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陕西省科技期刊编辑学会
最新刊期
2023 年 第 3 期
- 摘要：计算机辅助技术在肺部疾病筛查方面已经取得显著成效，然而现有研究大多面向已知类型的疾病进行建模，对未知类型疾病极易带来误诊及漏诊风险，且主要以追求高准确率为目标，对误诊及漏诊未加以约束，导致其难以应用于实际临床场景。针对以上问题，该文提出更适用于临床的计算机辅助肺部疾病筛查目标，即保证零漏诊率的同时降低误诊率。为完成上述肺部疾病筛查目标，该文基于单类别分类思想提出改进变分自编码网络对肺部疾病初筛，并提取X光片图像的深度编码特征，接着，融合基于医生经验的影像组学特征以及深度学习特征之间的互补优势，构建一个集成学习模型，最终完成肺部疾病的筛查。在仅有正常X光片图像参与训练的情况下，提升了所构建模型的分类效果，降低了模型的漏诊率。实验结果AUC值为0.984 8±0.002 3，漏诊率为0时，误诊率降低至0.149 8±0.005 7，证明该方法可以有效达到该文的肺部疾病筛查目标。与此同时，对比了所构建的集成模型以及单独的深度学习模型的筛查效果，发现集成模型明显优于深度学习模型，进一步凸显了融合医生经验的有效性。关键词：肺部疾病筛查;胸部X光片;影像组学;单类别分类;集成学习
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：抑郁症是当前高发的心理和精神疾病之一，传统诊断方式存在依赖医生经验的主观局限性，人工智能应用到抑郁症的检测中可以进行特定的数据分析，从而辅助提高心理与精神疾病的诊断效率。知识驱动的第一代抑郁症检测只能解决完全信息和结构化环境下的确定性问题，抑郁症相关特征的选择会直接影响识别结果；数据驱动的第二代抑郁症检测需要大量数据推动，仅依靠黑盒模型下得出的结果不够可信；第三代抑郁症检测通过信息融合，结合不同来源的异构信息，确保处理信息的高质量，充分利用前两代抑郁症分析系统各自的优势，手工提取的特征融合深度特征可以更好地挖掘到抑郁特征信息，决策融合具有很强的容错性，融合后的模型能增加结果的可靠度，更加全面地对抑郁症数据进行分析。该文对现有研究成果进行总结与分析，指出了人工智能抑郁症诊断研究未来的发展方向。关键词：人工智能;抑郁症诊断;机器学习;深度学习;信息融合
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：随着青光眼等前节疾病发病率的增加，眼前节图像的分析受到越来越多的关注。其中，巩膜突（scleral spur，SS）的精确定位对眼前节结构参数的测量和临床诊断具有重要意义。面向眼前节光学相干断层扫描图像提出了一种由“粗”到“细”的两阶段巩膜突自动定位网络。首先，通过一个ROI区域检测网络来识别以巩膜突为中心的ROI区域，在骨干网络中加入ACmix模块，提升了网络的特征提取能力。然后使用轻量级网络Lite-HRNet作为微调修正网络进一步提取ROI图像细节特征，基于热图回归得到更加精确的巩膜突位置。最后通过在两个数据集进行验证，分别将巩膜突定位平均误差降至11.74和9.82。实验证明该方法优于现有其他基于深度学习的方法，具有良好的定位效果。关键词：巩膜突定位;眼前节光学相干断层扫描;深度卷积网络
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：乳腺癌磁共振成像（nuclear magnetic resonance imaging，MRI）数据由于不同医院采集方式不同、设备不同或病人等自身原因，会存在同一病人不同序列缺失的问题。目前主流的图像生成对抗网络Pix2Pix和Cycle-consistency是医学图像生成的两种主要模式，这类方法要求不同MRI序列数据配对出现，难以处理存在缺失的数据，此外，该类方法往往关注整幅图像的生成质量，缺少对疾病诊断更有价值的病灶区域的生成质量的监控。针对以上问题，该文受配准网络（RegGAN）自适应对准图像空间分布的启发，设计了一种新的基于特征增强的双注意力配准生成对抗网络DA-RegGAN。该网络在生成器中引入卷积注意力模块，使网络更注重病灶的学习；在判别器中添加梯度正则化约束，主要解决网络训练不稳定容易出现模式崩溃的现象，使网络生成包含更清晰的病灶细节全局图。该文在1 697幅乳腺数据上开展消融实验、不同图像生成算法间的对比实验、肿瘤分类实验，进一步验证了方法的有效性。与原始RegGAN比，全局图像生成质量和局部病灶图像生成质量均得到提升，局部图像质量较原始PSNR提升了0.518，SSIM提升了0.021；全局图像质量较原始PSNR提升了0.584，SSIM提升了0.020。关键词：生成对抗网络;乳腺MRI图像生成;注意力机制;梯度正则化
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：失眠是一种典型的睡眠障碍，以入睡困难、睡眠深度或频度过短、早醒及睡眠时间不足等为主要特征。临床上一些失眠患者在快速眼动（REM）睡眠期会出现明显的脑电alpha节律活动增强现象，但发生这一现象的内在机制尚不清楚。基于此，从计算神经科学的角度出发，结合Liley神经计算模型与临床失眠脑电数据，探索失眠患者在REM期典型放电节律的发生机制。首先，设计一种基于马尔可夫蒙特卡洛的Liley模型关键参数的自动选择与估计方法；其次，结合失眠患者脑电数据，确定影响alpha节律发放的模型关键参数，并据此给出失眠患者REM期脑电alpha节律活动增强的机制假设：抑制性突触活动强度的降低会诱导alpha节律活动的增强。所获结果对于改善失眠患者的睡眠质量并控制病情发展具有一定的指导作用和临床价值。关键词：失眠;脑电alpha节律;Liley模型;关键参数
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：慢性意识障碍（prolonged disorders of consciousness，PDOC）是一种由严重脑损伤导致个体意识丧失状态持续时间超过28 d的神经系统疾病，其主要包括植物状态（vegetative state，VS）和微意识状态（minimally conscious state，MCS），而MCS可进一步细分为MCS-和MCS+。PDOC的准确评估能够辅助医生制定合理的康复治疗方案，促进患者意识神经网络的恢复与重建。临床上，关于意识状态评估的主要方式为行为量表、神经影像学检查等，但这些检查方法只能获取某一时刻信息，并无法通过连续监测患者的生理病理状态来进行更为准确和完备的评估。脑电图（electroencephalogram，EEG）能够实时记录反映患者意识状态的生理病理电活动，且睡眠脑电活动与PDOC患者的意识状态紧密联系。基于此，从夜间EEG为主的多源数据出发，提出一种基于融合特征的慢性意识障碍自动评估方法。首先，对PDOC-EEG进行数据增广、滤波、去噪等预处理；其次，利用时域、频域和非线性分析方法分别提取用于刻画PDOC-EEG病理表现的特征。在此过程中，设计了具有频带功率权重的通道相干性和刻画频带相关性的分散程度两个新特征。进一步，结合眼电图（electro-oculogram，EOG）与肌电图（electromyogram，EMG）数据，提取了一种新的基于多源数据的睡眠分期时长占比特征；最后，将所提取的多个特征进行融合并分别结合随机森林和神经网络分类器实现PDOC的自动评估。该文采用俄罗斯联邦重症监护与康复临床研究中心PDOC患者数据集对所提方法进行验证。数值实验结果表明，所提方法对PDOC自动评估的准确率、灵敏度分别达到94.2%和94.1%。关键词：慢性意识障碍;脑电信号;睡眠分期;特征融合;BP神经网络
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：多模态医学语料库是医学研究、临床诊断和教学的重要工具之一。然而，现有的医学语料库大多仅有文本数据，缺乏匹配的直观图像，信息不够充分。而大量医学图像缺少明确的语义标签，导致构建语料库困难。针对上述问题，该文提出一种面向多模态医学语料库的皮肤镜图像分类方法，通过对皮肤镜图像进行精确分类获取语义标签，并结合自然语言处理方法匹配相关文本信息，从而建立图像与文本相结合的多模态语料库。首先，针对传统机器学习图像分类方法对病灶特征提取较弱且易受背景噪声影响，导致病灶分类精度差的问题，该文构建双流网络，通过融合病灶的形状与纹理特征增强病灶特征提取能力。其次，为减少特征融合导致的信息冗余，引入了基于通道注意力机制的特征筛选方法，关注关键特征并抑制噪声影响。此外，针对皮肤镜图像良恶性样本数量不均衡导致的模型优化困难问题，引入非对称损失函数，提升模型对样本不均衡的鲁棒性。在ISIC皮肤镜图像数据集上的实验结果表明，该文所提方法能够快速准确地分类皮肤镜图像，并将图像与病历文本进行精准匹配以构建多模态医学语料库。关键词：多模态语料库;皮肤镜图像;图像分类;卷积神经网络;自然语言处理
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：由于诊断成像研究的数量及复杂度不断增加，现影像科医生日常阅片任务繁重、工作负担大，为影像科医生减轻阅片负担、帮助其提高诊断效率已成为各界关注的重点。对医生影像阅片过程中的交互意图进行识别与理解，可用于开发能够提供自适应工具、优化用户工作流程的新型智能影像阅片系统，以帮助医生更高效、更准确地进行数字影像阅片任务。目前，医生进行医学影像阅片仍然主要使用基于鼠标输入的图形用户界面，为此，提出一种基于鼠标轨迹语义理解的医学影像阅片交互意图识别方法。首先，对鼠标交互轨迹进行语义分段；然后，对分段后的鼠标轨迹子序列运用逻辑推理与监督学习的方法进行交互行为语义注释。在自建的鼠标交互轨迹数据集上对所提方法进行验证，该交互意图识别方法在[0.3∶0.8∶0.1]的TIoU阈值下平均识别召回率、精确率及F均值分别达到86.7%、83.1%和85.4%。结果表明该方法可以有效地依据隐式鼠标交互数据实现医学影像阅片交互意图识别，证实了基于鼠标轨迹语义理解的交互意图识别方法在医学影像辅助阅片研究领域中的可行性及有效性。关键词：交互意图;鼠标交互轨迹;轨迹语义理解;医学影像诊断;人机交互
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发布时间：2023-06-26
医疗与人工智能
- 摘要：时空分布特征研究是历史文化遗产空间整合保护的必要前提和重要依据。以甘肃省166处石窟为例，借助GIS空间分析技术，对其时空分布特征及影响因素进行了探析。研究发现：①石窟的开龛造像呈现出先增加后减少再增加的演变趋势，魏晋南北朝和隋唐五代时期是开龛造像的高峰期；②甘肃东部形成了以天水和平凉为核心的带状高密度区，自魏晋南北朝至明清时期新开凿窟龛的高密度区依次为天水、酒泉和张掖；③石窟空间分布在不同时期发生了明显移动，分布重心表现出由东南移至西北、再持续向东南转移的特征；④石窟的时空分布主要受到地形、河流水系、地层岩性以及政治经济、佛教发展和道路交通等因素的影响。研究结论对于甘肃石窟的整合保护、价值传承和持续利用具有重要的参考意义。关键词：石窟;时空分布;影响因素;空间分析;甘肃省
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：以甘肃省全国重点文物保护单位为研究对象，基于地理信息空间分析技术，借助GIS等工具，对甘肃省国保单位的时间演变与空间布局及其影响因素进行了探究。结果表明，甘肃国保单位的分布整体呈集聚分布类型，密集区主要分布于丝绸之路沿线地区；在时间上则主要集中于魏晋南北朝与明清时期；就时空演变而言，分布重心显现出东南—西北—东南迂回移动的趋势。分析其布局成因，发现自然因素与社会因素的交互对国保单位时空类型格局的形成具有协同驱动的作用。据此对文物保护和开发利用提出了针对性建议。关键词：全国重点文物保护单位;GIS;时空分布;形成因素;甘肃省
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：为探究炳灵寺石窟第147窟风化病害与气象环境特征相关性，对比分析洞窟不同空间位置风化产物重量及温湿度特征。结果显示，5—11月是风化主要时间段，风化产物占总量的98.7%，7—8月最严重，占总量的73.4%，洞窟后部是主要风化区域，风化产物占总量的92.3%。窟内相对湿度主要受窟外降雨影响，5—10月雨季相对湿度较高，且波动较大，大于60%天数为178天。窟内不同区域相对湿度与温度呈负相关，洞窟后部空间相对湿度高于前部，上部空间低于中下部，而越靠近洞窟后部、上部，相对湿度波动越大。研究表明，第147窟风化病害程度与气象环境具有空间和时间上的对应关系，结合可溶盐分析结果，可初步推定高湿环境是第147窟风化破坏的重要环境因素。关键词：石窟寺;风化;气象环境;温度;相对湿度
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发布时间：2023-06-26
文化遗产保护
- 摘要：经典高斯和是一类特征函数与指数函数加权的求和，这类和在数论问题的研究和实际应用中占有重要的位置。该文主要研究了一类特殊高斯和的方幂求和的计算问题。通过利用初等方法、解析方法以及特征和的性质得到了当p为一个奇素数且p≡1 mod 8时，经典高斯和τ（χ8）的一类求和的精确计算公式，其中χ8表示模p的8阶特征。该结果不仅扩充了经典高斯和的研究内容，而且有助于有关方面研究工作的进一步展开。关键词：经典高斯和;初等方法;解析方法;计算公式
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：研究了Dedekind DC和的一个新的推广——poly-Dedekind DC和。Dedekind DC和中的Euler函数替换成了由polylogarithm函数定义的poly-Euler函数。利用polylogarithm函数的定义、第二类Stirling数的定义、Euler多项式的定义，得到了此类poly-Euler函数满足的一些恒等式，包括此类poly-Euler数与第二类Stirling数之间的关系，以及此类poly-Euler多项式与Euler多项式、第二类Stirling数之间的关系，并证明了此poly-Dedekind DC和满足互反关系。正如经典的Dedekind和一样，可进一步探讨其与模形式、ζ函数以及三角和的关系。关键词：poly-Dedekind DC和;polylogarithm函数;poly-Euler多项式
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：该文给出了一类新的广义Gauss和G（a，b，c，χ；q）。为寻找这些和式之间存在的潜在关系，从其定义出发，通过应用初等解析方法以及与三角和相关的一些重要性质对这类新的广义Gauss和G（a，b，c，χ；q）的四次均值进行了研究。最终通过计算给出了它的一个重要的恒等式。此结果扩充了解析数论中的经典Gauss和与Kloosterman和的内容，也为该领域的进一步发展做出了新的贡献。同时，也提出了此类领域中仍然存在且未被解决的一些和式的均值计算问题。关键词：新的广义高斯和;四次均值;初等方法;计算公式
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：关于指数和的研究在数论问题和实际应用中都具有十分重要的意义。该文主要对广义二项指数和的性质进行了深入地探讨。利用初等方法、解析方法以及同余方程解的个数研究了一类广义二项指数和四次均值的计算问题，并给出了一个精确的计算公式和渐近公式。同时，该研究结果也为高次二项指数和的计算问题提供了一些新的思路和有效方法，具有创新性。关键词：广义二项指数和;四次均值;初等方法;计算公式;渐近公式
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：指数和C（m，n，r，s；q）的高次幂均值计算与上界估计方面的研究与诸多数论问题联系密切，例如华林问题等。设p为奇素数，关注参数n=1，指数幂r=4，s=2条件下的一类二项指数和的四次幂均值计算问题。利用解析方法，借助Dirichlet特征的奇偶性、正交性及特征和的性质，研究了形如C（m，1，4，2；p）的二项指数和的四次均值计算，给出了在素数p≡3 mod 4情况下上述二项指数和的一个精确的计算公式。同时，对于此类研究内容，该文也提出了一些有待解决的公开问题。关键词：二项指数和;四次均值;计算公式;解析方法
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：半区间上D. H. Lehmer问题余项的分布性质，有助于研究整数及其逆的分布。该文讨论了半区间上D. H. Lehmer问题余项E（a，p）在不完整区间上的一种均值分布性质。利用E（a，p）与Dirichlet L-函数的关系以及Dirichlet L-函数的一些均值性质，给出了E（a，p）一种均值的几个较强的渐近公式，结合文献[4]中的结论，可以看出这两种区间上D. H. Lehmer问题余项的相消性有显著的差异。该结果不仅扩充了半区间上D. H. Lehmer问题余项的研究内容，而且有助于该领域研究工作的进一步展开。关键词：半区间上D. H. Lehmer问题;余项;Dirichlet L-函数;均值;相消性
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发布时间：2023-06-26
数论
- 摘要：根据钻井、地震和试气资料，对甘泉—富县地区本溪组的构造、古地貌、沉积相、储层和气水分布规律等进行研究。结果表明，本溪组为潮坪－泻湖－障壁沉积体系，储层主要为东、西两个平行岸线的北西向障壁砂坝砂岩，障壁砂坝分布在古岩溶高带两侧，为浅灰色石英质中粗砂岩和细砾岩。研究区中东部下伏地层为奥陶系马六段，由于缺乏马家沟储层和向下运移的通道，油气主要在本溪组东障壁成藏。研究区西南部本溪组下伏古岩溶凹槽，煤系烃源岩与马五溶蚀灰岩储层侧接，所以奥陶系成为主成藏层位，本溪组西障壁砂岩成藏相对较差。本溪组气藏主要为砂岩透镜体圈闭，少量砂岩上倾尖灭圈闭，气藏沿障壁砂坝中心厚砂体呈串珠状分布。水层主要为单层厚度小于2 m的薄砂层，为潮道或障壁边缘砂岩，个别较厚的水层砂岩平面上位于气藏之间，应该与局部存在的大断距断裂在成藏期的活动和破坏有关。干层为孔隙度小于3.2%或渗透率小于0.07×10－3μm2的致密砂岩，主要为深灰色凝灰质和浅灰色岩屑石英两种砂岩类型，二者测井孔隙度均小于3.2%，显微镜下面孔率<1%。凝灰质砂岩具有颜色深（深灰色，简称黑砂岩）、粒度细（细砂岩或粉－细砂岩）、单层厚度薄（0.5～2 m）的特点，随机夹于浅灰色障壁或潮道砂岩之中，本一段和本二段均可含一层凝灰质砂岩，镜下具火山尘杂基、燧石和岩屑含量高、基底式胶结、颗粒分选和磨圆度差等特点。致密的浅灰色岩屑石英砂岩则具有黏土质和白云质胶结、颗粒线接触－凸凹接触、压实作用强、分布不均匀等特点。根据沉积相和物性对气藏的控制，结合地震属性和含气检测等手段对有利成藏区进行预测，认为研究区本一和本二段各发育两个北西向障壁，障壁砂坝内部为有利高产能区，朝障壁边缘物性变差，产能降低；含水厚砂岩主要受燕山期北北东断裂活动的控制。关键词：本溪组;古地貌;沉积相;砂体展布;控藏因素;气藏识别
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发布时间：2023-06-26 - 摘要：使用全烃气相色谱和饱和烃色谱质谱技术对志（丹）靖（边）地区延长组长6以浅的原油开展地化研究。结果发现，这些原油的生源指标相近，均揭示了混合有机质输入的生油母质以及弱氧化-弱还原、水体分层性差的源岩沉积环境。它们的成熟度指标也相近，揭示原油均已成熟。但是，延安组和延长组石油的正构烷烃分布特征和相分馏指标明显不同：前者C18以下的正构烷烃分布凌乱并在C11处出现“错位”，甲苯/正庚烷普遍小于0.2；后者正构烷烃分布相对规律，甲苯/正庚烷普遍大于0.2。在延安组内，古河道附近原油的成熟度普遍小于远离古河道的原油，原油成熟度在平面上的分布也无规律。研究认为，研究区长6以浅的原油同源同期，均来自湖盆中心的长7烃源岩。延安组石油异常的正构烷烃分布与石油沿断裂/裂缝垂向运移过程中发生的轻重组分分离、混合有关：源自长7的石油先在延长组内沿砂体发生北东向侧向运移，然后沿断裂/裂缝垂向运移注入延安组。导油断裂/裂缝的展布控制了延安组油藏的分布，是导致延安组油藏在远离古河道的区域仍然发育的原因。关键词：鄂尔多斯盆地;延安组;志丹;靖边;原油地化;成藏
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发布时间：2023-06-26
地球科学
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