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深度学习颅骨重建和平面波经颅超声成像方法

声学学报 2024年第3期49卷 381-391页

作者：周江锦郭远洋周宸宸许凯亮复旦大学信息科学与工程学院生物医学工程系上海200438 复旦大学脑科学前沿科学中心上海200432 复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室上海201203

为解决颅骨声阻抗失配导致平面波经颅超声成像质量下降的问题,提出一种基于深度学习的颅骨重建技术,结合快速行进法可实现平面波经颅成像的相位畸变校正。根据人类颅骨CT图像设置颅骨形状进行数值仿真,颅骨重建的时间开销为0.97 s,基于... 详细信息

为解决颅骨声阻抗失配导致平面波经颅超声成像质量下降的问题,提出一种基于深度学习的颅骨重建技术,结合快速行进法可实现平面波经颅成像的相位畸变校正。根据人类颅骨CT图像设置颅骨形状进行数值仿真,颅骨重建的时间开销为0.97 s,基于重建结果计算平面波的走时平均相对误差约为0.25%,单点目标散射波走时平均相对误差约为0.76%。经颅仿体实验中,强回声点目标图像经过校正之后,平均位置偏移从1.42 mm减少为0.28 mm,半峰全宽从1.82 mm减少为0.99 mm;圆形目标图像经过校正后对比度噪声比从7.5 dB提升为9.8 dB,偏心率从0.31降低为0.24。以上结果表明,该方法能够准确计算经颅超声的走时并且显著改善成像的质量,可用于经颅脑超声成像的相位畸变校正。

关键词：平面波成像经颅超声相位畸变校正快速行进法深度学习

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儿童脑膜瘤18例并文献复习

中华小儿外科杂志 2024年第7期45卷 587-593页

作者：刘冬吉文玉图柯拜·吐尔托合提赵俊红杨茜涵玛合江·阿哈力别克凯赛·吐尔逊汪永新新疆医科大学第一附属医院小儿神经外科乌鲁木齐830054

目的探讨儿童脑膜瘤的临床特点和诊疗方式。方法回顾性分析2011年1月至2021年9月新疆医科大学第一附属医院收治的18例脑膜瘤患儿临床资料,其中男9例,女9例;患儿的中位年龄为11.5岁,范围在4~17岁。8例患儿首发症状为头痛呕吐,5例癫痫,3... 详细信息

目的探讨儿童脑膜瘤的临床特点和诊疗方式。方法回顾性分析2011年1月至2021年9月新疆医科大学第一附属医院收治的18例脑膜瘤患儿临床资料,其中男9例,女9例;患儿的中位年龄为11.5岁,范围在4~17岁。8例患儿首发症状为头痛呕吐,5例癫痫,3例偏瘫,1例步态不稳,另有1例为体检时发现。2例患儿入院前明确合并神经纤维瘤病,其余患儿无特殊既往史。总结18例患儿的术前诊断、影像学表现、肿瘤部位及切除程度、手术情况、组织学病理结果。以"脑膜瘤"及其英文"meningiomas""meningeal tumors"为关键词,检索于2000年1月至2022年6月发表并收录于万方、中国知网、维普、中国生物医学文献服务系统、PubMed、Google Scholar等数据库的相关文献,并行文献复习。结果本组18例患儿中术前17例行头颅磁共振检查,除6例误诊为其他肿瘤外,其余患儿诊断为脑膜瘤;肿瘤位于幕上15例,幕下3例。18例患儿中16例接受开颅手术,手术均顺利完成;手术全切11例,次全切除4例,部分切除1例。16例患儿术后肿瘤病理显示均为脑膜瘤,其中WHO分级Ⅰ级8例,Ⅱ级6例,Ⅲ级2例。术后15例接受随访6~126个月,1例复发,1例死亡,其余无肿瘤进展。最终检索到9篇符合标准的文献,结合本组18例患儿,共345例患儿,其中男189例,女性156;合并神经纤维瘤病38例;肿瘤位于幕上228例,幕下67例,其他部位50例;肿瘤全切率为59.7%(206/345),其中WHO分级Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级分别占比为72.1%(248/344)、20.9%(72/344)、7.0%(24/344),肿瘤复发率为29.0%(75/259),死亡率为8.9%(23/259)。结论脑膜瘤是一种罕见的儿童中枢神经系统肿瘤,与成人相比,其临床特征、影像学表现、病理特点等有所不同且多变,WHO分级Ⅱ级、Ⅲ级肿瘤占比高,手术是治疗的主要手段。

关键词：脑膜瘤症状儿童

热处理对激光熔覆GX4CrNi13-4显微组织和力学性能的影响

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核技术 2024年第6期47卷 99-109页

作者：何凌欢李家民张华炜侯娟田馨妮黄爱军上海理工大学材料与化学学院上海200082 蒙纳士大学增材制造中心澳大利亚诺丁山3168 蒙纳士大学材料科学与工程系澳大利亚克莱顿3800 苏州工业园区蒙纳士科技研究院苏州215004

激光熔覆凭借低成本、高效率被激光再制造领域重点关注,激光熔覆制造的GX4CrNi13-4马氏体不锈钢是一种核电站中应用广泛的结构材料。为改善激光熔覆制件低塑性问题,需进行热处理组织结构调控,改善其力学性能。采用激光熔覆技术制备了GX4... 详细信息

激光熔覆凭借低成本、高效率被激光再制造领域重点关注,激光熔覆制造的GX4CrNi13-4马氏体不锈钢是一种核电站中应用广泛的结构材料。为改善激光熔覆制件低塑性问题,需进行热处理组织结构调控,改善其力学性能。采用激光熔覆技术制备了GX4CrNi13-4不锈钢样品,对其热处理组织开展调控研究。首先通过热膨胀试验推导出该合金的奥氏体相变开始温度为620℃,作为热处理工艺开发的基准参考温度。分别制定了固溶时效(1050℃保温1 h+550℃保温4 h,简称固溶时效处理)和单时效(620℃保温2 h,简称单时效处理)两种热处理工艺,对比研究了热处理对覆层金属显微组织和力学性能的影响作用。然后采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对热处理后的显微组织结构和物相分布等进行表征,并对热处理前后的样品进行室温拉伸性能测试。结果表明:激光熔覆GX4CrNi13-4马氏体不锈钢沉积态样品基体组织主要为马氏体/铁素体双相组织,铁素体相呈连续网状结构,沿马氏体晶界析出,此外还存在少量残余奥氏体。经固溶时效热处理后,基体仍主要由马氏体和铁素体组成,但连续网状铁素体发生分解,且出现大量微米级马氏体晶内析出物,这导致材料塑性略有提升,但强度显著下降。对覆层样品进行单时效热处理,由于温度处于奥氏体相转变临界温度,样品中产生了逆变奥氏体相,该相在拉伸过程中引发相变诱发塑性(Transformation Induced Plasticity,TRIP)效应。此外,单时效处理后沿马氏体析出的网状铁素体进一步得到分解,呈离散分布。TRIP效应和铁素体分解的共同作用下,有效改善了激光熔覆GX4CrNi13-4不锈钢的塑性同时使得强度被较好地保持。激光熔覆工艺在修复和再制造领域具有广泛的应用前景,但熔覆过程的高冷却速度、复杂的热循环对材料的组织结构产生影响,使得修复件往往具有高强度但塑韧性不足。开展合适的热处理组织性能调控是改善材料综合力学性能的有效手段,在激光熔覆GX4CrNi13-4不锈钢的热处理工艺研究中,选择奥氏体相变温度作为时效温度,利用逆变奥氏体TRIP效应和网状铁素体分解的联合作用,获得强度-塑性匹配的良好力学性能。

关键词：马氏体不锈钢激光熔覆逆变奥氏体热处理增韧热膨胀系数奥氏体转变温度

GX4CrNi13-4马氏体不锈钢激光熔覆工艺参数优化和仿真模拟

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材料工程 2024年第7期52卷 83-93页

作者：张华炜何凌欢侯娟李家民黄爱军上海理工大学材料与化学学院增材制造研究院上海200093 蒙纳士大学增材制造中心澳大利亚诺丁山3168

为提升激光熔覆质量,建立以激光功率、扫描速度及送粉量为主要工艺参数的有限元分析过程,减少熔覆工艺参数优化的研发周期和经济成本。通过温度场和应力场模拟GX4CrNi13-4马氏体不锈钢激光熔覆数据对照实验结果的方法,验证不同参数下的... 详细信息

为提升激光熔覆质量,建立以激光功率、扫描速度及送粉量为主要工艺参数的有限元分析过程,减少熔覆工艺参数优化的研发周期和经济成本。通过温度场和应力场模拟GX4CrNi13-4马氏体不锈钢激光熔覆数据对照实验结果的方法,验证不同参数下的成形质量,优化激光熔覆工艺参数。结果表明:为避免基体熔穿和高质量致密度,激光功率的调整范围应控制在1800~2000 W之间;增加送粉量可以有效降低温度和残余应力。3个工艺参数中激光功率是主要调控参数,对熔覆质量影响最大。综合致密度分析和显微硬度测试评估不同参数下样品的熔覆质量和残余应力分布,发现最佳工艺参数组合为激光功率1800 W、扫描速度10 mm/s以及送粉量10 g/min。实验结果与应力场模拟的趋势一致,进一步验证模拟数据的准确性。

关键词： GX4CrNi13-4马氏体不锈钢工艺参数优化有限元模拟温度场应力场

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SPS在SPH模拟黏性流动问题中的应用

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 59-65页

作者：杨彩虹管延敏康庄周利江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212000 哈尔滨工程大学船舶与海洋工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对传统光滑粒子流体动力学(SPH)无法准确定义雷诺数问题,引入亚粒子尺度技术(SPS)对流体黏性进行处理,开发了SPS-δ-SPH算法.分别采用人工黏性、层流黏性和SPS湍流黏性的处理方法对不同雷诺数下的二维圆柱绕流进行数值模拟,分析不同... 详细信息

针对传统光滑粒子流体动力学(SPH)无法准确定义雷诺数问题,引入亚粒子尺度技术(SPS)对流体黏性进行处理,开发了SPS-δ-SPH算法.分别采用人工黏性、层流黏性和SPS湍流黏性的处理方法对不同雷诺数下的二维圆柱绕流进行数值模拟,分析不同黏性处理方法下的水动力系数的变化并与相关文献结果进行比较.结果表明:SPS湍流模型在较低雷诺数下的升阻力计算结果与实验值较为接近,且在较高雷诺数下有效可靠,SPS-δ-SPH算法适用于黏性绕流问题.在此基础上,将SPS-δ-SPH算法进一步应用于穿透自由液面的三维圆柱绕流问题并得到了较高精度的计算结果.研究结果对解决海洋工程领域的相关问题具有参考价值.

关键词：光滑粒子流体动力学黏性流动 SPS湍流模型水动力系数三维圆柱绕流

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深层隧道进流式泵站前池流态及整流措施研究

水利水电科技进展 2024年第2期44卷 1-6,21页

作者：冯建刚曹亚萍王晓升费照丹河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学农业科学与工程学院江苏南京211100 河海大学水科学研究院江苏南京210098

为改善深层隧道进流式泵站前池内的旋流、偏流等不良流态,基于RNG k-ε湍流模型对前池流态进行数值模拟,研究适用于此类城市排涝泵站的整流措施。数值计算结果表明:泵站前池、进水池内存在局部立面旋滚、螺旋流、斜向流、流速分布上高... 详细信息

为改善深层隧道进流式泵站前池内的旋流、偏流等不良流态,基于RNG k-ε湍流模型对前池流态进行数值模拟,研究适用于此类城市排涝泵站的整流措施。数值计算结果表明:泵站前池、进水池内存在局部立面旋滚、螺旋流、斜向流、流速分布上高下低等不良水力现象,致使泵站进水流道水力条件不佳;采用双层环形板和两组导流墩的组合式整流措施可抑制前池、进水池中的立面旋滚、螺旋流和斜向流流态,从而有效改善流道的进水条件,提高进水流道进口处流速分布均匀度,使泵进水状况变好,提高泵站运行的可靠性。

关键词：深层隧道进流式泵站前池流态整流措施数值模拟

2A14铝合金构件淬火过程的数值模拟及试验验证

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金属热处理 2024年第4期49卷 223-228页

作者：邓肖峰杨宇辰石伟北京卫星制造厂有限公司北京100080 清华大学机械工程系北京100084

为了预测2A14铝合金大型构件淬火后的残余应力与变形,采用热膨胀试验、高温拉伸试验和材料计算方法,建立了2A14铝合金淬火过程材料模型。基于在线测量2A14铝合金淬火过程的温度变化数据和XRD测量淬火后的残余应力数值,通过反传热法计算... 详细信息

为了预测2A14铝合金大型构件淬火后的残余应力与变形,采用热膨胀试验、高温拉伸试验和材料计算方法,建立了2A14铝合金淬火过程材料模型。基于在线测量2A14铝合金淬火过程的温度变化数据和XRD测量淬火后的残余应力数值,通过反传热法计算了C形环试样淬火过程的表面换热系数,并通过模拟计算了C形环试样淬火过程的温度、应力和开口距离变化。结果表明,淬火后C形环开口距离增加量的仿真计算结果为0.1158 mm,实际测量结果为0.1657 mm。仿真计算结果与实测结果吻合。

关键词：淬火反传热计算残余应力 2A14铝合金

施氮磷肥对黄土丘陵区典型草地优势种光谱特征的影响

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草地学报 2024年第4期32卷 1094-1104页

作者：管雅君王绍妍陈志飞罗杨周俊杰简春霞许培丹牟英坤徐炳成西北农林科技大学草业与草原学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 贵州大学生命科学学院贵州贵阳550025 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

探讨施肥后草地群落优势种光谱特征响应和差异,对准确评价草地施肥效应有重要意义。以黄土丘陵区6个典型优势种[白羊草(Bothriochloa ischaemum)、长芒草(Stipa bungeana)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、菊叶委陵菜(Potentilla ta... 详细信息

探讨施肥后草地群落优势种光谱特征响应和差异,对准确评价草地施肥效应有重要意义。以黄土丘陵区6个典型优势种[白羊草(Bothriochloa ischaemum)、长芒草(Stipa bungeana)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)和铁杆蒿(Artemisia sacrorum)]为对象,测定并提取了不同施氮磷处理下的7个光谱特征参数。结果表明:相比未施肥,单施氮或磷均降低6个优势种在“蓝谷”、“绿峰”和“红谷”处的光谱反射率;氮磷配施后,各优势种的红边幅值(AMP)和红边面积(S red)呈增加趋势,白羊草、达乌里胡枝子、菊叶委陵菜和铁杆蒿的差值植被指数(DVI)均增大。结果表明,光谱特征参数可有效反映黄土丘陵区草地优势种的氮磷施肥效应,植被指数DVI,NDVI和GNDVI相比RVI更适合于评价草地群落优势种对施氮磷肥的响应和差异。

关键词：红边参数植被指数光谱特征草地群落黄土高原

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乳双歧杆菌Y6活菌型发酵乳对消化功能障碍人群肠道健康的影响

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食品工业科技 2024年第1期45卷 170-177页

作者：黎旭黄志钰黄娟陶纯长金庭飞广东益可维生物技术有限公司广东广州510630 广东燕塘乳业股份有限公司广东广州511356

为了探究饮用乳双歧杆菌Y6活菌型发酵乳对消化功能障碍人群肠道健康的影响,本文进行了一项膳食干预试验。选择具有消化功能问题的受试者,每天饮用200 mL Y6活菌型发酵乳,持续4周。分别在干预前后进行临床评分,同时利用Illumina PE300测... 详细信息

为了探究饮用乳双歧杆菌Y6活菌型发酵乳对消化功能障碍人群肠道健康的影响,本文进行了一项膳食干预试验。选择具有消化功能问题的受试者,每天饮用200 mL Y6活菌型发酵乳,持续4周。分别在干预前后进行临床评分,同时利用Illumina PE300测序平台,对受试者粪便微生物的16S rDNA PCR产物片段进行高通量测序,使用气相色谱测定了粪便中短链脂肪酸(SCFAs)的含量。结果表明,饮用Y6活菌型发酵乳对消化功能障碍导致的临床症状有极显著的改善作用(P<0.01);高通量测序结果显示,Y6活菌型发酵乳的干预对人体肠道微生物群的组成影响显著,但对物种多样性和丰富度没有明显改变,其中有益菌Akkermansia、Collinsella和Erysipelotrichacee_UCG_003属的相对丰度增加,有害菌Lachnoclostridium属的相对丰富度减少;肠道内SCFAs(乙酸、丙酸和丁酸)含量显著增加(P<0.05)。乳双歧杆菌Y6活菌型发酵乳的干预可以显著改善消化功能障碍人群的肠道健康,为Y6菌株的应用提供理论依据。

关键词：乳双歧杆菌Y6 活菌型发酵乳消化功能障碍短链脂肪酸(SCFAs) 肠道健康