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基于VMD的双通道构音障碍语音特征图谱提取算法

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第6期45卷 793-801页

作者：薛珮芸白静张楠赵建星太原理工大学电子信息工程学院山西晋中030600 山西高等创新研究院博士后科研工作站山西太原030024 中北大学信息与通信工程学院山西太原030024

针对在提取构音障碍患者语音有效特征信息不足,导致语音识别率低的问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)的多尺度双通道滤波器组(MBCFbank)特征图谱提取算法.首先,为了更好地提取符合人耳听觉结构特性的声学特征,提出一种双通道滤波器组(... 详细信息

针对在提取构音障碍患者语音有效特征信息不足,导致语音识别率低的问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)的多尺度双通道滤波器组(MBCFbank)特征图谱提取算法.首先,为了更好地提取符合人耳听觉结构特性的声学特征,提出一种双通道滤波器组(BCFbank)特征提取算法,该算法采用Mel滤波后做对数变换,同时采用Gammatone滤波后作非线性响度变换;其次,采用VMD来优化BCFbank特征,对分解后的多个语音信号分量筛选出相关系数较高的3个,分别提取其BCFbank特征及其差分特征,同时对未分解的语音信号提取BCFbank特征,从而构成MBCFbank特征图谱;最后,在双路语音识别模型上进行训练和识别.实验结果表明,基于BCFbank特征、MBCFbank特征图谱的语音识别模型准确率最高分别达到了87.82%,94.34%,优于Fbank特征的识别效果.

关键词：构音障碍语音识别变分模态分解卷积神经网络 MBCFbank特征

可见光增强的MnO_(x)@g-C_(3)N_(4)纳米酶用于检测亚硫酸根

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分析试验室 2024年第7期43卷 991-997页

作者：史亚妮原源张冰赵志换林建英太原理工大学生物医学工程学院太原030024

基于可见光增强的Mn基纳米酶,开发出一种检测亚硫酸根(SO_(3)^(2-))的比色传感器。通过简单的室温沉淀法合成MnO_(x)@g-C_(3)N_(4)样品,其具有类氧化酶活性和光催化活性。在可见光照射下,它的类氧化酶活性增强,可以催化氧化显色底物3,3'... 详细信息

基于可见光增强的Mn基纳米酶,开发出一种检测亚硫酸根(SO_(3)^(2-))的比色传感器。通过简单的室温沉淀法合成MnO_(x)@g-C_(3)N_(4)样品,其具有类氧化酶活性和光催化活性。在可见光照射下,它的类氧化酶活性增强,可以催化氧化显色底物3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)为蓝色氧化物oxTMB。其米氏常数Km为0.059 mmol/L,最大反应速率Vmax为0.53×10^(-9)(mol/L)/s。基于SO_(3)^(2-)对MnOx@g-C_(3)N_(4)/TMB体系的抑制作用,最佳条件下该方法检测SO_(3)^(2-)的线性范围为2.5~30μmol/L,检出限为2.2μmol/L。

关键词：比色传感器光催化氧化酶活性 MnOx@g-C_(3)N_(4)

部分相干混合位错光束在生物组织传输中的偏振特性

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物理学报 2024年第18期73卷 131-144页

作者：冯姣姣段美玲单晶王灵辉薛婷中北大学半导体与物理学院太原030051

采用推导的部分相干线刃型-螺旋型混合位错光束在生物组织传输中的交叉谱密度函数与矩阵,数值模拟了人体真皮组织传输中,无量纲参数a和线刃型位错离轴距离b对源平面光束归一化光强和相位分布的影响;相同两点间、不同两点间光束偏振态的... 详细信息

采用推导的部分相干线刃型-螺旋型混合位错光束在生物组织传输中的交叉谱密度函数与矩阵,数值模拟了人体真皮组织传输中,无量纲参数a和线刃型位错离轴距离b对源平面光束归一化光强和相位分布的影响;相同两点间、不同两点间光束偏振态的变化,及其与4个光束参数(a、b、空间相关长度σ_(xy),σ_(yy))以及传输距离z的关系.结果表明:归一化光强为非轴对称分布.a绝对值越大,主峰越圆润;b值越大,次峰越低.在源平面存在一个相干涡旋和一个线刃型位错;a的符号和大小会影响相位分布;b值越大,线刃型位错离原点越远.在源平面处,空间相同两点的偏振度和椭圆率与光束参数选取无关,方位角仅与b和σ_(yy)有关;空间不同两点的偏振态参量都只与σ_(xy)和σ_(yy)有关.在足够远处,偏振态各自趋于一定值.传输中,a的绝对值一定正负不影响偏振态的大小;随着b增大,偏振态曲线极值次数减小,突变的次数增加;σ_(xy)取值不同时,相同两点偏振态变化的差异主要集中在极值附近,不同两点偏振态变化的差异主要集中在初值和极值附近;|σxx-σ_(yy)|大小引起了偏振态变化规律的多样性.

关键词：线刃型-螺旋型混合位错光束生物组织交叉谱密度偏振态

基于图像与点云融合的巷道锚护孔位识别定位方法

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 249-261页

作者：王宏伟李进闫志蕊郭军军张夫净李超太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心山西太原030024 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

煤矿掘进巷道锚护位置的精准识别与定位是钻锚机器人实现智能永久支护亟需突破的关键技术。笔者提出一种基于视觉图像与激光点云融合的巷道锚护孔位智能识别定位方法,包括图像目标识别、点云图像特征融合和定位坐标提取3个步骤:①针对... 详细信息

煤矿掘进巷道锚护位置的精准识别与定位是钻锚机器人实现智能永久支护亟需突破的关键技术。笔者提出一种基于视觉图像与激光点云融合的巷道锚护孔位智能识别定位方法,包括图像目标识别、点云图像特征融合和定位坐标提取3个步骤:①针对煤矿井下低照度、水雾和粉尘等环境因素导致的锚孔轮廓成像模糊的问题,采用IA(Image-Adaptive)-SimAM-YOLOv7-tiny网络对巷道待锚护孔位进行视觉识别,该网络能够自适应地增强图像亮度和对比度,恢复锚孔边缘的高频信息,并使模型重点关注锚孔特征,提高锚孔检测的成功率;②求解激光雷达和工业相机联合标定的外参矩阵,将图像检测的锚孔边界框通过透视投影关系生成锥形感兴趣区域(Region Of Interest,ROI),获得对应的目标点云团簇;③采用点云处理算法提取锚护孔位边界点云,获得孔位中心坐标及其法向量,并通过坐标深度差比较判断锚孔识别的正确性。文中搭建了锚杆台车机械臂钻孔定位系统,对算法自主定位的精度以及准确度进行验证,试验结果表明:IA-SimAM-YOLOv7-tiny模型的平均精度均值(Mean Average Precision,mAP)为87.3%,较YOLOv7-tiny模型提高了4.6%;提出的融合算法定位误差为3 mm,单锚孔情况下系统平均识别时间为0.77 s,与单一视觉方法相比,采用激光与视觉多源融合不仅可以降低环境和小样本训练对定位性能的影响,而且可以获得锚护孔位的法向量,为机械臂调整钻孔位姿实现精准锚固提供依据。

关键词：锚孔精准定位图像识别点云处理激光雷达和相机联合标定数据融合

第三腰椎骨骼肌质量指数对炎症性肠病患者药物治疗的影响

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中华临床营养杂志 2024年第2期32卷 105-112页

作者：刘洋房昌星乔英田玲琳山西医科大学第一临床医学院太原030001 山西医科大学影像学系太原030001 山西医科大学第一医院CT影像科太原030001 山西医科大学第一医院消化内科太原030001

目的研究以第三腰椎骨骼肌质量指数(the third lumbar skeletal muscle index,L3-SMI)定义肌少症,调查其在炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)人群中的患病率,探讨肌少症对于IBD患者药物治疗的影响。方法回顾分析山西医科大学... 详细信息

目的研究以第三腰椎骨骼肌质量指数(the third lumbar skeletal muscle index,L3-SMI)定义肌少症,调查其在炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)人群中的患病率,探讨肌少症对于IBD患者药物治疗的影响。方法回顾分析山西医科大学第一医院2018年12月至2022年12月住院治疗的230例IBD患者的基线腹部CT图像获取L3-SMI,行受试者工作特征曲线分析获取最优截断值定义肌少症。IBD组包括溃疡性结肠炎患者164例,克罗恩病患者66例,纳入正常对照组100例。收集体重指数(body mass index,BMI)、白蛋白、前白蛋白和疾病活动度、治疗药物等临床资料和生化指标,随访结局包括基线药物治疗方案优化、使用新的生物制剂或联合药物治疗。采用多变量Logistic回归分析,筛选影响药物治疗升级的危险因素,构建列线图,并评价其对IBD患者药物治疗升级的预测能力。结果研究中,IBD组肌少症患病率39.6%,其中溃疡性结肠炎患者肌少症患病率36.0%,克罗恩病患者肌少症患病率48.5%。IBD患者营养不良(BMI<18.5)的患病率为18.7%,但有69.2%的IBD合并肌少症患者BMI值≥18.5。IBD组中位L3-SMI显著低于正常对照组(36.30 cm^(2)/m^(2)比39.37 cm^(2)/m^(2),P=0.004)。肌少症(OR 3.33,95%CI 1.06~10.50,P=0.040)与IBD患者药物治疗升级相关。基于患者年龄、肌少症、白蛋白、BMI建立列线图模型,预测模型曲线下面积为0.762(95%CI 0.691~0.834,P<0.05),提示该预测模型区分度良好;校准曲线及Hosmer-Lemeshow拟合优度检验表明,该模型的预测值与实际测量值具有良好的一致性(χ^(2)=11.906,P=0.156);绘制决策曲线表明,预测模型有一定的临床效益。结论肌少症在IBD患者中普遍存在,与IBD患者药物治疗升级有关。

关键词：炎症性肠病肌肉减少症第三腰椎骨骼肌质量指数药物治疗

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煤粉侵入对支撑裂缝渗透率的动态影响规律

煤炭学报 2024年第5期49卷 2338-2346页

作者：张惜图胡胜勇武玺李国富冯国瑞王艳峰陈召英太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 晋能控股装备制造集团有限公司山西晋城048006 煤与煤层气共采全国重点实验室山西晋城048012 山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城048200 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

煤粉侵入煤层水力压裂支撑裂缝容易导致裂缝堵塞,造成支撑裂缝导流能力和煤储层渗透率降低,进而严重影响煤层气井的稳定排采及产量。分别建立煤层气井停井前与重启后煤粉侵入支撑裂缝渗透率动态演化模型,并利用煤岩导流性能测试系统进... 详细信息

煤粉侵入煤层水力压裂支撑裂缝容易导致裂缝堵塞,造成支撑裂缝导流能力和煤储层渗透率降低,进而严重影响煤层气井的稳定排采及产量。分别建立煤层气井停井前与重启后煤粉侵入支撑裂缝渗透率动态演化模型,并利用煤岩导流性能测试系统进行煤粉连续流动与间歇流动条件下的煤粉侵入支撑裂缝实验,验证了模型的正确性,研究了煤层气井停井与排采流速对支撑裂缝渗透率时空演化的影响规律。研究表明:随煤粉运移时间增加,支撑裂缝渗透率骤降后缓慢衰减,且沿煤粉运移方向,支撑裂缝内部空间孔隙损失率逐渐降低,裂缝内部渗透率沿煤粉运移方向逐渐升高。随煤粉持续侵入支撑裂缝,煤层气井关井重启后支撑裂缝孔隙损失率较停井前孔隙损失率更大,渗透率不能恢复至停井前。排采流速越慢,煤粉侵入支撑裂缝渗透率衰减速度越慢,渗透率越高,支撑裂缝渗透率受煤粉侵入影响在低排采流速下对流速变化更为敏感,缓慢排采流速下停井对支撑裂缝渗透率伤害更低。煤粉沉积系数越大,煤粉侵入过程中支撑裂缝近端渗透率越小,远端渗透率越大,而弥散系数越大,支撑裂缝远端渗透率越小,裂缝近端渗透率受弥散系数影响极小,煤层气井停井对支撑裂缝近端渗透率伤害更严重。煤粉侵入过程中支撑裂缝近端渗透率衰减速度更快,裂缝远端渗透率衰减速度更缓慢,沉积系数变化对支撑裂缝近端渗透率影响显著,而弥散系数变化对支撑裂缝远端渗透率影响更显著。

关键词：水力压裂支撑裂缝煤粉渗透率停井

CeO_(2)改性CuO纳米棒协同促进电催化还原CO_(2)制乙烯

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3655-3661页

作者：祁彧张金男校元媛张弛王红涛郭天宇太原理工大学环境科学与工程学院山西晋中030600 气体能源高效利用山西省重点实验室山西太原030024

随着社会经济发展及人类活动扩大,大气中CO_(2)的浓度日益增加,且带来诸多环境污染问题.因此开发高效、可持续的CO_(2)转化方法至关重要.本文基于电催化反应机理,制备了一系列CuO/CeO_(2)纳米棒复合材料,以促进二氧化碳高选择性还原为C2... 详细信息

随着社会经济发展及人类活动扩大,大气中CO_(2)的浓度日益增加,且带来诸多环境污染问题.因此开发高效、可持续的CO_(2)转化方法至关重要.本文基于电催化反应机理,制备了一系列CuO/CeO_(2)纳米棒复合材料,以促进二氧化碳高选择性还原为C2H_(4).结果表明,经过优化后的CuO/CeO_(2)-2(molCeO_(2):mol_(CuO)=2%)电催化剂在电流密度达到20mA/cm^(2)时,所需电位最低(-0.99V ***),且对乙烯具有最高的选择性,在电压为-1.08V ***时,法拉第效率高达46%.此优势可能与大的表面积、更粗糙的表面以及CuO和CeO_(2)之间的协同效应有关,有效提高了反应活性位点和电子转移效率.本研究将为设计和优化CuO基复合材料以实现CO_(2)的高效转化提供理论指导.

关键词： CuO/CeO_(2) 电催化还原二氧化碳乙烯

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用于应变传感器的自愈合抗冻离子水凝胶

化工学报 2024年第7期75卷 2709-2722页

作者：杜海燕朱凯游峰王金凤赵一帆张楠李英太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024 武汉工程大学材料科学与工程学院湖北省等离子体化学与新材料重点实验室湖北武汉430205 山西医科大学第一医院口腔修复科山西太原030001

近年来,导电水凝胶在电子驱动器、医疗监测传感器及可穿戴设备等领域的应用备受关注。然而,多数凝胶机械强度低、寿命短、抗冻性能差,从而导致低温下无法使用。为了解决该问题,以聚乙烯醇、离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和植酸... 详细信息

近年来,导电水凝胶在电子驱动器、医疗监测传感器及可穿戴设备等领域的应用备受关注。然而,多数凝胶机械强度低、寿命短、抗冻性能差,从而导致低温下无法使用。为了解决该问题,以聚乙烯醇、离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和植酸为原料,在水与二甲基亚砜(DMSO)二元溶液中借助多重氢键及离子基团间的静电作用实现了超分子自组装,制备出一种可用于应变传感的自愈合、耐低温多功能离子水凝胶。研究发现在凝胶中引入DMSO,凝胶表现出优异的抗冻能力;同时,调节DMSO的含量可优化凝胶的强度和韧性,当DMSO体积分数为40%时,最大拉伸强度和断裂伸长率分别可达4.43 MPa和869.1%。该离子水凝胶在低温应变传感器、智能可穿戴响应元件等领域展现出较好的应用潜力。

关键词：离子液体凝胶聚合物聚乙烯醇自愈合抗冻应变传感器

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重组日本血吸虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂对急性肝损伤小鼠的保护作用及机制

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南方医科大学学报 2024年第6期44卷 1126-1134页

作者：鲁玲君杨小迪张华平梁媛石秀兰周鑫山西医科大学病理生理教研室山西太原030002 蚌埠医科大学人体寄生虫学教研室//安徽省感染与免疫重点实验室安徽蚌埠233030 鹤壁职业技术学院医学检验教研室河南鹤壁458030 太原市第三人民医院内镜室山西太原030012

目的探讨重组日本血吸虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂对LPS/D-GalN诱导的急性肝损伤小鼠的保护作用及机制。方法将72只雄性C57BL/6J小鼠(6~8周龄)随机分为正常对照组、LPS/D-GaIN模型组、LPS/D-GaIN+rSj-Cys治疗组和rSj-Cys对照组(n=18)。LPS... 详细信息

目的探讨重组日本血吸虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂对LPS/D-GalN诱导的急性肝损伤小鼠的保护作用及机制。方法将72只雄性C57BL/6J小鼠(6~8周龄)随机分为正常对照组、LPS/D-GaIN模型组、LPS/D-GaIN+rSj-Cys治疗组和rSj-Cys对照组(n=18)。LPS/D-GaIN组和LPS/D-GaIN+rSj-Cys组小鼠均腹腔注射LPS(10μg/kg)和D-GaIN(700 mg/kg)造模;造模后30 min,LPS/D-GaIN+rSj-Cys组及rSj-Cys对照组小鼠均腹腔注射rSj-Cys(1.25 mg/kg),正常对照组小鼠注射等体积PBS。造模6 h后,每组随机挑选8只小鼠处死,收集小鼠血清及肝组织,进行后续检测,每组剩余10只分别在3、6、12、24 h观察其生存情况,并计算生存率。检测血清丙氨酸转移酶(ALT)、天冬氨酸转移酶(AST)水平,苏木精-伊红(HE)染色观察各组小鼠肝脏组织病理形态,采用ELISA检测小鼠血清炎性因子肿瘤坏死因子(TNF-α)和白细胞介素(IL-6)表达,采用免疫组化法检测肝组织巨噬细胞表面标记物CD68表达水平,采用免疫组化和免疫印迹法检测肝组织Bax、Bcl-2蛋白水平,采用TUNEL检测肝细胞凋亡情况,采用免疫印迹法检测肝组织内质网应激相关蛋白表达水平。结果模型组小鼠12 h生存率为30%,rSj-Cys治疗组小鼠12 h生存率为80%。模型组小鼠24 h生存率为10%,rSj-Cys治疗组小鼠24 h生存率为60%;与正常对照组相比,LPS/D-GaIN模型组小鼠血清中AST、ALT、IL-6、TNF-α含量均显著上升(P0.05)。结论 rSj-Cys通过抑制内质网应激,减轻炎症和肝细胞凋亡缓解LPS/D-GalN引起的小鼠急性肝损伤。

关键词：急性肝损伤日本血吸虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂内质网应激炎症凋亡