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基于磁共振弥散成像的阿尔兹海默症神经指纹研究

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基于磁共振弥散成像的阿尔兹海默症神经指纹研究

作者：马靖博哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在世界人口老龄化加剧的今天,阿尔兹海默症(Alzheimer’s Disease,AD)已经成为了21世纪威胁人类身体健康和生活质量的最严重的疾病之一。目前,AD疾病只能延缓不能治愈,因而早期诊断尤为重要。现代医学对AD的诊断依赖于临床症状和简易智... 详细信息

在世界人口老龄化加剧的今天,阿尔兹海默症(Alzheimer’s Disease,AD)已经成为了21世纪威胁人类身体健康和生活质量的最严重的疾病之一。目前,AD疾病只能延缓不能治愈,因而早期诊断尤为重要。现代医学对AD的诊断依赖于临床症状和简易智能精神状态检查量表(Mini-Mental State Examination,MMSE),磁共振成像技术(Magnetic Resonance Imaging,MRI)的出现提供了一种非介入式的脑神经疾病检查手段,虽然由此观察到了AD病人脑室增大等现象,但还没有解决AD疾病的量化问题,本研究基于磁共振弥散成像,针对与AD相关的大脑结构,研究了从结构到性状的量化特征,构建了AD的神经指纹,为未来AD疾病的研究奠定了科学基础。首先,AD在神经影像上没有肉眼可见的病灶,对AD的MRI图像进行量化分析就需要基于大脑的各组织结构进行具体的分析,因此,对大脑组织结构的准确且细致的分割显得尤为重要。本课题与美国约翰霍普金斯大学的神经影像实验室合作,采用了目前脑神经影像分割领域顶尖的基于多脑图谱的磁共振T1结构图像自动分割方法,提出了一种将T1结构图像分割结果映射到MRI其它功能参数图像的方法,实现了多种功能参数图的分割,为基于多模态参数图的神经指纹研究奠定了基础。其次,在实现多种功能参数图像分割的基础上,提出了一种构建AD的神经指纹的方法。针对重点脑结构区域,我们从多个角度对功能参数图像进行了量化分析,并结合可能存在的病理变化对这些量化结果进行了分析,最后融合各种方法的量化分析结果,提出了能够反映AD疾病特性的量化方法,构建了具有代表意义的AD神经指纹。本文的研究成果表明了基于磁共振多模态功能参数图构建AD神经指纹的潜力,为针对AD的更全面的研究奠定了科学基础,为量化AD的特性,构建AD的神经指纹提供了一种技术方案。

关键词：磁共振影像阿尔兹海默症图像分割神经指纹模式识别

(La,Sr)(Co,Fe)O3电极材料的等离子体镀渗改性研究

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(La,Sr)(Co,Fe)O3电极材料的等离子体镀渗改性研究

作者：马靖博哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

固态氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效清洁的能量转化装置。为了降低材料成本、提高电池性能和寿命,中温SOFC(600-800℃)已成为近十年来的发展趋势。如何提高阴极材料表面氧还原反应的速率是亟待解决的重要课题。本文首次应用等离子体辉... 详细信息

固态氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效清洁的能量转化装置。为了降低材料成本、提高电池性能和寿命,中温SOFC(600-800℃)已成为近十年来的发展趋势。如何提高阴极材料表面氧还原反应的速率是亟待解决的重要课题。本文首次应用等离子体辉光放电技术在阴极材料表面形成具有纳米结构的过渡金属镀渗层,提高了阴极材料的氧还原性能。本文应用电导弛豫法和阻抗谱弛豫时间分布技术表征了阴极材料表面氧还原速率和电极极化阻抗。同时提出了从阻抗谱解算弛豫时间分布改进方法,为中低温SOFC阴极制备和表征提供了新思路。本文用(La,Sr)(Co,Fe)O(LSCF)阴极材料为例,应用等离子体辉光放电技术进行LSCF表面修饰,成功在其表面镀渗靶材纳米颗粒,提高了表面氧还原催化活性。采用Ni/Cu/Fe空心阴极本身作为靶材,H2/Ar作为等离子体发生气氛。通过等离子体轰击靶材表面,在空心阴极内部形成一定浓度的靶材原子。样品置于空心阴极中,原子逐渐在表面聚集形成镀渗层。本文研究了镀渗Ni/Cu/Fe的工艺参数(温度、时间)与表面形貌的关系。结果表明,说随着温度的升高,镀渗层颗粒尺寸增大,生成相由低价态金属氧化物变为高价态氧化物,低温下镀渗层致密度较低;随着时间的延长,镀渗层颗粒数量增多,尺寸增大,镀渗层变厚;镀渗Ni/Fe形成柱状晶,而镀渗Cu形成球状和多边形颗粒,进而达到了通过控制工艺参数来控制表面形貌的目的。以上工作为表面修饰LSCF在单电池上的应用提供了可行工艺。本文对最佳工艺下的表面氧还原进行了初步表征。通过电导弛豫法,发现LSCF表面镀渗Ni后的表面氧交换系数在750℃时相比于未修饰的提高一个数量及以上。进一步优化了阻抗谱弛豫时间分布表征表面氧还原的理论方法,采用高斯方程对电化学阻抗谱数据进行离散化处理,得到了分辨率更高的计算结果。在综合考虑分辨率和数据稳健性后,得到了高斯方法的最佳参数。运用高斯方法对LSCF在不同温度下的阻抗谱进行了数据计算,可以分析出在不同温度下影响LSCF电化学行为的限制因素。

关键词：固态氧化物燃料电池等离子体辉光放电 LSCF 纳米结构

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基于GPU的高可扩展性联盟链研究

基于GPU的高可扩展性联盟链研究

作者：马靖博华中科技大学

学位级别：硕士

区块链凭借着其去中心化、不可篡改、可追溯的特点受到了广泛的关注。然而区块链在保证高可信的同时,大幅牺牲了吞吐量和可扩展性。相对于公链,尽管联盟链提升了吞吐量,但仍然无法解决可扩展性问题:其性能会随节点规模的增加而快速下降... 详细信息

区块链凭借着其去中心化、不可篡改、可追溯的特点受到了广泛的关注。然而区块链在保证高可信的同时,大幅牺牲了吞吐量和可扩展性。相对于公链,尽管联盟链提升了吞吐量,但仍然无法解决可扩展性问题:其性能会随节点规模的增加而快速下降。现有的解决方案多通过水平方式扩展系统,获得线性增长的吞吐量,但其同时也引入了线性增长的成本。通过深入分析联盟链的执行流程和真实负载,发现联盟链中过度冗余的交易结构和繁重的密码学计算开销是影响其可扩展性的关键因素。具体表现为:一方面,随着节点规模的增加,交易大小和需要验证的签名数量线性增长;另一方面,在联盟链交易中,身份证书信息占比极高,且需反复重发。基于上述观察,设计并实现了一套新型的高可扩展性联盟链系统,系统通过引入GPU垂直扩展节点处理能力,并构建面向交易证书的在线压缩方法降低交易以及区块大小。相对于CPU,GPU在处理联盟链中的密码学计算时不仅能达到更高的峰值性能,同时还具有更高的性价比;且在带宽较低的广域网环境中,交易压缩方案有效地减少了节点的网络流量。因此,联盟链的可扩展性得到了有效提升。为了验证方案的有效性,实现了原型系统Fabric-HS,并基于主流联盟链性能优化思路实现了高性能联盟链Fabric-HP作为对照组。实验结果表明:相比于Fabric原生系统,Fabric-HS的总体存储开销减少了约70%,网络开销降低了约60%,并且GPU实现的椭圆曲线算法的计算效率是CPU实现的10～20倍。从整体的性能上看,Fabric-HS的吞吐量达到了Fabric-HP的1.7倍、Fabric原生系统的4.6倍。从可扩展性上来看,随着联盟中组织数量从4个增加到20个Fabric-HS的吞吐量始终保持在12700TPS以上。

关键词：联盟链可扩展性吞吐量 GPU加速交易压缩

十字轴材料表面离子注入层制备及耐磨耐蚀性能研究

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十字轴材料表面离子注入层制备及耐磨耐蚀性能研究

作者：马靖博北京交通大学

学位级别：硕士

十字轴是联结火箭箭体与发动机的传力组件,控制火箭在空中的飞行姿态,其常用材料是TC4钛合金和M50钢。由于钛合金摩擦磨损性能差,而M50钢耐腐蚀性能较差,两种材料在服役环境下分别容易发生磨损失效和腐蚀失效。基于上述背景,本论文采用... 详细信息

十字轴是联结火箭箭体与发动机的传力组件,控制火箭在空中的飞行姿态,其常用材料是TC4钛合金和M50钢。由于钛合金摩擦磨损性能差,而M50钢耐腐蚀性能较差,两种材料在服役环境下分别容易发生磨损失效和腐蚀失效。基于上述背景,本论文采用离子注入技术,分别对TC4钛合金和M50钢进行表面改性处理,系统研究离子注入改性层的组织结构,评估改性层的摩擦磨损及电化学腐蚀性能,旨在提高钛合金的摩擦磨损性能及M50钢的抗电化学腐蚀性能,为进一步提高十字轴的使用寿命和航天火箭火箭发动机技术打下基础。针对两种十字轴材料,首先采用SRIM离子注入模拟仿真软件进行注入模拟计算,确定离子注入工艺参数,然后根据优化后的工艺进行离子注入。注入后采用XRD、SEM结合EDS观察分析离子注入层的相组成及显微组织结构;采用表面轮廓仪观察分析离子注入层的表面粗糙度;采用显微硬度计和纳米力学系统测试离子注入层的硬度分布;采用摩擦磨损试验机测试注入层的摩擦磨损性能;采用电化学工作站测试注入层的电化学腐蚀性能。对TC4钛合金进行离子注入改性处理后,表面形貌显示离子注入对试样表面缺陷有一定修复作用,造成表面粗糙度降低。XRD分析结果显示,离子注入造成材料表面大量晶格损伤,非晶化趋势增强并引起残余压应力的增加。力学性能测试结果显示,离子注入后的试样表面的显微硬度、纳米硬度和弹性模量均得到不同程度的提升。摩擦磨损性能测试结果表明,离子注入可以有效降低材料的摩擦系数和比磨损率,在注入层未被破坏前摩擦系数都能保持在0.1～0.2较低的范围内,离子注入后伴随着表面硬度的提升,使合金表面的抗粘着和抗磨粒磨损能力大大提高。综上研究表明,离子注入有效提高钛合金的耐磨性能。对M50钢进行离子注入改性处理后,表面形貌显示,离子注入后的试样表面划痕减少且变浅,表面粗糙度降低。XRD分析结果显示,离子注入造成材料表面大量晶格损伤,表面晶粒细化和非晶化趋势增强,注N试样表面出现CrN和FeN新相,起第二相粒子弥散强化作用。力学性能测试结果显示,离子注入后的试样表面的显微硬度、纳米硬度和弹性模量均得到不同程度的提升,由于N离子间隙固溶强化造成的晶格畸变大于Cr离子,使得注N试样相比于注Cr试样在提升材料表面硬度方面效果更加显著。摩擦磨损性能测试表明,离子注入后试样在高应力作用下仍能保持较低的摩擦系数。动态极化曲线测试结果显示,M50钢基体的自腐蚀电位为-0.496V,自腐蚀电流密度5.519×10A/cm,注Cr试样和注N试样自腐蚀电位分别为为-0.403V和-0.450V,自腐蚀电流密度分别为4.403×10A/cm、4.862×10A/cm,与M50钢基体相比,注入层的自腐蚀电位显著正移,注入层的电化学腐蚀倾向显著降低,表明离子注入有效提高了M50钢的耐腐蚀性能。

关键词：离子注入 M50 TC4 十字轴摩擦磨损腐蚀

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多相位奇点光学涡旋的产生与检测技术研究

多相位奇点光学涡旋的产生与检测技术研究

作者：马靖博河南大学

学位级别：硕士

涡旋光束又称作“光学涡旋”,是一种具有特殊相位结构的光场,涡旋光束的特殊性在于具有中心孤立奇点和螺旋形相位波前,相位奇点处的光强为0,且光束中心处的相位具有不确定性,因此其强度呈中空环形分布。光学涡旋相较于其他光场,最显著... 详细信息

涡旋光束又称作“光学涡旋”,是一种具有特殊相位结构的光场,涡旋光束的特殊性在于具有中心孤立奇点和螺旋形相位波前,相位奇点处的光强为0,且光束中心处的相位具有不确定性,因此其强度呈中空环形分布。光学涡旋相较于其他光场,最显著的一个特征是携带轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM),因此,携带OAM的光学涡旋在微粒操控、高分辨率成像、手性材料加工、光通信等方面都具有重要的应用价值。为了实现多粒子同时操控,科研人员目光聚焦在了涡旋阵列上。通过两束或多束涡旋光束的同轴叠加,可形成不同奇点分布特性的涡旋阵列。为了调控由周期性结构的点阵光场照射到光折变晶体或原子介质时所形成的空间波导阵列的特性,需要产生不同的周期性结构的点阵光场——二维(Two Dimension,2D)光学格子。通过三束或更多束光场的离轴干涉可形成二维光学格子。这些光束的共同特点是都存在相位奇点,而在奇点附近存在着丰富的物理现象,吸引了越来越多学者的关注。本文以拉盖尔-高斯(LG)涡旋光束之间的干涉为切入点,针对具有多相位奇点光学涡旋的产生与检测技术展开研究,主要研究内容如下:1、涡旋光束的产生及拓扑荷的检测。理论分析了螺旋相位板(Spiral Phase Plate,SPP)调制基模高斯光束的原理,实验上基于SPP对基模高斯光束的调制制备出了不同拓扑荷数(Topological Charge,TC)的单模态LG涡旋光束,并用倾斜透镜法检测了产生涡旋光束的TC。实验中通过马赫曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)分别实现了两束平面波LG光束的离轴干涉和两束波前曲率半径不同的LG光束的同轴干涉,分别得到了具有叉形条纹和螺旋形条纹的干涉图样。通过总结分析,归纳出两相干涡旋光的TC、倾斜角、方位角、相位差和曲率半径关系等参数与干涉图样之间的关系。同时对基于干涉法的涡旋光TC检测给出了系统的理论依据。2、多奇点光学涡旋阵列的产生与检测。具有不同TC的两束LG涡旋光束同轴叠加产生多奇点光学涡旋阵列。通过分析、数值模拟和实验方法,研究了两组份光束的TC、相对功率和束腰对多奇点涡旋阵列中奇点数目、符号和分布的影响。基于嵌套MZI的光学实验验证了数值模拟结果和理论分析。多奇点涡旋阵列的净TC取决于两组份光束的TC和束腰,外围衍生的单涡旋的径向位置与两组份光的相对功率有关。观测并分析了“涡旋偶极子”和“奇点分裂”现象。本工作对多奇点涡旋阵列进行了全面深入地研究,并对多奇点光学涡旋阵列在粒子操纵、光通信等领域的应用提供了理论指导。3、二维光学格子的产生与检测。建立了三光束离轴干涉产生二维光学格子的理论模型,实验中基于嵌套式的MZI,将三束平面涡旋光束以一定的夹角离轴干涉产生了2D光学格子。通过控制三束相干光之间的倾斜角和方位角,可控制2D光格子的结构形貌,在光格子之间存在周期分布的单涡旋;通过改变三束相干光的拓扑荷,产生了中心带有点缺陷和刃型位错的2D光格子。

关键词：光学涡旋 OAM 同轴叠加多奇点光学涡旋阵列 2D光学格子

大学英语德育渗透对大学生道德判断能力的影响——以中国矿业大学(北京)为例

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德州学院学报 2016年第3期32卷 93-98页

作者：马靖博北京师范大学教育学部北京100875

多数大学生对利用大学英语课进行德育渗透持肯定态度且认可教师进行德育渗透的效果,该认知结论不存在性别上的显著差异。当代大学生的道德判断能力整体较高,且该结论符合道德行为和发展的双面理论。大学英语课中德育渗透状况与学生的道... 详细信息

多数大学生对利用大学英语课进行德育渗透持肯定态度且认可教师进行德育渗透的效果,该认知结论不存在性别上的显著差异。当代大学生的道德判断能力整体较高,且该结论符合道德行为和发展的双面理论。大学英语课中德育渗透状况与学生的道德判断能力之间存在显著相关性。大学生更倾向于接受教材中出现的以道德故事为载体的德育渗透材料。同时在教师的教学方法选择上,大学生依然对教师进行讲解的方式接受度最高。这要求教师应当着力提升自身理论素养,合理选择教学策略,同时在教材改革中加入以道德教育为主题的素材,以达到课程育人的目的。

关键词：大学英语德育渗透道德判断能力道德行为和发展的双面理论

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论卢梭教育理念的价值追求

西部素质教育 2016年第15期2卷 13-14页

作者：马靖博北京师范大学北京100875

人的培养离不开教育活动,教育活动中蕴含着施教者的目的与价值追求。换言之,在理想状态下,有什么样的教育就会培养出什么样的人。通过关注卢梭对爱弥儿自"自然人"向社会公民的培养过程,结合对《社会契约论》及《论人类不平等的起源和基... 详细信息

人的培养离不开教育活动,教育活动中蕴含着施教者的目的与价值追求。换言之,在理想状态下,有什么样的教育就会培养出什么样的人。通过关注卢梭对爱弥儿自"自然人"向社会公民的培养过程,结合对《社会契约论》及《论人类不平等的起源和基础》的分析,发现卢梭的价值追求正是对启蒙时期自然哲学的积极"反动"和为民主制度培养立法者所确立的政治宣言。

关键词：爱弥儿卢梭教育理念价值追求民主自由

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从电视剧《小别离》看孩子的消极自由

福建教育 2016年第43期24卷 34-35页

作者：马靖博北京师范大学教育学部

近期热播的电视剧《小别离》中,海清饰演的妈妈和黄磊饰演的爸爸,为了女儿朵朵的升学问题,经历了由中考特训到准备出国的态度转变。在这一过程中,父母与子女之间爆发了两次冲突：第一次,是女儿朵朵因为父母翻看自己的房间,并反对自己的... 详细信息

近期热播的电视剧《小别离》中,海清饰演的妈妈和黄磊饰演的爸爸,为了女儿朵朵的升学问题,经历了由中考特训到准备出国的态度转变。在这一过程中,父母与子女之间爆发了两次冲突：第一次,是女儿朵朵因为父母翻看自己的房间,并反对自己的写作爱好而和父母吵架;第二次,是朵朵被国内重点高中录取后,妈妈后悔,不想送她出国,全然未曾顾及女儿自身的感受,

关键词：消极自由考特黄磊以赛亚密尔海清主体性地位重复动作学习成绩兴趣培养

内镜下单侧小关节分级切除对颈椎节段稳定性影响

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医用生物力学 2024年第3期39卷 400-406页

作者：杨广南刘江蒋强张晗硕李土胜马靖博丁宇华南理工大学医学院广州510006 中国人民解放军总医院第六医学中心中医学部骨伤科北京100048

目的探究颈椎内镜下不同范围小关节切除对颈椎节段稳定性的影响,为临床手术提供生物力学理论基础。方法基于CT数据建立颈椎C5~6正常有限元模型,并模拟颈椎内镜手术操作获得不同范围(0、25%、50%、75%、100%)单侧小关节切除椎板开窗模... 详细信息

目的探究颈椎内镜下不同范围小关节切除对颈椎节段稳定性的影响,为临床手术提供生物力学理论基础。方法基于CT数据建立颈椎C5~6正常有限元模型,并模拟颈椎内镜手术操作获得不同范围(0、25%、50%、75%、100%)单侧小关节切除椎板开窗模型(模型1~5),分析比较各组模型节段活动度(range of motion, ROM)及椎间盘von Mises应力情况。结果除前屈工况外,模型1、2较正常模型各方向下ROM及椎间盘von Mises应力改变不明显,模型3较正常模型各方向下ROM及椎间盘von Mises应力出现较为明显增加,前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转及右旋转时ROM分别增加27%、4%、3%、13%、5%、16%,von Mises应力分别增加32%、4%、2%、5%、9%、5%。模型4、5较正常模型各方向下ROM及椎间盘von Mises应力增加显著,模型4的ROM分别增加27%、14%、6%、24%、7%、167%,von Mises应力分别增加33%、13%、3%、32%、10%、130%;模型5的ROM分别增加27%、17%、6%、25%、7%、167%,von Mises应力分别增加33%、29%、8%、33%、12%、138%。结论随着单侧小关节切除范围的增加,颈椎节段ROM和椎间盘von Mises应力极值逐渐增加。当单侧小关节切除超过1/2时,颈椎出现较大的ROM增加及应力改变。临床手术中应尽量保留1/2以上颈椎小关节,避免医源性失稳。

关键词：颈椎内镜手术颈椎管狭窄症小关节分级切除

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