基于形态特征提取的急性下壁心肌梗死BiLSTM网络辅助诊断算法

急性下壁心肌梗死是一种病发急、进展快、致死率高的心脏疾病,该文提出一种新颖的基于形态特征提取的BiLSTM神经网络分类的急性下壁心肌梗死辅助诊断算法,可大幅度提高医生对急性下壁心肌梗死疾病的诊断效率并有助于及时确诊.算法包括:对胸痛中心数据库心拍信号进行降噪及心拍分割;根据临床心内科医学诊断指南提取了12导联波形距离特征和分导联波形幅值特征;依据提取的特征搭建LSTM与BiLSTM神经网络进行心拍的分类识别;使用PTB公开数据库和胸痛中心数据库多临床中心进行交叉验证.实验结果表明,加入胸痛中心真实临床数据后,基于形态特征提取BiLSTM神经网络的急性下壁心肌梗死辅助诊断算法准确率达到99.72％,精度达到99.53％,灵敏度达到100.00％,同时F1-Score达到99.76.该算法比其他现有算法准确率提高至少1％,该项研究具有非常重要的临床应用价值.     

活化部分凝血活酶时间检测石墨烯传感器的研制

石墨烯(Graphene,GR)作为一种革命性的材料具有优异的理化特性,其优异的导电性对凝血电化学传感器的研制极其重要。目前大型凝血检测仪器操作复杂、耗时较长,且对活化部分凝血活酶时间(APTT)指标的POCT检测较少。针对这一现状,设计制作一种可以用于APTT指标检测,基于丝网印刷技术的GR改性增强型电化学传感器十分必要。通过凝血酶切割凝血酶底物实验验证计时电流法检测活化部分凝血活酶时间原理的可行性,测量血浆活化部分凝血活酶时间参数,同时使用SYSMEX CS 5100光学凝血仪验证测量结果。实验表明,丝网印刷GR改性电极具有良好的一致性,其阻抗测试变异系数为2.71%。凝血酶实验中,GR改性电化学传感器检测的电流响应强度较改性前的电化学传感器增加了16±1%,重复出峰时间和峰值电流变异系数分别为3.29%和3.13%。选取3组血样APTT值,能够清晰地显示出区分度,且每组APTT重复实验的出峰时间变异系数分别为3.20%,3.25%和2.84%,实验结果与医院的临床结果线性拟合决定系数R~2为0.978。GR改性增强型电化学传感器在APTT测试中显示出了较好地重复性,具有在多种场合下进行即时检测的潜力。     

负前角刀具切削加工机理的有限元仿真分析

利用有限元仿真方法对-80°-0°刀具负前角时切削过程进行二维正交切削仿真试验,研究了负前角刀具切削加工过程和切屑产生的必要条件以及不同刀具负前角下切削力分量的主导作用和相互影响规律。结果表明:负前角切削过程中首先产生刀尖点处的集中变形点a;随着切削进行,产生自由端面上的集中变形点b;集中变形点a、b相向扩展,形成集中剪切滑移带,进而产生切屑;负前角切削加工中,存在临界负前角使切削加工不产生切屑;随着负前角绝对值增大,加工所需的切削力也随之急剧增大,越来越难产生切屑。     

衍射光栅槽形隆起的数学建模及演变规律

以79g/mm的中阶梯衍射光栅为目标,研究衍射光栅机械刻划过程中铝膜的槽形隆起机制。首先,经过4次坐标变换,建立了光栅槽形的塑流剖面。然后,基于Lee and Shaffer提出的滑移线场模型,在塑流剖面内建立起包含滞留区域的滑移现场模型,并根据Dewhurst and Collins提出的矩阵算法对滑移线场进行求解,最终得到槽形隆起尺寸模型。最后,通过DEFORM软件对槽形隆起尺寸的演变规律进行模拟分析。     

大功率垂直腔底发射半导体激光器的光束质量

从M2因子、远场发散角、近场及远场光强分布等方面对大功率底发射半导体激光器光束质量进行研究,分析了不同器件参数对光束质量的影响,为寻找有效改善光束质量的方法提供了依据。设计了一种具有新型排列方式的垂直腔面发射半导体激光(VCSEL)阵列。通过调制阵列中各单元直径以及单元间距,在4 A的工作电流下得到1 kW/cm2的高功率密度和高斯远场分布。与具有相同出光面积的单管器件和4×4二维阵列比较,新型阵列的光谱特性及光束质量均具有优越性。     

脉冲镀金在半导体激光器中的应用及工艺优化

为提高半导体激光器芯片的焊接成功率以及器件的性能寿命,采用脉冲电镀技术在半导体激光器芯片 P 面沉积了厚金层,详细研究了镀金液 pH 值和电流通断比对镀金层组织形貌、表面粗糙度、内应力、沉积均匀性以及粘附力的影响规律。结果表明,表面粗糙度随 pH 值的升高或通断比的提高而增大。沉积均匀性随 pH 的增大先降低后升高,而随通断比的增大而变差。pH 较大（＞10．0）或较小（＜8．5）时,镀金层粘附性均不理想。而通断比对镀金层的粘附性影响不大。不同条件下,金膜内应力均为张应力,大小为29～88 MPa。     

共振扫描显微成像中的图像畸变校正

设计了一种校正算法用于校正双光子荧光显微镜等高速扫描成像系统中共振振镜扫描导致的图像畸变。首先对共振振镜的扫描运动建立模型,推导出非线性扫描的运动公式,进而得到图像畸变公式;然后对一块朗奇光栅样品扫描成像,设计了多峰高斯拟合算法得到光栅所有条纹的宽度变化并通过最小二乘法将条纹宽度数据拟合成一条畸变曲线;最后利用畸变曲线对图像进行校正。结果表明:采用提出的校正算法可使系统最大畸变减小到传统正弦校正方法的1/3,相对畸变减小到1/5,校正效果比传统的正弦校正法提高了2倍。由于提出的曲线拟合校正算法不用增加额外的光路,且不需要切割边缘图像,故显示了极好的图像使用效率和校正效果。     

高能γ光子成像针孔准直器的解析设计方法

在对高辐射环境进行射线源分布成像时,需要为γ相机设计专门的用于高能光子成像的针孔准直器。为了简化针孔准直器的设计过程,使用几个新的解析公式来描述准直器各参数与性能间的关系。首先,采用解析方法推导了更通用的有效孔径公式、角分辨率公式和几何相对效率公式;然后,与采用蒙特卡罗方法模拟计算得到的数值进行比较。结果表明,解析方法提供的计算结果在一定范围内准确可靠。因此,本工作使用的针孔准直器解析设计方法简单方便,物理图像清晰,具有一定的实用价值。     

基于偏最小二乘留一交叉验证法的近红外光谱建模样品选择方法的研究

目的提出一种新的挑选定标集的方法-偏最小二乘留一交叉验证法。方法以玉米为例,通过对玉米中水分含量的实际建模与外部验证,根据主成分数、相关系数、预测均方根差以及相对分析误差(ratio of performance to standard deviate,RPD)等因素,综合比较4种定标集挑选方法的优缺点。结果偏最小二乘留一交叉验证法结合样品和光谱性质,在保持原始样品覆盖范围的基础上,挑选出的定标集所建立的模型具有较低的模型复杂程度、较高的验证相关系数以及较高的RPD值。结论该方法既克服了随机挑选法存在的样品代表性不足的风险,同时也避免了含量梯度法和计算机识别法只考虑样品或者光谱的单一性质的不足,同时该方法具有操作简单、易于推广等优点,为食品安全检测提供了一种新的筛选样品的方法。     

基于自适应驱散机制的粒子群优化算法

为克服粒子群优化算法（PSO）易陷入局部最优导致早熟收敛的问题,提出了一种新型的基于自适应驱散机制的粒子群优化（ADMPSO）算法。基本的粒子群优化算法易陷入局部最优,一般的改进算法在搜索过程之中对个体最优和全局最优结果进行调整,虽然避免了粒子群陷入局部最优,但会很大程度减慢收敛速度。提出的改进算法只有在种群快要陷入局部最优时,才会对粒子群进行有效驱散,这样不仅保证了收敛速度,又不会使粒子群陷入局部最优。对维度30的12个标准测试函数进行测试的结果表明ADMPSO算法相较于经典粒子群（General PSO,GPSO）算法、综合学习粒子群优化算法（Comprehensive Learning PSO,CLPSO）算法和动态多粒子群协调搜索优化算法（Dynamic Multi-Swarm PSO with sub-regional Harmony Search,DMS-PSO-HS）,可以更有效避免陷入局部最优,稳定地找到最优值,同时又能保证一定的收敛速度。ADMPSO算法不容易陷入局部最优和迭代次数更少的特点使得PSO算法更加实用化。