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表面肌电与三轴信息融合的运动判断实验

实验室研究与探索 2024年第3期43卷 23-27页

作者：喻剑李至霖庞鹏瞩李洁同济大学电子与信息工程学院上海201804 同济大学计算机与信息技术国家级实验教学示范中心上海201804 同济大学上海市养志康复医院(上海市阳光康复中心) 上海201804

为了提高基于表面肌电与三轴加速度信号的运动识别准确率,提出了一套多源信息融合处理的实验流程与方法。该方法利用5层离散小波变换对表面肌电信号进行分解,充分提取不同运动产生的肌电信号中各频域的特征信息;再将分解后的表面肌电信... 详细信息

为了提高基于表面肌电与三轴加速度信号的运动识别准确率,提出了一套多源信息融合处理的实验流程与方法。该方法利用5层离散小波变换对表面肌电信号进行分解,充分提取不同运动产生的肌电信号中各频域的特征信息;再将分解后的表面肌电信号与三轴加速度信号通过滑动窗口的方法进行特征融合,构造融合肌电与空间运动特征的特征图;最后用融合特征图对深度学习模型进行训练,并结合自动状态机进行最终运动状态的识别。实验结果表明,多源信息融合处理方法可以提高运动识别的准确性,总体识别精度分别达到了95.4%和89.2%。该方法在实时性与准确性上均有良好表现。

关键词：多源信息融合表面肌电信号运动识别时频分析深度学习

基于通道权重和数据效用特征的医学图像分割数据增强方法

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 220-227,236页

作者：武星陶晨杰李智张健孙群韩先花陈延伟上海大学计算机工程与科学学院上海200444 上海大学上海先进通信与数据科学研究院上海200444 上海大学医学院上海200444 上海全景医学影像诊断中心上海200233 上海交通大学附属第六人民医院消化内科上海200233 山口大学理学部日本山口753-8511 立命馆大学情报理工学部日本滋贺525-8577

在计算机辅助医疗诊断领域,获取含标签的医学数据代价昂贵,同时对模型的可解释性要求较高,而目前大多数深度学习模型存在数据缺乏和可解释性差的局限。为此,本文提出一种新颖的用于医学图像分割的数据增强方法,其优势和新颖之处在于,通... 详细信息

在计算机辅助医疗诊断领域,获取含标签的医学数据代价昂贵,同时对模型的可解释性要求较高,而目前大多数深度学习模型存在数据缺乏和可解释性差的局限。为此,本文提出一种新颖的用于医学图像分割的数据增强方法,其优势和新颖之处在于,通过梯度类激活热力图提取数据效用特征并与原图像进行融合,然后构建新的通道权重特征提取器来学习不同通道间的权重,最终实现了不具有破坏性的数据增强效果,提升了模型的性能、数据效用和可解释性。将本文方法应用于超光谱-克瓦希尔(Hyper-Kvasir)数据集,U型网络(U-net)模型的交并比(IoU)和戴斯(Dice)系数分别有所提升;在国际皮肤成像合作组织(ISIC)档案文件(Archive)数据集(ISIC-Archive)上,深度研究实验室V3+网络(DeepLabV3+)模型的指标IoU和Dice系数也分别有所提升。此外,在仅使用70%的训练数据的情况下,依然取得了原模型在整个数据集上训练所得性能的95%,表现出良好的数据效用。而且,该方法所使用的数据效用特征具有内置的可解释信息,有助于提高模型的可解释性。本文所提方法普适性较好,可以即插即用,适用于不同的分割方法,且无需修改网络结构,因此易于集成到现有的医学图像分割工作中,可提高今后研究和应用的便利性。

关键词：医学图像分割数据增强数据效用深度学习可解释性

基于多中心队列数据的机器学习预测重症感染患儿死亡风险和筛选临床特征的研究

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中国循证儿科杂志 2024年第1期19卷 31-35页

作者：朱雪梅陈申成章莹莹陆国平叶琪阮彤郑英杰复旦大学附属儿科医院重症医学科上海201102 华东理工大学计算机科学与工程学院上海200237 复旦大学公共卫生学院流行病学教研室上海200032

背景科学、有效地预测重症感染患儿死亡关联因素对降低儿童病死率意义重大。既往重症患儿的病情与死亡关系多采用评分预测(如PCIS等),准确度欠佳。目的通过机器学习联合特征筛选的方法,挖掘对重症感染患儿死亡风险具有早期预警作用的敏... 详细信息

背景科学、有效地预测重症感染患儿死亡关联因素对降低儿童病死率意义重大。既往重症患儿的病情与死亡关系多采用评分预测(如PCIS等),准确度欠佳。目的通过机器学习联合特征筛选的方法,挖掘对重症感染患儿死亡风险具有早期预警作用的敏感指标。设计队列研究。方法基于全国20个省级行政区域的54家PICU的儿童多中心感染性疾病协作网数据库,纳入年龄>28天至18岁、确诊感染和至少有1个器官发生功能障碍的患儿,统计122项临床特征信息,以出PICU时死亡/恶化或治愈/好转为结局,通过机器学习构建逻辑回归模型(LR)、随机森林模型(RF)、极端梯度提升树(XGB)和反向传播神经网络(BP),筛选重要的临床特征建立重症感染患儿死亡风险预测模型。主要结局指标模型接收者操作特征曲线下面积(AUROC)和模型筛选临床特征性能的优劣。结果2022年4月1日至2023年12月31日协作网数据库中入PICU时确诊重症感染且入PICU时、入PICU 24 h时和出PICU时临床特征记录均完整的(病例1738例,经过数据预处理包括异常值处理、缺失值填充、强制值区间范围检验、归一化处理)1738条信息进入机器学习构建模型。存活或好转患儿1396例,死亡或恶化患儿342例(19.6%)。队列数据按4∶1分为训练集(1390条)和验证集(348条),训练集中存活或好转1116条,死亡或恶化274条;验证集中存活或好转280条,死亡或恶化68条。在训练集中,共输入模型122个临床特征,经过机器模型学习以及特征筛选后,在50轮的5折分层交叉验证下,验证集LR、RF和XGB的AUROC为0.74~0.78。LR、RF和XGB选择重要性大于均值的临床特征构建最优临床特征,尚无比较好的衡量BP特征重要性的方法,LR模型较RF和XGB构建的最优临床特征较为接近临床预期。结论机器学习预测儿童重症感染性疾病死亡/恶化结局表现一般,预测模型筛选的临床特征与临床预期尚有距离。

关键词：机器学习儿童重症监护室感染随机森林模型极端梯度提升树

督导下短时程个性化前庭康复训练与固式化前庭康复训练对复发性外周性眩晕的疗效比较

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中华医学杂志 2024年第14期104卷 1132-1137页

作者：汪毅赵昊田亮黄一波吴珏菁王璟复旦大学附属眼耳鼻喉科医院耳鼻喉科上海听觉医学中心国家卫生健康委员会听觉医学重点实验室，上海200031 青岛大学附属泰安市中心医院（泰山医养中心）核医学科，泰安100160

目的比较督导下短时程个性化前庭康复训练(ST-PVR)与固式化前庭康复训练(FVR)对于失代偿复发性外周性眩晕的疗效差异。方法随机对照研究。2018年1至12月于复旦大学附属眼耳鼻喉科医院诊断为失代偿复发性外周性眩晕的患者被计算机随机分... 详细信息

目的比较督导下短时程个性化前庭康复训练(ST-PVR)与固式化前庭康复训练(FVR)对于失代偿复发性外周性眩晕的疗效差异。方法随机对照研究。2018年1至12月于复旦大学附属眼耳鼻喉科医院诊断为失代偿复发性外周性眩晕的患者被计算机随机分配至FVR组和ST-PVR组。FVR组患者采用固式化前庭康复方案,包括注视稳定性训练、习服训练、平衡和步态训练;ST-PVR组患者则根据其症状与前庭功能检查结果制定个性化训练方案,并根据恢复情况调整方案。在治疗2、4和8周后,使用眩晕残障量表(DHI)、特异性活动平衡信心(ABC)量表、焦虑自评量表(SAS)、温度试验和感觉统合测试(SOT)评估患者症状和前庭功能的改善情况。结果共纳入44例患者,男16例,女28例,年龄(50.6±13.5)岁。FVR组21例,ST-PVR组23例。ST-PVR组治疗2周后DHI评分[(49.5±26.8)分比(61.3±21.4)分,P=0.046]和SAS评分[(39.1±7.8)分比(44.3±6.6)分,P=0.021]较治疗前改善,而FVR组治疗8周后才出现改善[DHI:(28.1±15.9)分比(53.1±18.5)分,P=0.001;SAS:(35.3±6.7)分比(43.1±8.4)分,P=0.010]。FVR组患者治疗8周后ABC评分无明显变化[(86.5±12.9)分比(83.4±18.1)分,P=0.373],而ST-PVR组患者ABC评分在治疗4周后即升高[(83.6±15.2)分比(78.4±15.1)分,P=0.015]。温度试验结果显示,治疗8周后,两组单侧半规管功能减弱<25%的患者比例均增加[FVR组:57.1%(12/21)比9.5%(2/21),P=0.001;ST-PVR组:52.2%(12/23)比17.4%(4/23),P=0.014];ST-PVR组中优势偏向≤25%的患者比例增加[91.3%(21/23)比60.9%(14/23),P=0.016],而FVR组无明显变化[61.9(13/21)%比57.1%(12/21),P=0.500]。ST-PVR组SOT评分≥70分的患者比例在治疗2周后即增加[69.6%(16/23)比30.4%(7/23),P=0.009],而FVR组治疗8周后增加[81.0%(17/21)比42.9%(9/21),P=0.012]。结论FVR与ST-PVR均能改善失代偿复发性外周性眩晕患者前庭功能,缓解其眩晕与焦虑症状,促进前庭代偿进程,但ST-PVR可加快前庭代偿速度,增加患者平衡信心。

关键词：眩晕前庭康复前庭功能短时程个性化治疗固式化

复方利多卡因乳膏在中国健康受试者体内的生物等效性研究

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中国临床药理学杂志 2024年第9期40卷 1321-1326页

作者：常梦琦孙宇琦徐秋瑾钱希曦赵迎春曹艳王柳张程于栋梁徐州市中心医院 Ⅰ期临床研究中心江苏徐州221111 徐州市中心医院药物临床试验机构办公室江苏徐州221111 徐州立兴佳正医药科技有限公司江苏徐州221008 诺为泰医药科技(上海)有限公司上海200020

目的研究受试制剂复方利多卡因乳膏和参比制剂利丙双卡因乳膏在中国健康受试者中的药代动力学特征并评价两种制剂的生物等效性。方法用单中心、单剂量、随机、开放、两周期、双序列和双交叉设计。纳入40例健康受试者,每周期将受试制剂... 详细信息

目的研究受试制剂复方利多卡因乳膏和参比制剂利丙双卡因乳膏在中国健康受试者中的药代动力学特征并评价两种制剂的生物等效性。方法用单中心、单剂量、随机、开放、两周期、双序列和双交叉设计。纳入40例健康受试者,每周期将受试制剂或参比制剂60 g在空腹状态下分别涂抹于双侧大腿前面皮肤(每侧200 cm^(2),共400 cm^(2)),并在给药操作完成后保持药物停留至少5 h。用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)方法测定血浆中利多卡因和丙胺卡因的浓度,用WinNonlin 8.0软件计算药代动力学参数,评价两种制剂的生物等效性。结果受试者双侧大腿涂抹受试制剂复方利多卡因乳膏与参比制剂利丙双卡因乳膏后,血浆中利多卡因药代动力学参数:C_(max)分别为(167.27±91.33)和(156.13±66.86)ng·mL^(-1),AUC_(0-t)分别为(1651.78±685.09)和(1636.69±617.23)ng·mL^(-1)·h,AUC_(0-∞)分别为(1669.85±684.65)和(1654.37±618.30)ng·mL^(-1)·h,调整后几何均值比值分别为104.49%、101.88%和101.89%,其90%置信区间分别为98.18%~111.20%、97.80%~106.13%和97.87%~106.07%,均落在80.00%~125.00%。血浆中丙胺卡因药代动力学参数:Cmax分别为(95.66±48.84)和(87.52±39.16)ng·mL^(-1),AUC_(0-t)分别为(790.86±263.99)和(774.14±256.42)ng·mL^(-1)·h,AUC_(0-∞)分别为(807.27±264.67)和(792.84±254.06)ng·mL^(-1)·h,调整后几何均值比值分别为107.34%、103.55%和102.98%,其90%置信区间分别为101.69%~113.31%、99.94%~107.30%和99.65%~106.43%,均落在80.00%~125.00%。结论受试制剂复方利多卡因乳膏和参比制剂利丙双卡因乳膏具有生物等效性。

关键词：复方利多卡因乳膏健康受试者生物等效性药代动力学液相色谱-串联质谱

复合舒芬太尼时瑞马唑仑抑制老年患者鼻咽通气道置入反应的半数有效剂量

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临床麻醉学杂志 2024年第1期40卷 61-64页

作者：钱淑雯郭旋沈耘张马忠上海市杨浦区中心医院同济大学附属杨浦医院麻醉科 200090 上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心麻醉科儿童临床药理研究室

目的探讨复合舒芬太尼时瑞马唑仑抑制老年患者鼻咽通气道置入反应的半数有效剂量(ED_(50))。方法选择择期在鼻咽通气道下完成白内障手术的老年患者38例,年龄≥65岁,BMI 18~25 kg/m^(2),ASAⅠ—Ⅲ级。患者依次静脉注射舒芬太尼0.1μg/kg,... 详细信息

目的探讨复合舒芬太尼时瑞马唑仑抑制老年患者鼻咽通气道置入反应的半数有效剂量(ED_(50))。方法选择择期在鼻咽通气道下完成白内障手术的老年患者38例,年龄≥65岁,BMI 18~25 kg/m^(2),ASAⅠ—Ⅲ级。患者依次静脉注射舒芬太尼0.1μg/kg,3 min后静脉注射瑞马唑仑,2 min后置入鼻咽通气道。首例患者给予瑞马唑仑0.2 mg/kg,采用改良Dixon序贯法确定下一例患者瑞马唑仑的剂量,若前一例患者鼻咽通气道置入时出现以下任意一种阳性反应(摇头、呛咳、体动、HR增快幅度>基础值的20%、SBP或DBP升高幅度>基础值的20%),则下一例麻醉诱导时瑞马唑仑剂量增加0.01 mg/kg,反之则减少0.01 mg/kg,直到出现7次折返后停止。采用Probit回归分析计算复合舒芬太尼时瑞马唑仑抑制老年患者鼻咽通气道置入反应的ED_(50)、95%有效剂量(ED95)及95%可信区间(CI)。结果复合舒芬太尼时瑞马唑仑抑制鼻咽通气道置入反应的ED_(50)为0.193 mg/kg(95%CI 0.191~0.195 mg/kg),ED95为0.209 mg/kg(95%CI 0.205~0.213 mg/kg)。结论复合舒芬太尼时瑞马唑仑抑制老年患者鼻咽通气道置入反应的ED_(50)为0.193 mg/kg(95%CI 0.191~0.195 mg/kg)。

关键词：瑞马唑仑半数有效剂量鼻咽通气道老年

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双层地下连续墙土压力的现场实测研究

岩土力学 2024年第S1期45卷 507-516页

作者：陕耀董雅丞张旭辉姚西平同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室南京地铁建设有限责任公司江苏省铁路集团有限公司江苏省智能与绿色铁路工程研究中心

南京某超深基坑工程采用异形围护结构双层地下连续墙进行施工，双墙间土体处于非极限平衡状态，土压力分布演变形式及墙土间相互作用机制并不明确。为探明深基坑开挖施工引起的双墙间有限土体的土压力变化规律及墙外侧土拱效应对土压力... 详细信息

南京某超深基坑工程采用异形围护结构双层地下连续墙进行施工，双墙间土体处于非极限平衡状态，土压力分布演变形式及墙土间相互作用机制并不明确。为探明深基坑开挖施工引起的双墙间有限土体的土压力变化规律及墙外侧土拱效应对土压力分布的影响，采用现场实测分析结合物理模型计算的方法开展研究。首先，通过现场试验在土层中布设土压力监测点，获取基坑开挖过程中墙间土压力演变规律；其后，建立考虑土体分层的曲面锥形土拱模型，计算侧土拱发展引起的墙外土压力变化量，并结合试验数据的参数反演和误差分析对模型计算结果的准确性展开讨论。研究结果表明：基坑开挖施工对双墙间土体的影响总体呈现为挤压变形，有限土体受到的侧向约束作用有助于进一步发挥土体的抗剪强度；基坑开挖各工序中土方开挖过程对地层扰动最为显著；侧土拱效应进一步增大了浅层土体挡土墙侧土压力，而中深层土体中几乎没有侧土拱发展；考虑侧土拱效应的土压力计算结果较传统水土分算的Coulomb理论计算方法与现场实测结果更加吻合。本研究可为异型围护结构的深基坑工程设计及施工提供思路与建议。

关键词：地下连续墙土压力现场实测侧土拱效应对比分析

考虑动力效应的箱型截面钢柱火灾下屈曲温度与临界温度研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 574-585页

作者：陈争荣蒋彬辉尹中原王卓琳王莉萍中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 上海市建筑科学研究院有限公司上海市工程结构安全重点实验室上海200032

通过参数分析研究考虑动力效应的箱型截面钢柱火灾下的屈曲温度与临界温度。考虑转动约束刚度比、轴向约束刚度比、荷载比,建立约束钢柱有限元模型,并采用文献中的试验进行验证。研究结果表明,约束钢柱静力分析和显式动力分析的屈曲温... 详细信息

通过参数分析研究考虑动力效应的箱型截面钢柱火灾下的屈曲温度与临界温度。考虑转动约束刚度比、轴向约束刚度比、荷载比,建立约束钢柱有限元模型,并采用文献中的试验进行验证。研究结果表明,约束钢柱静力分析和显式动力分析的屈曲温度几乎一致,而由静力分析得到的临界温度略小于由显式动力分析得到的临界温度,差别在30℃以内。随着转动约束刚度比的增大,屈曲温度与临界温度均上升,并且转动约束刚度比对临界温度的影响更大。随着轴向约束刚度比和荷载比的增大,约束钢柱的屈曲温度和临界温度均出现明显下降。基于参数分析的结果,在已有文献中关于钢柱屈曲温度和临界温度计算公式的基础上,提出新的屈曲温度和临界温度计算公式,提出的计算公式预测结果与本文有限元模拟结果吻合较好,利用试验数据对提出的屈曲温度和临界温度计算公式的有效性做进一步的验证,对比结果表明提出的计算公式可以很好地预测钢柱的屈曲温度和临界温度。

关键词：约束钢柱火灾动力效应屈曲温度临界温度计算公式

高斯滤波增强技术融合最大类间方差法在医学影像诊断中的应用研究

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中国数字医学 2024年第5期19卷 72-77页

作者：李泽宇何萍贺奇徐佳鼎谷辛稼瞿晶晶上海申康医院发展中心上海200041 上海计算技术研究所上海大学上海人工智能实验室

为了进一步提高肺部医学影像辅助诊断的准确性,提出一种高斯滤波增强技术融合最大类间方差法对肺部CT影像进行分割和计算病变面积占比的算法。首先对原始图像采用高斯低通滤波运算去除噪声和杂质并使用MSVSR提高图像质量,然后通过最大... 详细信息

为了进一步提高肺部医学影像辅助诊断的准确性,提出一种高斯滤波增强技术融合最大类间方差法对肺部CT影像进行分割和计算病变面积占比的算法。首先对原始图像采用高斯低通滤波运算去除噪声和杂质并使用MSVSR提高图像质量,然后通过最大类间方差法将图像目标和背景分割出来,再将二值化图像一分为二,一方面采用高斯高通滤波运算锐化磨玻璃影和病变肺实质,另一方面使用HED将肺轮廓提取出来,最后计算出病变区域与肺轮廓面积占比。临床试验数据表明,本文算法不仅可以去除伪影和噪声,还能够最大限度地保留临床意义上的图像特征信息,具有较高的准确性,可以为临床研判肺部疾病严重程度与医疗诊治提供帮助。

关键词：高斯滤波最大类间方差肺部疾病边缘检测辅助诊断