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多模影像对糖尿病小鼠眼底特征的实验研究

中国现代医学杂志 2024年第11期34卷 43-50页

作者：赵春林马广成陶思翰陈卓琳王明月方祎鸣施炜南京中医药大学第一临床医学院江苏南京210023 南京中医药大学附属医院眼科江苏南京210029

目的观察糖尿病小鼠视网膜影像改变特征,为糖尿病小鼠视网膜病理改变特征提供影像学依据。方法8周龄C57BL/6J小鼠连续5 d腹腔注射链脲佐菌素STZ(50 mg/kg),1周后测量小鼠空腹血糖浓度,模型复制成功的糖尿病小鼠(模型组)与正常小鼠(对照... 详细信息

目的观察糖尿病小鼠视网膜影像改变特征,为糖尿病小鼠视网膜病理改变特征提供影像学依据。方法8周龄C57BL/6J小鼠连续5 d腹腔注射链脲佐菌素STZ(50 mg/kg),1周后测量小鼠空腹血糖浓度,模型复制成功的糖尿病小鼠(模型组)与正常小鼠(对照组)喂养5个月,5个月后对正常小鼠和糖尿病小鼠进行双眼光学相干断层扫描/光学相干断层扫描血管造影(OCT/OCTA)及眼底荧光血管造影(FFA)检测,采用图湃软件和Image J软件得出眼底视网膜厚度,血管密度、形态及管径大小,以及荧光素渗漏情况等数据,最后用GraphPad Prism进行统计学分析。结果对照组内层内环视网膜厚度大于模型组(P0.05)。对照组表层及深层内、中、外环视网膜血管密度与模型组比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。对照组一、二级血管管径值均窄于模型组、(P<0.05)。应用多模影像技术可以明确糖尿病视网膜病变(DR)的具体部位及捕捉DR的病变特征,包括微血管瘤、视网膜薄变、小血管迂曲扩张,以及迂曲扩张的小血管周围毛细血管网间隙增宽和囊样暗腔样改变。结论OCT/OCTA及FFA的多模影像相结合,可以活体监测DR小鼠视网膜早期损伤及毛细血管早期特征改变,对DR基础研究发挥一定作用。

关键词：糖尿病视网膜病变光学相干断层扫描光学相干断层扫描血管造影眼底荧光血管造影

基于卷积神经网络的下肢动作模式识别方法研究

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基于卷积神经网络的下肢动作模式识别方法研究

作者：陶思翰重庆交通大学

学位级别：硕士

近年来,外骨骼等穿戴式机器人设备在军事、医疗、康复、工业等领域获得极为迅速的发展。穿戴式机器人在运动辅助过程中根据人体运动模式提供相应的辅助是临床应用环节人机共融的关键因素。因此,精准的人体动作识别是提高穿戴式机器人设... 详细信息

近年来,外骨骼等穿戴式机器人设备在军事、医疗、康复、工业等领域获得极为迅速的发展。穿戴式机器人在运动辅助过程中根据人体运动模式提供相应的辅助是临床应用环节人机共融的关键因素。因此,精准的人体动作识别是提高穿戴式机器人设备助力性能和适应能力的基础,对实现柔顺助力、促进运动功能康复等至关重要。目前下肢动作模式识别技术还存在数据量少、识别率低的问题。本文以下肢动作为对象,采集行走、上下楼及负重上下楼五种步态的表面肌电信号（Surface electromyography,s EMG）,在对s EMG进行特征提取、整合及降维的基础上,构建了一种以特征集作为输入的卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）,提出一种新的下肢动作模式识别方法,并比较了其他几种分类识别方法的识别正确率、交叉熵损失及训练时间等参数,从而验证本文方法的有效性。论文主要研究内容如下:（1）结合下肢外骨骼应用场景以及该领域尚存的步态识别类型少的问题,选择了平地行走、上下楼及负重上下楼5种下肢运动作为识别对象,并选取了对上述5种步态影响较大的股直肌（Rectus Femoris,BF）、股外侧肌（Vastus Lateralis,VL）、股内侧肌（Vastus Medialis,VM）、半膜肌（Semimembranous,SB）、外侧腓肠肌（Gastrocnemius Lateral,GL）、内侧腓肠肌（Gastrocnemius Medial,GM）、胫骨前肌（Tibial Anterior,TA）和股二头肌（Biceps Femoris,BF）8块肌肉作为信号源进行肌电信号采集。采用带通滤波方法进行滤波,通过观察滤波后s EMG信号存在静息状态近似水平等特点,证明了该滤波方法能有效滤除噪音信号。（2）为了确保能够全面反映人体下肢运动的特征,提取了s EMG信号的平均绝对值（Mean Absolute Value,MAV）、均方根值（Root Mean Square,RMS）、过零点率（Zero Crossing Rate,ZC）、斜率变化率（Rate of Slope Change,SSC）4类时域特征和中值频率（Median Frequency,MDF）、平均功率频率（Mean-power Frequency,MNF）2类频域特征共6类信号特征。进一步采用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）进行特征降维,获得能够代表最佳原始肌电信号特征的低维特征集。（3）在进行特征提取、整合及降维的基础上,构建了一种以特征集作为输入的卷积神经网络,开展了行走、上下楼及负重上下楼5种下肢动作模式识别实验,最后基于识别正确率、交叉熵损失分析和探讨了本文方法的有效性。（4）开展了本文方法与支持向量机（Support Vector Machine,SVM）、K近邻（K Nearest Neighbor,KNN）、随机森林（Random decision Forests,RF）、原始信号集作为输入的卷积神经网络和原始特征集作为输入的卷积神经网络等传统模式识别方法的对比实验,通过比较各方法下的识别正确率、交叉熵损失及识别时间等指标,证明了本文方法对下肢动作模式识别的有效性和优越性,为康复机器人、助力机器人等设备改善运动功能提供理论依据。

关键词：表面肌电信号卷积神经网络特征提取下肢动作模式识别

一种基于卷积神经网络的下肢动作模式识别方法

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河北科技大学学报 2022年第4期43卷 347-354页

作者：张霞赵东陶思翰重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

针对目前下肢动作模式识别技术存在的数据量少、识别率低的问题,提出了一种新的基于卷积神经网络的下肢动作模式识别方法。以下肢步态动作识别为对象,采集无负重平地行走,无负重上/下楼及负重上/下楼5种步态的表面肌电信号(surface elec... 详细信息

针对目前下肢动作模式识别技术存在的数据量少、识别率低的问题,提出了一种新的基于卷积神经网络的下肢动作模式识别方法。以下肢步态动作识别为对象,采集无负重平地行走,无负重上/下楼及负重上/下楼5种步态的表面肌电信号(surface electromyography, sEMG),对sEMG进行特征提取,构建了一种以特征集作为输入的卷积神经网络,并比较了其与另外几种传统分类识别方法的识别准确率和工作特征。实验结果表明,新方法对于5种步态的平均识别准确率大于95%,错误率都低于8%,具有较高的准确性。因此所提方法的输入特征集更能代表预测模型特征,模式识别率更高,可为康复医疗机器人、助力机器人等设备改善下肢运动功能提供参考。

关键词：模式识别表面肌电信号卷积神经网络特征提取分类识别下肢动作

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农村公路建设管理中存在的问题及对策探讨

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第4期 78-81页

作者：陶望阳陶思翰缙云县交通运输局浙江丽水321400

在全面推动新农村建设的进程中,为切实有效地提升农村经济的发展质量,更好地保障农村社会经济整体发展实效,真正实现脱贫致富的发展目标,应该注重科学且高效化地推动农村公路的高质量建设。在农村公路建设过程中,现代化的工程管理是至... 详细信息

在全面推动新农村建设的进程中,为切实有效地提升农村经济的发展质量,更好地保障农村社会经济整体发展实效,真正实现脱贫致富的发展目标,应该注重科学且高效化地推动农村公路的高质量建设。在农村公路建设过程中,现代化的工程管理是至关重要的。在实践过程中,人们应该注重科学全面地做好农村公路建设管理工作,积极研判建设过程中存在的问题与不足,科学全面地运用好高效化的管理对策。

关键词：农村公路建设管理存在问题管理对策

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人工智能在老年眼科疾病检测中的应用

实用老年医学 2023年第9期37卷 865-868页

作者：陶思翰马广成陈茜施炜南京中医药大学江苏省南京市210029 南京中医药大学附属医院眼科江苏省南京市210029

人工智能(artificial intelligence,AI)是人类历史上的第四次工业革命。AI的概念最早是在1956年由约翰·麦卡锡提出,他定义AI是一个通用术语,“指表现出智能行为的硬件或软件”[1]。但直到最近,由于新算法、专业硬件、云服务和大数据的... 详细信息

人工智能(artificial intelligence,AI)是人类历史上的第四次工业革命。AI的概念最早是在1956年由约翰·麦卡锡提出,他定义AI是一个通用术语,“指表现出智能行为的硬件或软件”[1]。但直到最近,由于新算法、专业硬件、云服务和大数据的发展,AI才得以实现。机器学习(machine learning,ML)出现于20世纪80年代,是AI的一个分支,是计算机通过从已知数据库中提取广义原理,应用在新数据上做预测的方法。深度学习(deep learning,DL)出现在21世纪初,是机器学习中重要的子领域,主要作用是大数据处理以及预测分析[2]。DL通过模拟人脑的统计模式,根据互联节点层间连接的权重来处理输入,使用表征学习方法自动提取所需的特征,并对复杂的数据集进行分类[3],大大减少了算法结构对人力的依赖。DL为现代社会的许多方面提供了动力,例如识别图像中的物体、实时语言翻译、语音操作设备等等。

关键词：机器学习眼科疾病人工智能第四次工业革命通用术语智能行为深度学习大数据处理

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滇东北地区传统村落人居环境的改善提升研究

滇东北地区传统村落人居环境的改善提升研究

作者：陶思翰昆明理工大学

学位级别：硕士

自2004年中央聚焦“三农”问题起,10多年来我国一直掀起乡村建设热潮。如何在乡村振兴发展战略的背景下,解决严峻的乡村问题依旧是当今研究重点。随着传统村落空间从“同质同构”转向“异质异构”,呈现出多元化、动态化和分异化的现象,... 详细信息

自2004年中央聚焦“三农”问题起,10多年来我国一直掀起乡村建设热潮。如何在乡村振兴发展战略的背景下,解决严峻的乡村问题依旧是当今研究重点。随着传统村落空间从“同质同构”转向“异质异构”,呈现出多元化、动态化和分异化的现象,对传统村落的认知和建构,也需要从扁平化认知视角逐渐转向立体式空间解读。本论文以滇东北地区3个具有特色代表的传统村落为例,以村落空间构成格局为基础,从人居环境科学五大系统来对传统村落人居环境现状进行解读剖析,系统构建特色化的物质空间与非物质文化空间。研究着眼于国家及地方对传统村落人居环境改善提升政策,根据传统村落的文化体系、价值体系、城乡协同体系三大核心体系,建立由度量体系、评估体系和导向体系构成的人居环境模型体系,分步、分类综合分析传统村落优势与劣势,提出相应的策略思考。并通过模型体系的反馈机制持续度量,形成传统村落人居环境改善提升良性循环机制。研究表明,充分挖掘传统村落具有的潜在动力,逐渐改善城乡二元结构对立的不利局面,形成城乡间的平衡发展和互助机制,有效促进村落地域特色文化的传承和延续,促进村落生态、宜居、绿色、健康人居环境的可持续发展,助力乡村振兴发展战略的实施。

关键词：传统村落人居环境文化传承生态宜居改善提升

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“非常规”视角下的城中村居住空间发展思考

城市建筑 2021年第15期18卷 121-123,198页

作者：陶思翰杨大禹昆明理工大学建筑与城市规划学院云南昆明650500

在万物互联时代,人类居住空间形式将发生重大变化。本文以云南省昆明市马街片区为例,通过对具有特殊性、非常规的城中村居住空间形式的变化分析,从非常规的研究角度说明了城中村具有因地制宜、因人而异和应时而变的特质,可不断适应外界... 详细信息

在万物互联时代,人类居住空间形式将发生重大变化。本文以云南省昆明市马街片区为例,通过对具有特殊性、非常规的城中村居住空间形式的变化分析,从非常规的研究角度说明了城中村具有因地制宜、因人而异和应时而变的特质,可不断适应外界环境变化来调整人们的居住空间形式,以期实现边缘与中心空间的融合交叉。

关键词：城中村非常规居住空间日常生活

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固定床生物反应器中慢病毒生产工艺的优化

过程工程学报 2024年第6期24卷 734-745页

作者：陶思然程俊曹磊周燕谭文松华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室

慢病毒载体能将外源基因稳定整合至多种细胞的基因组，在基因治疗领域中具有广泛应用。固定床反应器可规模化培养贴壁细胞并通过质粒瞬时转染的方式生产慢病毒，但其慢病毒产量受到各种操作参数的影响。本研究对慢病毒生产过程中质粒转... 详细信息

慢病毒载体能将外源基因稳定整合至多种细胞的基因组，在基因治疗领域中具有广泛应用。固定床反应器可规模化培养贴壁细胞并通过质粒瞬时转染的方式生产慢病毒，但其慢病毒产量受到各种操作参数的影响。本研究对慢病毒生产过程中质粒转染条件和细胞培养参数进行优化，并在国产固定床反应器中验证了优化后的工艺。结果表明，在质粒转染过程中，当PEI与DNA混合时质量比在2:1及以上、转染时的DNA浓度等于或高于2μg/mL、转染6 h及以上时可显著提高质粒转染效率；而混合时的DNA浓度和混合时间对转染效率的影响较小，其主要影响外源基因在细胞中的表达。在HEK293T细胞培养中，在5.0×10～4 cells/cm2的高接种密度下细胞在固定床载体表面均匀分布并较快进入指数生长期；而转染时过高或过低的细胞密度均不利于慢病毒生产，当细胞密度为1.0×10～6 cells/cm2时，可获得较高的慢病毒滴度。采用上述优化的工艺条件，在表面积为2.0 m2的国产固定床反应器中收获的慢病毒产量达2.4×1010TU。本研究结果为建立基于固定床反应器的慢病毒载体高效生产工艺提供数据支撑。

关键词：固定床生物反应器慢病毒转染条件细胞培养参数

澜沧江下游补远江大型底栖动物群落结构的时空分布及其影响因素

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湖泊科学 2024年第2期36卷 536-547页

作者：鲍思敏张凯丁城志陶捐王军华中农业大学水产学院武汉430070 云南大学国际河流与生态安全研究院昆明650091

自然流淌的支流在维持建坝河流水生生物多样性中起着重要作用。补远江是澜沧江下游的重要一级支流,保持了较为天然的河流状态,人类活动干扰相对较少,是流域土著鱼类保护区和水生生物重要栖息地。在澜沧江流域水电开发的背景下,掌握补远... 详细信息

自然流淌的支流在维持建坝河流水生生物多样性中起着重要作用。补远江是澜沧江下游的重要一级支流,保持了较为天然的河流状态,人类活动干扰相对较少,是流域土著鱼类保护区和水生生物重要栖息地。在澜沧江流域水电开发的背景下,掌握补远江大型底栖动物群落结构的时空分布及其影响因素,对澜沧江乃至西南河流的水生生物多样性保护和恢复具有重要参考意义。于2019年4月(旱季)和2019年10月(雨季)对补远江的大型底栖动物进行了详细调查,共检出大型底栖动物150个分类单元,隶属于5门7纲68科,其中水生昆虫121种,软体动物20种,蛭类3种,寡毛类2种,甲壳类2种,涡虫、线虫各1种。毛翅目和蜉蝣目为全流域优势类群。补远江底栖动物密度和生物量在旱季和雨季均表现为上游大于中下游,物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数在雨季显著高于旱季。功能摄食类群中,滤食者(41.09%)和收集者(31.81%)占绝对优势,其次为刮食者(11.00%)、捕食者(11.21%),撕食者(4.89%)较少。Mantel检验分析表明,河宽(RW)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、化学需氧量(COD Mn)是影响补远江大型底栖动物群落结构的主要环境因子;不同功能摄食类群所受到的环境影响因素不同。生物指数(BI)和生物监测工作组记分(BMWP)系统评价显示,补远江大部分样点处于良好及以上水平,少数样点处于中等及以下水平,总体水生态状况良好。

关键词：补远江澜沧江湄公河大型底栖动物群落结构功能摄食类群