性,但配准精度较低。本文将微分同胚与深度学习相结合,继承两者的优势,在保证变换可逆性的同时具有较高的精准度,探索更快速准确的可变形配准方法。1)针对大形变的可变形配准问题,本文提出了一种使用卷积神经网络的微分同胚变形配准方法,基于对称结构,同时估计正向和反向变形场。本文使用具有高效通道注意力的CNN来更好地捕获空间关系。变形场被显式和隐式地优化,以增强变换的可逆性。本文在两个3D数据集(OASIS,LPBA40)上进行了广泛的实验评估。该方法与不同的最先进方法进行了比较。实验结果表明,本文的方法在保证微分同胚变换的同时,具有出色的配准精度。2)针对可变形配准数据集包含的影像数量相对较少,且制作困难问题,本文提出了一个循环优化配准框架,通过单一前向-双路径结构深度融合了微分同胚和深度学习方法。神经网络估计初始变形场,直接生成已配准的图像以增强特征提取能力。此外,引入了动态微分同胚用于初始变形场生成最终变形场,确保了变换的可逆性。本文采用了密集空间对应提示模块,通过循环学习最终变形场中对应的密集空间变换关系,使得网络能够更加平滑和精确地估计空间变换。本文在一个公开可用的3D数据集(IXI)上进行了实验,通过本文的方法实现了优秀的配准精度,同时保留了理想的微分同胚性质。

关键词：医学图像配准 Transformer 变形场微分同胚提示

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新型绿色混凝土速凝剂的设计与制备

新型绿色混凝土速凝剂的设计与制备

作者：李龙浩湖南师范大学

学位级别：硕士

混凝土速凝剂是一种能使水泥或混凝土快速凝固的化学外加剂,有时也被称作促凝剂。目前,速凝剂己广泛应用于隧道、城建、水利电力涵洞、引水洞等地下工程的喷射混凝土施工,结构自防水的喷射混凝土支护、防漏、堵漏施工,地面混凝土快速施... 详细信息

混凝土速凝剂是一种能使水泥或混凝土快速凝固的化学外加剂,有时也被称作促凝剂。目前,速凝剂己广泛应用于隧道、城建、水利电力涵洞、引水洞等地下工程的喷射混凝土施工,结构自防水的喷射混凝土支护、防漏、堵漏施工,地面混凝土快速施工及混凝土紧急抢险等工程中。目前,混凝土速凝剂根据物理性状分为固体速凝剂和液体速凝剂两种。固体粉末速凝剂,生产过程能耗大,施工使用过程粉尘污染严重,密闭涵洞使用时严重影响操作人员健康,加之掺加后混凝土后期强度不足,现在已开始逐步退出市场,液体速凝剂已成为市场主流。而液体速凝剂又根据其碱性强弱和碱离子含量的高低分为高碱速凝剂、低碱速凝剂和无碱速凝剂三种。目前,在液体速凝剂,无碱速凝剂由于产品性能不稳定,28 d混凝土强度损失过大等原因,市场并无合格产品大规模出售。市场的主题还是由低碱和高碱液体速凝剂为主。高碱速凝剂后期强度损失小,但是生产工艺耗能高,成本较高,且对施工人员伤害大;低碱速凝剂价格高昂,后期混凝土强度损失大。因此本文针对高碱速凝剂反应活性差,成本高昂的问题和低碱速凝剂成本高昂,混凝土后期强度损失大的问题分别研究了高碱和低碱两种液体混凝土速凝剂母液的合成工艺方法,合成工艺均有效降低了能耗和成本,并做到了无污染零排放。并将母液进行了复配合成速凝剂成品进行了水泥性能测试,测试结果证明产品均达到了国家标准合格品的水平。具体研究内容如下:(1)常规高碱混凝土速凝剂生产工艺的改性。以廉价的Al2(SO4)3·18H2O为原料,利用低成本的Na2CO3部分代替价格较高的NaOH为中和剂,一步制得新鲜的活性Al(OH)3,在不过滤分离的条件下直接投入适量NaOH与活性Al(OH)3反应,优化了反应的工艺参数,制得含量在35%左右的速凝剂母液Na AlO2。测试结果显示,初终凝时间均达到国标合格品的水平。本工艺线路能大幅降低NaAlO2母液的生产成本,工艺简单,无三废排放,具有较高的经济价值及环境效益.(2)低碱制备混凝土速凝剂新工艺的研究。以Al2(SO4)3·18H2O为原料,利用廉价CaO部分代替价格较高的NaOH为中和剂,利用反应本身的反应热以无能耗的方式一步制得新鲜的活性Al(OH)3和CaSO4,在不过滤分离的条件下直接投入适量NaOH与活性Al(OH)3反应,并优化了反应配比,温度,时间等工艺参数,制得含量在35%左右的速凝剂母液NaAlO2;经过测试,结果表明初终凝时间达到国家标准合格品水平。此工艺极大的降低了NaAlO2母液的生产成本,工艺简单,完全无三废排放,具有很高的经济价值及环境效益。(3)低碱速凝剂的复配及性能测试。筛选加入了有机酸L-抗坏血酸作为稳定剂,解决了高浓度速凝剂稳定性不足的问题,与醇胺进行复配后,通过正交实验优化了各组分的掺量。所得产品的各项性能指标均达到了国家标准合格品的水平。实验表明,本工艺方法制得的速凝剂具有良好的适应性,是一种综合性能优良的混凝土速凝剂。

关键词：混凝土速凝剂联合制碱法 Al2(SO4)3·18 H2O NaAlO2 绿色化工

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长周期波对航道波浪富余深度的影响

长周期波对航道波浪富余深度的影响

作者：李龙浩武汉理工大学

学位级别：硕士

随着我国经济的快速腾飞,国内的港口建设区域不断向外海发展,因此,我国在国外的港口项目日趋增多。这些直接面向大洋的开敞式港口,常年遭受长周期波浪的侵袭。目前,国内航道设计规范的参数多是基于短周期波浪环境中的计算结果,而对长周... 详细信息

随着我国经济的快速腾飞,国内的港口建设区域不断向外海发展,因此,我国在国外的港口项目日趋增多。这些直接面向大洋的开敞式港口,常年遭受长周期波浪的侵袭。目前,国内航道设计规范的参数多是基于短周期波浪环境中的计算结果,而对长周期波浪环境中相关设计参数的研究有待于深入探讨。海洋中的波浪复杂多变,导致船舶在波浪中的流固耦合运动相对复杂,且波浪的波幅（波高）、波频（波周期）、波长、波速和波向角等参数均会不同程度的对船舶动态运动响应的幅值变化产生影响。因此,对动态波浪因素引起的船舶运动响应即航道波浪富余深度的计算是划定航道设计水深的重点和难点。为保障船舶进出港安全,减少（或避免）船舶拖底、触底、搁浅和失控等海上事故,同时降低航道资源浪费,兼顾通航安全及通航效率,需要对波浪富余深度进行更加精确的研究和计算。本研究的主要方法和结论如下:（1）基于势流理论,采用理论分析和数值模拟相结合的方法预报船舶的动态运动响应,研究长周期风浪和涌浪的单独和联合作用对航道波浪富余深度的影响。以5万吨级普通散货船为主要研究对象,将船体系统整体视为非线性弹簧,考虑其垂直运动中的垂荡、横摇和纵摇所引起的下沉量变化,设置临界矩阵以解决理想流体中船舶运动的发散问题,在建立质量分布模型的基础上划分船体湿表面和自由表面有限元网格,并构建船体的有限元模型,借助数值模拟方法得到船舶RAO,并利用谱分析方法估算短期运动响应的最大值,从而求解航道波浪富余深度。（2）为研究网格密度及网格数量对试验结果的影响,并验证本研究方法的准确性,以wigley船作为辅助研究对象,基于型值数据建立了有限元分析模型,计算了wigley船在单位波幅条件下的运动响应,并与船池试验结果进行比对。结果表明,本文所采用的计算船舶运动响应的方法是可行的,且网格密度改变后,船舶运动响应计算结果基本不变,即改变网格密度、增加网格数量对结果精度的提升较小,但随着网格密度的加大,计算效率会大幅度降低。（3）通过构建计算船体下沉运动的数值分析模型,结合三维零航速线性频域方法和三维非线性全航速时域方法,计算传统散货船船体的波浪力、船舶运动响应和波浪富余深度,得到船体运动的时间历程和频谱特性;分析了波高、波周期、波向角以及航速和航道水深对船体垂荡、纵摇和横摇运动波浪力的影响,并研究了船体各自由度的运动响应变化规律和变化幅值,在此基础上分别针对各关键因素对波浪富余深度进行了计算。研究结果表明:随着波高的变化,船舶纵摇和垂荡所受到的波浪力和波浪力矩变化较为明显,船体运动响应整体呈近似线性的变化趋势,且波高的改变对船舶纵摇的影响最大,波高小于2m时,可取2.97m（0.24倍吃水）的波浪富余深度;随着波周期的增加,船舶所受横向、纵摇和垂向的波浪力呈现增强趋势,而绕X、Y、Z轴的波浪力矩呈现先增强后减弱的变化趋势,横摇运动响应的峰值呈现随波向角增大而增大的变化趋势,考虑波周期影响,必要时应至少保留2.4m（0.19倍吃水）的波浪富余深度;在迫近船舶固有摇荡周期的不同波向角波浪的影响下,船舶运动响应呈现较为杂乱的分布趋势,一般而言,随着波向角的变化,船体运动响应呈现“单峰”或“单谷”的变化趋势,考虑波向角影响,应至少保留3.7m（0.3倍吃水）的波浪富余深度;相比于波浪因素,船舶航速和航道水深对船体运动响应的影响相对较小。（4）考虑到极端海况,分别采用JONSWAP谱和Torsethaugen谱模拟单纯风浪及风浪和涌浪共同存在的实际海况,借助谱分析法计算了船体的垂向运动响应幅值。数值模拟的试验结果表明,在两种波谱的作用下,船体运动响应低频成分显著,涌浪成分的作用效果明显强于风浪,且随着海况增加,船体的下沉幅值愈加显著;基于西非某海域一年一遇和百年一遇的实际海况波浪数据,计算了传统散货船运动响应的短期预报数值,从而确定了长周期风浪和涌浪下波浪富余深度的数值计算方法和结果;对涌浪参数进行敏感性分析,结果表明:涌浪参数的改变对横摇运动的影响程度强于垂荡运动,而对纵摇运动和下沉运动的影响程度较小;分析了传统散货船在风浪和涌浪中垂向运动的一般规律,为后续工程实践提供建议。

关键词：波浪力船舶运动响应波浪富余深度长周期波浪

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改进分形编码在图像压缩中的应用

改进分形编码在图像压缩中的应用

作者：李龙浩吉林大学

学位级别：硕士

自然界中的物体可以分为两类,一类是具有光滑的、规则的、具有连续函数性质的边界的物体,这种物体可以用经典欧式几何及其推广理论进行描述;另一类是具有粗糙的、不连续的、不具有连续函数性质的物体。而在对自然界中自然形态是不光滑... 详细信息

自然界中的物体可以分为两类,一类是具有光滑的、规则的、具有连续函数性质的边界的物体,这种物体可以用经典欧式几何及其推广理论进行描述;另一类是具有粗糙的、不连续的、不具有连续函数性质的物体。而在对自然界中自然形态是不光滑、不规则的,且具有精细的结构或自相似特征,不能用传统的几何语言描述的物体的研究中,诞生了分形理论和分形几何学。分形是一种新型的、通过考察物体自相似性性质而产生的理论,是一门新的学科。目前,分形理论与计算机技术有机结合,并且发展速度十分迅猛,已经成为一门跨学科、非线性并且相当活跃的学科。其理论研究和应用已经覆盖到人类活动的许多方面,取得的成果也十分有影响力。现阶段,随着计算机技术的进一步发展,多媒体技术也随之快速发展起来,随之而来的就是多媒体与网络流量的不匹配问题。因此,多媒体压缩领域成为了近年来的一个研究热点。同时,如今,在多媒体压缩领域,对图像的压缩成为了多媒体压缩的一个基本方法。而在现有的多种图像压缩方法中,分形图像压缩方法逐渐占据了主要的地位。其主要优势在于它是一种与分辨率无关的有效压缩方法。同时,其有效性表现在分形图像压缩方法是一种高压缩比的图像压缩方法。传统的分形压缩方法由于其过高的计算复杂性导致了其压缩时间过长、很难直接被利用在实际工程中。因此本文提出了一种新型的分形编码方法用于降低编码时间。本方法通过提取分形编码过程中的主要附加误差点值,在基本不改变分形编码的压缩比的同时,大大减少了压缩时间。本算法是一种通用算法,即与图像类型无关的算法。本文的主要内容如下：(1)首先,由于传统的分形压缩是有损压缩,因此我们将传统分形编码中的附加误差点值通过原始图像与解压缩图像进行差商进行提取。(2)其次,由于误差点值在图像中的分布不同,导致其误差的重要性在解码时不同,所以我们提出了一种基于权值规则的主要误差点值的提取方法,并对附加误差点值由附近像素进行驱动的进行了加权运算,得到了我们认为的误差点的真实值。(3)然后,基于我们提取出的主要误差点值的加权规则得到的新权重,我们改进了传统的编码和解码规则,将空余的压缩空间分配给提取的高权重的主要误差值重新进行编码,解码时也考虑相应的附加规则进行解码。同时,针对改进的分形编码和解码算法,我们提出相应的定理,并且证明了改进算法相对于普通算法的压缩比和压缩时间比的规模。(4)最后,我们通过实验对本文提出的算法进行了分析和验证,实验结果验证了改进后的分形编码算法相比原有的分形编码算法有更高的压缩比和更好的平均信噪比,实验结果还验证了本文中提出的压缩比和压缩时间比的规模。

关键词：分形编码图像压缩分形压缩主要附加误差值平均信噪比

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构建我国土地信托登记制度的思考

中国土地科学 2003年第4期17卷 48-51页

作者：李龙浩张春雨中国人民大学土地管理系北京100872 北方交通大学法律系北京100044

《信托法》确立了信托登记制度 ,但有关规定过于简单和含糊 ,现行土地管理法律法规也没有关于土地信托登记的具体规定 ,导致在实践中难以操作。在分析信托财产的法律性质、信托公示与物权公示 (土地登记 )关系的基础上 ,提出构建我国土... 详细信息

《信托法》确立了信托登记制度 ,但有关规定过于简单和含糊 ,现行土地管理法律法规也没有关于土地信托登记的具体规定 ,导致在实践中难以操作。在分析信托财产的法律性质、信托公示与物权公示 (土地登记 )关系的基础上 ,提出构建我国土地信托登记制度的设想。

关键词：《信托法》中国土地管理土地信托登记财产权信托财产

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物权公示及公信原则——土地登记制度的法学理论基础

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中国土地科学 1998年第2期12卷 23-27页

作者：李龙浩张春雨国家土地管理局政法监察司北方交通大学法律系

介绍了作为物权法基本原则之一及土地登记制度法学理论基础的物权公示及公信原则。侧重分析了作为不动产物权变动公示方式的登记形式、效力及其公信力。在此基础上对完善我国土地登记制度提出立法建议，呼吁尽快出台专门的土地登记法律... 详细信息

介绍了作为物权法基本原则之一及土地登记制度法学理论基础的物权公示及公信原则。侧重分析了作为不动产物权变动公示方式的登记形式、效力及其公信力。在此基础上对完善我国土地登记制度提出立法建议，呼吁尽快出台专门的土地登记法律或法规，在继续强化土地登记的国家管理作用的同时。

关键词：土地登记物权公示公信原则法律基础法制建设

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实体瘤局部免疫治疗的探索与发展现状

中国肿瘤临床 2021年第6期48卷 317-322页

作者：刘娅李龙浩(综述) 邓红彬(审校) 重庆医科大学附属第一医院肿瘤科重庆市400000

免疫治疗已被证实为极具前景的晚期恶性实体瘤治疗方式之一。肿瘤所致免疫激活和免疫效应主要来自肿瘤抗原与肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)的相互作用,而肿瘤抗原的免疫原性减弱与免疫应答通路缺陷是产生免疫逃逸的主要原因... 详细信息

免疫治疗已被证实为极具前景的晚期恶性实体瘤治疗方式之一。肿瘤所致免疫激活和免疫效应主要来自肿瘤抗原与肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)的相互作用,而肿瘤抗原的免疫原性减弱与免疫应答通路缺陷是产生免疫逃逸的主要原因。免疫治疗通过不同途径增强抗原提呈能力,激活免疫应答及改善TME的免疫抑制状态,提高患者生存获益。由于免疫治疗疗效与药物浓度呈正相关,往往较高的治疗剂量才有效,但这对机体将造成不同程度的免疫相关毒性反应及诱导耐药产生。因此,一种新的治疗方式-局部免疫治疗,被探索并取得了早期临床疗效。本文就几种常见的不同类型免疫药物在局部治疗中的作用机制、应用特点及临床发展现状进行综述。

关键词：局部免疫治疗实体瘤免疫抑制免疫原性免疫相关不良反应

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