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AN UNFITTED hp-INTERFACE PENALTY FINITE ELEMENT METHOD FOR ELLIPTIC INTERFACE PROBLEMS

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Journal of Computational Mathematics 2019年第3期37卷 316-339页

作者： Haijun Wu yuanming xiao Department of Mathematics Nanjing UniversityNanjing 210093China

An hp version of interface penalty finite element method(hp-IPFEM)is proposed to solve the elliptic interface problems in two and three dimensions on unfitted meshes.Error estimates in broken H1 norm,which are optimal with respect to h and suboptimal with respect to p by half an order of p,are derived.Both symmetric and non-symmetric IPFEM are considered.Error estimates in L^2 norm are proved by the duality argument.All the estimates are independent of the location of the interface relative to the meshes.Numerical examples are provided to illustrate the performance of the method.This paper is adapted from the work originally post on *** by the same authors(arXiv:1007.2893v1).

关键词： Elliptic interface problems Unfitted mesh hp-IPFEM

基于知识图谱多集池化的健康状态智能评估方法

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 893-905页

作者：张元鸣肖士易徐雪松程振波肖刚浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023

为了从装备传感器监测数据和其他关联数据中提取更全面的时间域和空间域特征信息,提出一种基于知识图谱多集池化的健康状态评估方法。构建了带时间标签的健康知识图谱,以建模装备一段时间内监测数据、部件组成数据和先验知识间的时空依... 详细信息

为了从装备传感器监测数据和其他关联数据中提取更全面的时间域和空间域特征信息,提出一种基于知识图谱多集池化的健康状态评估方法。构建了带时间标签的健康知识图谱,以建模装备一段时间内监测数据、部件组成数据和先验知识间的时空依赖关系。在此基础上,设计了图多集池化网络模型,该模型通过节点特征学习、第一级图池化、自注意力特征学习和第二级图池化能够生成图谱的整体向量表示,将健康状态评估转换为基于表示学习的图谱分类任务。在公开的发动机数据集上对所提方法进行了实验评价,结果表明,该方法能够获得较高的评估准确度,在小样本情况下也表现出良好的优势。

关键词：健康状态评估图神经网络知识图谱时空特征图池化

An hp Adaptive Uniaxial Perfectly Matched Layer Method for Helmholtz Scattering Problems

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Communications in Computational Physics 2009年第2期5卷 546-564页

作者： Zhiming Chen Benqi Guo yuanming xiao Institute of Computational Mathematics Academy of Mathematics and Systems ScienceChinese Academy of SciencesBeijing 100080China Department of Mathematics University of ManitobaWinnipegMB R3T 2N2Canada

We propose an adaptive strategy for solving high frequency Helmholtz scattering problems.The method is based on the uniaxial PML method to truncate the scattering problem which is defined in the unbounded domain into the bounded domain.The parameters in the uniaxial PML method are determined by sharp a posteriori error estimates developed by Chen and Wu[8].An hp-adaptive finite element strategy is proposed to solve the uniaxial PML equation.Numerical experiments are included which indicate the desirable exponential decay property of the error.

关键词： Adaptivity uniaxial perfectly matched layer time-harmonic scattering Helmholtz equation hp-finite element method

青藏高原高寒草甸微地形对土壤胞外酶活性及生态化学计量比的影响

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应用与环境生物学报 2024年第2期30卷 212-219页

作者：李欣蔚肖元明李春丽高永恒周国英青海大学生态环境工程学院西宁810016 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室西宁810016 中国科学院西北高原生物研究所西宁810008 中国科学院藏药研究重点实验室西宁810008 中国科学院成都生物研究所成都610213

高寒草甸的生态化学计量特征是当前生态学研究的热点问题之一.以青藏高原高寒草甸为研究对象,测定3种微地形(阴坡、阳坡和沟底)的土壤养分含量以及与碳、氮、磷循环相关的酶活性;同时,调查植物群落特征、土壤pH和含水量(SWC),计算植物... 详细信息

高寒草甸的生态化学计量特征是当前生态学研究的热点问题之一.以青藏高原高寒草甸为研究对象,测定3种微地形(阴坡、阳坡和沟底)的土壤养分含量以及与碳、氮、磷循环相关的酶活性;同时,调查植物群落特征、土壤pH和含水量(SWC),计算植物物种多样性指数、土壤关键元素及相应胞外酶的生态化学计量比,探究小尺度高寒草甸上微地形对土壤关键元素、胞外酶活性及相应生态化学计量比的影响因素.结果表明:(1)不同微地形条件下,植物群落组成和多样性差异极显著,阳坡植物多样性最高,阴坡最低(P<0.001).(2)在测定的所有指标中,土壤pH和酸性磷酸酶(AP)在阴坡最高,阳坡的土壤总磷(TP)含量最高,其余指标无显著变化.(3)微地形造成的植物多样性的改变是影响土壤C:N的重要原因,物种多样性与土壤C:N存在极显著的负相关性(P<0.01).(4)地下生物量与土壤C:N具有显著的正相关关系(P<0.05),说明生物量差异是主导土壤C:N变化的关键因素之一.(5)植被因素、土壤pH和土壤TP含量共同调控土壤关键元素和相应胞外酶的生态化学计量在微地形中的变化.本研究表明微地形导致的植物群落特征和土壤理化性质的差异对胞外酶活性及生态化学计量比变化具有重要影响,结果可为厘清未来气候变化背景下青藏高原高寒草甸关键元素循环过程提供重要的理论支持.(图4表5参50)

关键词：土壤酶活生态化学计量微地形高寒草甸物种多样性

基于生物信息学未分化甲状腺癌LncRNA基因与免疫浸润机制及中药预测的研究

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辽宁中医杂志 2024年第2期51卷 6-11,I0001,I0002页

作者：易希善柏婷燕肖国庆杨维杰王苑铭康学东甘肃中医药大学甘肃兰州730000 甘肃中医药大学附属医院甘肃兰州730000

目的基于GEO数据库对未分化甲状腺癌基因数据进行差异分析、基因富集分析和免疫浸润分析,为深入了解未分化甲状腺癌免疫相关机制及治疗提供理论依据。方法利用GEO数据库检索有关ATC的芯片,根据样本数量及芯片类型,筛选出符合条件的芯片... 详细信息

目的基于GEO数据库对未分化甲状腺癌基因数据进行差异分析、基因富集分析和免疫浸润分析,为深入了解未分化甲状腺癌免疫相关机制及治疗提供理论依据。方法利用GEO数据库检索有关ATC的芯片,根据样本数量及芯片类型,筛选出符合条件的芯片,借助R语言软件筛选出符合条件的差异基因,筛选ATC中差异表达的lncRNA,构建LncRNA-miRNA-mRNA网络图,并构建蛋白质-蛋白质相互作用关系网络(PPI)并进行GO富集分析和KEGG通路分析。同时利用CIBERSORT反卷积法对22种免疫细胞在未分化甲状腺癌中的浸润情况进行分析。并通过Coremine Medical进行治疗中药预测。结果经检索GEO数据库找到编码为GSE65144的基因芯片,利用R语言分析筛选出LncRNA差异基因127个,其中上调基因51个,下调基因76个,并对差异基因绘制ceRNA网络;将得出的LncRNA进行PPI网络分析,筛选出核心基因20个,排名靠前的有MYC、JUN、EGLN3、KIF23、YWHAH。GO富集分析显示其参与了RNA聚合酶Ⅱ启动子的转录调控、RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控、细胞增殖的正调控、细胞迁移的正调控等生物学过程,KEGG主要富集通路为癌症信号通路、MAPK信号通路、PI3K-AKT信号通路等。免疫浸润结果显示甲状腺未分化癌(anaplastic thyroid carcinoma,ATC)中巨噬细胞M0和巨噬细胞M2显著增高,而浆细胞和T细胞γ-δ显著减少。单核细胞和中性粒细胞呈显著正相关(r=0.90),活化的肥大细胞和中性粒细胞呈显著正相关(r=0.88),活化的肥大细胞和单核细胞呈显著正相关(r=0.72),嗜酸性粒细胞和CD_(4)T细胞呈显著正相关(r=0.72),T细胞γ-δ和滤泡辅助T细胞呈显著正相关(r=0.71)。并且,巨噬细胞M2和浆细胞呈显著负相关(r=-0.70),T细胞γ-δ和活化的树突状细胞呈显著负相关(r=-0.68),T细胞γ-δ和巨噬细胞M0呈显著负相关(r=-0.56)。预测中药主要集中在清热解毒药和补虚药,归经主要为肝、脾、肾经。结论ATC患者基因差异表达和免疫细胞浸润率的个体差异比较显著。在ATC肿瘤组织中具有高比例浸润的免疫细胞是其治疗的潜在目标。中药治疗是一个新的方向,有待后续的临床及基础实验加以验证。

关键词：未分化甲状腺癌生物信息学长链非编码RNA 免疫浸润机制中药预测

Grooved Fibers:Preparation Principles Through Electrospinning and Potential Applications

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Advanced Fiber Materials 2022年第2期4卷 203-213页

作者： Lei Zhan Jixia Deng Qinfei Ke xiao Li yuanming Ouyang Chen Huang Xuqing Liu Yun Qian Engineering Research Center of Technical Textiles Ministry of EducationCollege of TextilesDonghua UniversityShanghai 201620China Department of Orthopedics Shanghai Jiao Tong University Afliated Sixth People’s HospitalShanghai 200233China Shanghai Engineering Research Center for Orthopaedic Material Innovation and Tissue Regeneration Shanghai 201306China College of Fisheries and Life Science Shanghai Ocean UniversityShanghai 201306China Department of Materials Science University of ManchesterOxford RdManchester M139PLUK

The surface morphology of micro-and nano-scale fber determines its application to a great extent.At present,a variety of secondary morphology of microfbers and nanofbers,such as porous,wrinkle,groove and so on,have been prepared.Among them,grooved micro-and nano-fbers are attracting more and more attention because of their unique morphology and properties.In this paper,we review the literature on grooved fbers due to void-based elongation,wrinkle-based elongation,collapsed jet-based elongation and selective dissolution.By contrast,the method of phase separation is simpler and more commonly used than selective dissolution.What is more interesting is that the number and depth of grooves on the fber surface can be well controlled by adjusting the experimental parameters,which greatly increases the research value and application felds of grooves micro-nano fbers.Grooved fbers can be made from a range of materials:polycaprolactone(PCL),polylactic acid(PLA),polystyrene(PS),cellulose acetate butyrate(CAB)and other polymers.The applications of grooved micro-nano fbers are discussed in detail,including peripheral nerve regeneration,water manipulation and energy conversion.

关键词： Grooved fbers Electrospinning Morphology Mechanisms Phrase separation

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大熊猫咬合力和采食速率的发育及其影响因素

兽类学报 2024年第2期44卷 135-145页

作者：孙萌萌严啸李凤唐勇张新星董超黄圣杰郑元明罗永周世强中国大熊猫保护研究中心大熊猫国家林业和草原局重点实验室成都610081 北京师范大学生命科学学院生物多样性与生态工程教育部重点实验室北京100875

咬合力在食物获取和雄性竞争等多方面影响大熊猫的生存和繁殖,同时,食性和咀嚼系统的独特性使大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)成为研究咬合力的理想物种。以往研究仅局限在通过测量大熊猫头骨进行力学模型估测,未经实体测量验证。本研... 详细信息

咬合力在食物获取和雄性竞争等多方面影响大熊猫的生存和繁殖,同时,食性和咀嚼系统的独特性使大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)成为研究咬合力的理想物种。以往研究仅局限在通过测量大熊猫头骨进行力学模型估测,未经实体测量验证。本研究采用测力传感器定量测量了不同年龄段46只大熊猫的体重、切齿咬合力和采食速率,并重点关注幼仔期的发育过程。结果显示:幼年大熊猫的切齿咬合力在切齿由乳齿到恒齿的过渡期呈较快速度的增长,与此同时,采食竹笋的速率也呈快速上升趋势;在全部切齿更换为恒齿后,其切齿咬合力仍然呈上升趋势,但速度变缓,而采食速率进入平台期。经Logistics模型对采食速率增长曲线拟合,表明月龄可以解释速率变异的87.56%。不同年龄阶段的大熊猫咬合力中位数随年龄呈现明显的增长趋势,8~12月龄组的咬合力显著小于其他年龄组,13~18月龄的咬合力显著小于亚成年组、成年组以及老年组;亚成年组、成年组和老年组间尚未检测出显著性差异。竹笋和胡萝卜的采食速率以成年大熊猫最高,亚成年次之,老年略低于亚成年,幼年最低。本研究验证了测力传感器测量大熊猫咬合力的可行性,记录了咬合力和采食速率在幼年大熊猫换牙期的变化过程,并探讨了年龄与咬合力和采食速率的关系,为以后进一步的研究奠定基础。

关键词：大熊猫咬合力采食速率年龄组换牙期

基于CT图像的肺结核病灶治愈状态判定深度学习模型的建立

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中国防痨杂志 2024年第3期46卷 272-278页

作者：秦李祎吕平欣郭琳钱令军肖谦杨阳尚园园贾俊楠初乃惠刘远明李卫民首都医科大学附属北京胸科医院/国家结核病临床实验室/耐药结核病研究北京市重点实验室北京101149 北京老年医院影像科北京100095 深圳市智影医疗科技有限公司深圳518109 首都医科大学附属北京胸科医院影像科北京101149 首都医科大学附属北京胸科医院结核一科北京101149 首都医科大学附属北京友谊医院老年科北京100050

目的:基于CT影像构建深度学习模型判定肺结核病灶的活动性。方法:回顾性纳入2018年12月至2020年12月首都医科大学附属北京胸科医院就诊的具有治疗前、中和后时间点的CT影像资料的肺结核治愈患者(102例),按照8∶2的比例将病灶随机分为训... 详细信息

目的:基于CT影像构建深度学习模型判定肺结核病灶的活动性。方法:回顾性纳入2018年12月至2020年12月首都医科大学附属北京胸科医院就诊的具有治疗前、中和后时间点的CT影像资料的肺结核治愈患者(102例),按照8∶2的比例将病灶随机分为训练集和测试集。另外,于2021年10月至2022年12月在同一家医院前瞻性纳入肺结核治愈患者(72例),在治疗前、中和后时间点纳入CT资料作为独立验证集。通过迁移学习方式进行深度学习模型构建;采用掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN)架构实现病灶自动分割及活动性判定。基于三维病灶标签进行模型训练,通过计算测试集受试者工作特性(ROC)曲线下面积(AUC)、敏感度、特异度,并与独立验证集比较,评估模型对肺结核病灶活动性的判定效能。结果:回顾性队列共纳入符合标准的肺结核治愈患者102例,共收集到770份CT影像资料;332个病灶为活动性,464个病灶为非活动性。前瞻性队列纳入肺结核治愈患者72例,共收集到540份CT影像资料。基于迁移学习的Mask R-CNN深度学习模型计算,测试集的AUC为87.5%,敏感度为85.7%,特异度为78.6%;独立验证集的AUC为79.9%,敏感度为78.7%,特异度为75.0%。结论:基于迁移学习的Mask R-CNN深度学习模型在小样本量肺结核病灶活动性预测中展现出一定潜力,可以为快速、自动的临床决策提供科学参考。

关键词：结核,肺体层摄影术,X线计算机模型,结构人工智能

Non-electric bioelectrical analog strategy by a biophysical-driven nano-micro spatial anisotropic scaffold for regulating stem cell niche and tissue regeneration in a neuronal therapy

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Bioactive Materials 2023年第2期20卷 319-338页

作者： Xiangyun Yao Lei Zhan Zhiwen Yan Juehong Li Lingchi Kong Xu Wang Huimin xiao Huiquan Jiang Chen Huang yuanming Ouyang Yun Qian Cunyi Fan Department of Orthopedics Shanghai Jiao Tong University Affiliated Sixth People’s HospitalShanghai200233China Shanghai Engineering Research Center for Orthopaedic Material Innovation and Tissue Regeneration Shanghai200233China Youth Science and Technology Innovation Studio of Shanghai Jiao Tong University School of Medicine Shanghai200233China Key Laboratory of Textile Science and Technology College of TextilesDonghua UniversityShanghai201620China College of Fisheries and Life Science Shanghai Ocean UniversityShanghai201306China

The slow regenerating rate and misdirected axonal growth are primary concerns that disturb the curative outcome of peripheral nerve repair.Biophysical intervention through nerve scaffolds can provide efficient,tunable and sustainable guidance for nerve regrowth.Herein,we fabricate the reduced graphene oxide(rGO)/polycaprolactone(PCL)scaffold characterized with anisotropic microfibers and oriented nanogrooves by electrospinning technique.Adipose-derived stem cells(ADSCs)are seeded on the scaffolds in vitro and the viability,neural differentiation efficiency and neurotrophic potential are investigated.RGO/PCL conduits reprogram the phenotype of seeded cells and efficiently repair 15 mm sciatic nerve defect in rats.In summary,biophysical cues on nerve scaffolds are key determinants to stem cell phenotype,and ADSC-seeded rGO/PCL oriented scaffolds are promising,controllable and sustainable approaches to enable peripheral nerve regeneration.

关键词： Reduced graphene oxide Nerve regeneration Biophysical Bioelectrical Nano-micro Adipose-derived stem cell