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基于改进人工神经网络的多指标冷鲜羊肉新鲜度无损检测

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 291-300页

作者：徐子洋姜新华翟成珺马学磊李靖内蒙古农业大学计算机与信息工程学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区农牧业大数据研究与应用重点实验室内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区教育考试院内蒙古呼和浩特010018

冷鲜羊肉新鲜度受多种因素影响,可通过多个理化和微生物指标综合评价。传统检测方法操作复杂、效率低。高光谱成像作为一种快速且非破坏性的检测技术,可以有效地检测冷鲜羊肉新鲜度改变过程中不同成分的变化。为了研究采用高光谱成像技... 详细信息

冷鲜羊肉新鲜度受多种因素影响,可通过多个理化和微生物指标综合评价。传统检测方法操作复杂、效率低。高光谱成像作为一种快速且非破坏性的检测技术,可以有效地检测冷鲜羊肉新鲜度改变过程中不同成分的变化。为了研究采用高光谱成像技术实现冷鲜羊肉新鲜度多指标评价的可行性,提出一种改进人工神经网络算法,通过重新定义损失函数加强标记之间的相关性,充分采用多个新鲜度指标对冷鲜羊肉新鲜度分类。试验收集了0~14 d冷鲜羊肉样本在400~1000 nm范围的高光谱图像,采用实验室方法测定挥发性盐基氮(TVB-N)、pH值、菌落总数(TAC)和大肠菌群近似数(ANC)指标值。通过S-G平滑滤波法和多元散射校正对冷鲜羊肉样本原始光谱数据进行预处理,采用连续投影法(SPA)选择光谱数据的18个特征波长作为输入数据,采用所提出的改进人工神经网络算法建立多指标冷鲜羊肉新鲜度等级模型。结果表明,改进人工神经网络对测试集的分类准确率达96%,三个新鲜度等级样本的识别率分别为100%、89.28%和98.68%,采用汉明损失(hamming loss)、1-错误率(one-error)、排序损失(ranking loss)和覆盖率(coverage)四种多标记模型指标进行评价,评价指标分别为0.008、0.002、0.0025和4.048。改进人工神经网络分类模型的准确率和各项模型评价指标均优于传统ANN,证明改进人工神经网络用于多指标冷鲜羊肉新鲜度的无损检测具有可行性。

关键词：无损检测高光谱神经网络多指标分类

近40年内蒙古近地表土壤冻融状态时空演变特征解析

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水土保持研究 2025年第1期32卷 148-159页

作者：田鑫萨楚拉孟凡浩罗敏王牧兰张翔张昊琛内蒙古师范大学地理科学学院呼和浩特010022 内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室呼和浩特010022 内蒙古自治区土地储备中心呼和浩特010041

[目的]解析内蒙古近地表土壤冻融状态的时空分异及变化规律并量化驱动因素的影响,为区域生态环境保护及基础设施建设提供理论依据。[方法]基于ERA5-LAND土壤温度数据,利用Sen趋势分析(Theil-Sen median)、Mann-Kendall检验和多元回归残... 详细信息

[目的]解析内蒙古近地表土壤冻融状态的时空分异及变化规律并量化驱动因素的影响,为区域生态环境保护及基础设施建设提供理论依据。[方法]基于ERA5-LAND土壤温度数据,利用Sen趋势分析(Theil-Sen median)、Mann-Kendall检验和多元回归残差分析,对内蒙古地区近40年地表土壤冻融状态的时空演变特征及其驱动因素进行了分析。[结果](1)近40年内蒙古地区秋冬始冻期和完全冻结期起始日期呈推迟趋势,变化速率分别为0.54 d/10 a和0.45 d/10 a;在空间分布上,随着经纬度的增加逐渐提前。冬春解冻期和完全融化期起始日期呈提前趋势,变化速率分别为2.17 d/10 a和2.15 d/10 a;空间上随着经纬度的增加逐渐推迟。(2)秋冬始冻期、完全冻结期和冬春解冻期的发生天数呈减少趋势,变化速率分别为0.10 d/10 a,2.61 d/10 a和0.27 d/10 a,而完全融化期的发生天数则以2.68 d/10 a的速率在增加。空间分布上,除完全冻结期呈东北向西南逐渐减少的趋势,其余3个阶段均呈东北向西南逐渐增加的趋势。(3)不同土壤冻融状态受气候变化和人类活动共同驱动影响的面积占比最大,其次为单独由气候变化驱动影响的面积占比,单独由人类活动驱动影响的面积占比最小。[结论]近地表土壤冻融状态的时空分异及变化规律明显,不同区域不同土壤冻融状态的驱动力各不相同,对内蒙古地区生态环境保护及基础设施建设意义重大,未来应更加深入分析气候变化及人类活动对其的影响。

关键词：地表土壤冻融时空演变特征内蒙古气候变化人类活动

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四川省水质评价及时空特征分析

节水灌溉 2025年

作者：乔宇豪贾飚徐芬芳王康朱焱武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室内蒙古自治区水利科学研究院

为了对四川省主要河段的水质状况和时空分布特征进行系统分析，本文基于2021年四川省内86个水质断面的监测数据，采用综合水质标识指数进行水质评价，比较平均系数法、变异系数法和熵值赋权法3种赋权方法的评价结果，对岷江、沱江进行... 详细信息

为了对四川省主要河段的水质状况和时空分布特征进行系统分析，本文基于2021年四川省内86个水质断面的监测数据，采用综合水质标识指数进行水质评价，比较平均系数法、变异系数法和熵值赋权法3种赋权方法的评价结果，对岷江、沱江进行水质的空间特征分析。结果显示，2021年全省断面全部是Ⅰ～Ⅱ类水，总体水质为优。年内水质的特征是：6月份出现Ⅳ类水断面，其污染指标是氨氮和高锰酸盐指数，其余月份只有少量Ⅲ类水断面。岷江上游断面WQI为1.48，下游断面WQI值为2.15；沱江的水质断面WQI值在2.08～2.32间波动。可以得出结论：四川省2021年全省水质良好，表明近年的水环境治理成果显著，但夏季时仍有超标断面；河流在流经大型城市后污染物含量会明显升高，下游断面WQI值随之上升，流动过程中污染物会衰减，二者共同影响着河流水质的空间分布。

关键词：四川省综合标识指数法水质评价时空特征分析

哺乳动物多能干细胞:在创建疾病模型、发病机制、药物发现和个性化治疗中的作用

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中国组织工程研究 2025年第1期29卷 136-146页

作者：许文强陈浩林颜昌徐涛谢雅彬李雪玲内蒙古自治区低氧转化医学重点实验室医学技术与麻醉学院基础医学与法医学院包头医学院内蒙古自治区包头市014060 草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室内蒙古大学内蒙古自治区呼和浩特市010010 大连医科大学附属第一医院大连医科大学辽宁省大连市116000

背景:多能干细胞的自我更新和多向分化的特征有可能彻底改变人们对生物学、医学、发育和疾病的理解。干细胞在胚胎发育的早期发挥着重要作用,研究干细胞可以深入理解生物体发育和组织器官形成的基本原理,探索各种疾病的潜在机制,研究受... 详细信息

背景:多能干细胞的自我更新和多向分化的特征有可能彻底改变人们对生物学、医学、发育和疾病的理解。干细胞在胚胎发育的早期发挥着重要作用,研究干细胞可以深入理解生物体发育和组织器官形成的基本原理,探索各种疾病的潜在机制,研究受损组织和器官的修复和再生,以及推动药物发现和个性化治疗。目的:回顾多能干细胞的研究历程,并对多能干细胞的基本类别进行归纳总结,同时阐述常见哺乳动物中各类多能干细胞的建系情况。方法:应用计算机检索PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库,检索词为“多能干细胞,胚胎干细胞,诱导多能干细胞,扩展多能干细胞,家畜多能干细胞,Pluripotent stem cells,Embryonic stem cells,Induced pluripotent stem cells,Expanded potential stem cells,Livestock pluripotent stem cells等”,根据纳入标准和排除标准系统地筛选与哺乳动物多能干细胞相关的文献99篇进行综述分析。结果与结论:(1)小鼠胚胎干细胞经典理论认为,干细胞的多能态分为“初始”(na?ve)态和“始发”(primed)态两种,na?ve态对应于早期胚胎未植入子宫壁前的囊胚内细胞团;primed态对应于植入后的上胚层,二者在表观遗传特征、转录活性、外部信号依赖性和代谢表型等方面存在显著的特征差异;后来研究发现在初始态和始发态之间,还存在一个过渡状态——“形成态”(formative态);事实上,胚胎干细胞的多能性属于连续阶段的发展进程,而不是某种独立的细胞状态。(2)除了从囊胚内细胞团获得多能干细胞之外,还有多种多能干细胞获得方式和建系方法:如利用来源于小鼠胎儿原始生殖细胞所建立的胚胎生殖干细胞;利用Oct3/4,Sox2,c-Myc和Klf4因子诱导成年小鼠和人的成纤维细胞去分化所建立的诱导多能干细胞;体细胞核移植,孤雌激活,以及从新生或成体睾丸组织或卵巢组织中分离并进行类胚胎干细胞培养所建立的胚胎干细胞样细胞系;来源于多种成体组织的极小胚胎样干细胞和来源于前囊胚期的扩展多能干细胞,这些多能干细胞的共同特征为不断自我更新,表达核心多能因子,并具备原始三胚层分化能力。(3)目前,多能干细胞正在被用于疾病建模,以便研究不同疾病的机制并开发新的药物。同时,科学家正在尝试用多能干细胞培养各种组织和器官,为再生医学和移植提供新的可能性。然而,多能干细胞的临床应用面临着安全性挑战,包括细胞畸变和免疫排斥问题。不断改进多能干细胞的产生方法,将使其更安全、高效地适用于临床。(4)借鉴小鼠和人多能干细胞的获得方式和建系方法,研究者们已经在家畜中建立了各类多能干细胞,包括胚胎干细胞、诱导性多能干细胞、生殖细胞谱系的多能干细胞和扩展多能干细胞,这将为动物繁殖育种、基因工程、疾病模型、新药筛选和野生濒危动物保护提供新的途径。

关键词：多能干细胞胚胎干细胞诱导多能干细胞扩展多能干细胞家畜多能干细胞患者特异性多能干细胞

基于人工智能的矿用带式输送机故障诊断模型研究

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金属矿山 2025年

作者：李洪亮王庆华内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古自治区矿业工程重点实验室内蒙古自治区煤炭安全开采与利用工程技术研究中心内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心

为了提高矿用带式输送机故障诊断的准确率,针对传统的BP神经网络故障诊断模型诊断精度较低、泛化能力差、对初始权值和阈值敏感、容易产生过拟合等问题,提出了一种新的智能故障诊断模型。首先,采用主成分分析法(PCA)对数据样本进行处理... 详细信息

为了提高矿用带式输送机故障诊断的准确率,针对传统的BP神经网络故障诊断模型诊断精度较低、泛化能力差、对初始权值和阈值敏感、容易产生过拟合等问题,提出了一种新的智能故障诊断模型。首先,采用主成分分析法(PCA)对数据样本进行处理,以降低数据的噪声和维度;然后利用隐藏层经验公式确定BP神经网络隐藏层神经元个数选取范围,在此基础上采用穷举算法和粒子群算法(PSO)组成嵌套粒子群算法(NPSO)对BP神经网络隐含层神经元个数、权值和阈值进行全局寻优,最终构建了基于PCA-NPSO-BP的智能故障诊断模型。基于实例,通过MATLAB软件仿真测试的结果显示,PCA-NPSO-BP故障诊断模型的诊断精度高于基于灰狼算法优化BP神经网络和基于遗传算法优化BP神经网络的诊断模型。

关键词：带式输送机主成分分析法嵌套粒子群算法 BP神经网络故障诊断

儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统研发与应用

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1834-1840页

作者：奥晓静李琨刘宇航杨潇暄王星李志军任小燕张少杰内蒙古医科大学中医学院内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学基础医学院解剖学教研室内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学研究生院内蒙古自治区呼和浩特市010000 内蒙古触点数字科技有限公司内蒙古自治区呼和浩特市010020 内蒙古医科大学数字医学中心内蒙古自治区呼和浩特市010059 内蒙古医科大学附属医院内分泌科内蒙古自治区呼和浩特市010059

背景:目前已有成人腧穴三维数字化、可视化系统的相关研究,但基于真实儿童数字化断层解剖数据集对儿童腧穴可视化相关的研究报道并不多见。目的:设计研发儿童颈项部腧穴数字三维可视化系统,为针灸学、经络腧穴学教学、针灸临床、针刺施... 详细信息

背景:目前已有成人腧穴三维数字化、可视化系统的相关研究,但基于真实儿童数字化断层解剖数据集对儿童腧穴可视化相关的研究报道并不多见。目的:设计研发儿童颈项部腧穴数字三维可视化系统,为针灸学、经络腧穴学教学、针灸临床、针刺施术手法练习及针刺安全性研究提供依据,并为研发儿童腧穴仿真系统提供基础。方法:基于真实学龄前男童断层解剖数据集,运用PhotoShop 2021与Digihuman Reconstruction System软件完成儿童颈项部三维数字化虚拟解剖模型及内部多器官三维重建;通过Unity数据库语言编制风府、风池等11个腧穴的数据库;在Unity3D软件中整合儿童颈项部解剖立体模型、腧穴数据库及编写针刺操作代码,成功创建集仿真腧穴定位、三维腧穴解剖、针刺训练、临床教学及针刺安全性研究等多功能于一体的儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统。结果与结论:①该研究基于真实儿童标本,采用手动逐层分割断面图像法以最大程度确保3D模型精度。使用3D软件Digihuman Reconstruction System提取和保存独立分割数据,与PhotoShop 2021软件共同完成儿童颈项部外层皮肤与其内部骨性结构、颈部脊髓、血管和神经、肌肉及韧带等数十个三维重建解剖结构模型。于MeshLab软件中完成各独立结构基本形态和整体轮廓完整性核验工作,并利用3-maticresearch13.0软件进行最终精细化调校及解剖位置确认,成功模拟还原学龄前儿童颈项部真实解剖形态。②依据并参考中华人民共和国国家标准收集整理儿童颈项部常用腧穴的名称、所属经脉、定位、局部解剖、进针层次、针刺方法、针刺意外与预防、腧穴主治、二维解剖断层图像等8个方面内容形成腧穴数据库。③运用Unity3D软件将儿童颈项部三维模型、针刺模拟操作和腧穴数据库三者整合,成功构建三维数字儿童颈项部腧穴可视化系统。该系统可显示儿童颈项部腧穴的信息、二维三维解剖结构,并实现了儿童颈项部腧穴的二维、三维针刺模拟功能及针刺安全性研究功能。基于真实儿童标本超薄断层解剖数据集,构建了首个儿童颈项部腧穴三维数字化、可视化系统,较既往腧穴系统更贴合亚洲儿童的解剖形态学发育特点,在针刺安全性研究、临床教学及针刺模拟训练等领域具有极高的应用价值。

关键词：腧穴三维可视化断层解剖仿真系统儿童

儿童颈椎神经弓中心软骨联合形态发育的数字解剖学特征

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中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3138-3146页

作者：伊钰营孙瑞芬尹兆正李磊张凤珍李梓瑜李琨任小燕王星张少杰内蒙古医科大学研究生院内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学第二附属医院影像中心内蒙古自治区呼和浩特市010000 内蒙古医科大学基础医学院人体解剖教研室内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学数字医学中心内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学附属医院内分泌科内蒙古自治区呼和浩特市010050

背景:随着国内外学者对儿童颈椎相关疾病重视程度的提升,探知不同年龄儿童颈椎形态发育解剖学指标及变化规律的需求不断提高。目的:通过测量1-6岁儿童C_(2)-C_(7)神经弓中心软骨联合解剖学位置指标,探讨及分析儿童不同年龄和椎序间形态... 详细信息

背景:随着国内外学者对儿童颈椎相关疾病重视程度的提升,探知不同年龄儿童颈椎形态发育解剖学指标及变化规律的需求不断提高。目的:通过测量1-6岁儿童C_(2)-C_(7)神经弓中心软骨联合解剖学位置指标,探讨及分析儿童不同年龄和椎序间形态发育的变化规律。方法:回顾性收集了省级三甲医院1-6岁儿童正常颈椎CT影像资料160例,按照1周岁为一个年龄组分6组,将连续扫描的颈椎断层影像原始数据导入Mimics 16.0软件中,在二维图像窗口下,选择Measurements测量工具分别在冠状面及横断面上对颈椎C_(2)-C_(7)节段神经弓中心软骨联合的解剖学位置指标进行测量和分析。结果与结论:①C_(2)-C_(7)神经弓中心软骨联合两侧间距离、神经弓中心软骨联合左右侧与横突的距离均随着年龄增长逐渐增大,各颈椎节段椎骨整体发育较神经弓中心软骨联合骨化速度快;②C_(2)-C_(7)神经弓中心软骨联合两侧横断面夹角随年龄增长逐渐增大、神经弓中心软骨联合左右侧与椎体前后缘的夹角均逐渐减小,颈椎节段神经弓中心软骨联合两侧趋于向椎弓部位生长,主要促进椎弓的生长发育;③除C_(7)以外,其他椎段随着颈椎下行神经弓中心软骨联合两侧冠状面夹角变化较小,颈椎的神经弓中心软骨联合更偏向于纵向生长与骨化;④C_(7)的神经弓中心软骨联合位置变化与其余颈椎节段有明显差异;⑤儿童C_(2)-C_(7)神经弓中心软骨联合位置解剖学指标在不同年龄段和不同椎体之间有明显发育规律,且这些规律有助于儿童颈椎疾病的临床诊断与治疗。

关键词：儿童颈椎颈椎疾病神经弓中心软骨联合形态发育

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煤岩瓦斯动力灾害事故统计及发生规律分析

金属矿山 2025年

作者：刘业娇高富段泽宇崔梦圆周爱桃内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古自治区矿业工程重点实验室内蒙古自治区煤炭安全开采与利用工程技术研究中心内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院

为了深入分析中国煤矿瓦斯动力灾害事故特征及发生规律,采用数据统计及图表分析法,以2009—2023年中国110起煤岩瓦斯动力灾害事故为数据基础,从事故类型、事故等级、地区分布与时间分布4个维度进行梳理分析。结果表明:中国煤矿瓦斯动力... 详细信息

为了深入分析中国煤矿瓦斯动力灾害事故特征及发生规律,采用数据统计及图表分析法,以2009—2023年中国110起煤岩瓦斯动力灾害事故为数据基础,从事故类型、事故等级、地区分布与时间分布4个维度进行梳理分析。结果表明:中国煤矿瓦斯动力灾害事故类型以煤与瓦斯突出为主,事故等级以较大事故为主,地区分布呈现北多南少、西南地区偏多的规律,发生时间主要集中在3月份及10—12月份;煤岩瓦斯复合动力灾害事故主要集中在开采深度500 m以下,多发生在中国中部及东部地区。从预防煤与瓦斯突出、加强应急救援能力、减少地区特征影响及加强事故多发月份管理4个方面提出安全防治措施。此次事故统计分析对煤炭企业煤岩瓦斯动力灾害安全防治及后续相关研究有着指导作用。

关键词：煤岩瓦斯动力灾害发生规律事故类型地区分布防治措施

青少年颈椎间盘突出症有限元模型建立及应力分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 448-454页

作者：赵宇昕亮亮金凤许阳阳康志杰方源和雨洁王星王海燕李筱贺内蒙古医科大学基础医学院人体解剖教研室内蒙古自治区呼和浩特市010010 内蒙古医科大学第一临床医学院内蒙古自治区呼和浩特市010010 内蒙古医科大学附属医院影像科内蒙古自治区呼和浩特市010010 长治市人民医院康复医学科山西省长治市046000

背景:颈椎间盘突出症可引起肩颈部疼痛、上肢放射性疼痛,发病率逐年上升并趋于年轻化,充分了解青少年颈椎生物力学特点,对于延缓青少年颈椎间盘突出症具有重要意义。目的:利用有限元分析技术重建正常青少年及青少年颈椎间盘突出症患者... 详细信息

背景:颈椎间盘突出症可引起肩颈部疼痛、上肢放射性疼痛,发病率逐年上升并趋于年轻化,充分了解青少年颈椎生物力学特点,对于延缓青少年颈椎间盘突出症具有重要意义。目的:利用有限元分析技术重建正常青少年及青少年颈椎间盘突出症患者的颈椎模型,分析C_(1)-T_(1)颈椎椎体活动度和纤维环、髓核、终板及小关节软骨的生物力学特征。方法:选择正常青少年和青少年颈椎间盘突出症患者各1例,将连续扫描的颈椎CT原始影像数据以DICOM格式导入Mimics 21.0,分别重建C_(1)-T_(1);随后将建立好的模型导入3-Matic软件进行椎间盘重建,将完善的模型导入Hypermesh软件,对椎体、髓核、纤维环、韧带进行网格划分,生成有效的几何模型,赋予材料属性后将最终模型导入ABAQUS软件中。观察C_(1)-C_(7)各节段颈椎椎体在不同工况下的关节活动度,并分析各节段颈椎纤维环、髓核、终板及小关节软骨的生物力学特征。结果与结论:(1)正常青少年与颈椎间盘突出症青少年患者颈椎模型C1在6种工况下的关节活动度均高于其他椎体,且正常青少年各节段颈椎椎体活动度均大于颈椎间盘突出症青少年患者;(2)正常青少年颈椎模型纤维环及髓核应力最大值在C_(2-3)左侧屈工况(0.43 MPa,0.17 MPa),颈椎间盘突出症青少年患者颈椎模型应力最大值在C_(7)-T_(1)左侧屈工况(0.54 MPa,0.18 MPa);(3)正常青少年颈椎模型终板应力最大值在C_(3)上终板左侧屈工况(1.46 MPa),颈椎间盘突出症青少年患者模型终板应力最大值在C7下终板左侧屈工况(1.32 MPa);(4)正常青少年颈椎小关节软骨应力最大值在C_(2-3)左旋转工况(0.98 MPa),颈椎间盘突出青少年患者的小关节软骨在不同工况下以C_(1-2)应力增加最明显,应力最大在左侧屈(3.50 MPa);(5)提示与正常青少年相比,颈椎间盘突出症青少年患者颈椎曲度改变,颈椎整体关节活动度下降;颈椎间盘突出症青少年患者纤维环、髓核及终板在C_(7)-T_(1)节段应力明显增大;C_(1-2)左侧小关节软骨应力明显,颈椎曲度异常可能是引起应力改变的主要因素。

关键词：青少年颈椎间盘突出症颈椎应力有限元分析生物力学