2017, 6(5):1-7. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201705001
摘要:以磁性四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子和可降解聚合物聚乳酸-羟基乙酸共聚物为原料,采用乳 化-溶剂挥发法制备获得磁性聚合物微球。通过傅里叶红外光谱、热失重曲线、透射电子显微镜、振 动样品磁强计对所制备的磁性聚合物微球的各项性能进行表征,并利用高频磁感应设备测定磁性聚合 物微球的磁感应加热性能。结果表明,所制备的两种磁性聚合物微球中 Fe3O4 纳米粒子的含量分别为 10.1% 和 18.8%,其比饱和磁化强度分别为 2.3 emu/g 和 6.8 emu/g;在高频磁场作用下,8 min 内升温 分别可达到 9℃ 和 16.5℃,完全满足肿瘤磁热疗的升温需求,在肿瘤磁热疗及热化疗结合治疗中有着 很好的应用潜力。
2017, 6(5):8-18. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201705002
摘要:随着 GPU 通用计算能力的不断发展,一些新的更高效的处理技术应用到图像处理领域。目前 已有一些图像处理算法移植到 GPU 中且取得了不错的加速效果,但这些算法没有充分利用 CPU/GPU 组成的异构系统中各处理单元的计算能力。文章在研究 GPU 编程模型和并行算法设计的基础上,提出 了 CPU/GPU 异构环境下图像协同并行处理模型。该模型充分考虑异构系统中各处理单元的计算能力, 通过图像中值滤波算法,验证了 CPU/GPU 环境下协同并行处理模型在高分辨率灰度图像处理中的有效 性。实验结果表明,该模型在 CPU/GPU 异构环境下通用性较好,容易扩展到其他图像处理算法。
2017, 6(5):19-31. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201705003
摘要:癫痫是一种较为常见的脑部疾病,也是一种长期性神经系统疾患。目前全球有大量的患者饱受 癫痫带来的痛苦。癫痫虽然不能根治,但是约 70% 癫痫病例的抽搐发作可以通过药物控制。电子健康病 历蕴含着众多癫痫患者的信息,为个性化药物的处方提供了海量大数据资源。文章通过对医疗电子病例 进行大数据分析,提出一种基于隐性反馈模型与交叉推荐的药物推荐方法(Implicit Feedback and Crossing Recommendation,IFCR),以帮助医生选择合适的药物。该方法通过分析患者的看病历史以及相似患者 的看病经历,建立患者症状与医生用药之间的对应关系,从而根据患者症状为医生提供药物推荐。与基 于人工神经网络的药物推荐系统进行对比试验发现,文章提出的药物推荐系统在召回率上具有显著优 势,而在精确率上二者各有优劣。总体来看,文章所提出的 IFCR 方法效果更为出色。最后,通过对两 种方法的推荐结果做进一步分析发现,二者推荐倾向不同,因此存在建立集成模型的可能。
2017, 6(5):32-39. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201705004
摘要:基于区域的几何活动轮廓(Chan-Vese,CV)模型是乳腺超声图像中常用的一种分割算法。但传 统的 CV 模型不能满足乳腺超声图像分割精度高、速度快的要求。因此,文章提出了一种基于指数加权 平均比率(Ratio of Exponential Weighted Averages,ROEWA)算子改进的 CV 模型,用于乳腺超声图像中病 灶区域的分割。首先,计算乳腺超声图像的 ROEWA 算子。其次,基于图像的 ROEWA 算子构建边缘指 示函数,用于代替 CV 模型中的 Dirac 项。最后,去除平滑项,从而提高曲线演化的速度。实验结果表 明,文章提出的算法不仅能提高分割的精度,而且能显著提高分割的速度。
2017, 6(5):40-54. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201705005
摘要:随着 3D 建模技术的快速发展,互联网上可用的 3D 模型库出现了爆炸式增长,越来越多的 3D 模型可以方便地通过网络下载使用。这直接促使了 3D 形状检索技术的发展,即给出特定的搜索信息, 要求系统搜索出符合要求的、相似的 3D 模型。文章提出了一种新的 3D 形状检索方法,以 3D 模型作为 输入,系统将会从模型数据库中自动检索出与输入形状最相似的模型。对于给定的输入模型以及数据库 中的每一个模型,首先由计算机生成多幅在不同视角下的 2D 草图;然后,应用 Gabor 滤波器对每一幅 2D 草图提取图像上的局部特征,并对特征进行量化,从而得到代表该图像特征的直方图,这样对于每 一个 3D 模型将得到多个代表该模型的直方图;最终,通过对比两个模型之间直方图的相似性,可以得 到它们的相似性值,从而检索出与输入模型最相似的模型。文章所提出的方法通过采取 2D 图像分析方 法提取能反映 3D 模型的特征并计算出模型之间的相似性值。经过测试,在一些公开的数据集上得到了 较好的效果。
2017, 6(5):55-68. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201705006
摘要:重复序列在基因组中普遍存在,大量实验证实其在生物进化过程中起着重要作用。目前,重复 序列的发现与识别技术已经成为基因组学的研究热点,文章分类总结了有关这方面的研究进展,并对相 关工具的功能特点进行了简要分析,同时对重复序列发展趋势进行了总结和展望。
2017, 6(5):69-75. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201705007
摘要:文章选取缺血性心肌病患者和对照组收集的外周血,对其采用微阵列数据集进行转录组分析, 分为两个部分进行。在第一部分,从 3 组缺血性心肌病患者样本与健康对照的数据集分析中,确定了 3 个重要基因——成纤维细胞生长因子结合蛋白 2(FGFBP2)、葡萄糖-果糖氧化还原酶结构域(GFOD1)和 伴皮层下囊肿的巨脑性白质脑病(MLC1),可作为潜在的 mRNA 生物标志物。在第二部分,从 3 个时间 点(发作当天、恢复 4~6 天及恢复 6 个月)收集了 2 组基因表达数据集。基因代谢途径的差异性分析表 明,与对照组对比,发作组和恢复组涉及到炎症和免疫途径;与恢复 6 个月组对比,发作组和恢复组 (4~6 天)涉及到代谢途径或神经分泌。这显示了缺血性心肌病的发作和恢复期间的生物学过程变化。实 验结果表明,3 种潜在的 mRNA 生物标志物——FGFBP2、GFOD1 和 MLC1,涉及到缺血性心肌病不同 的代谢通路,具有连续的生物学过程变化。
2017, 6(5):76-82. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201705008
摘要:红外理疗采用红外光对人体部位进行照射,已在各种疾病的辅助治疗中得到了广泛的应用。红 外理疗效果一般由医护人员根据经验进行定性评估,目前鲜有关于红外理疗效果定量分析的报道。鉴于 理疗身体部位血流信息的变化能反映红外理疗效果,实现无创、安全、实时监测红外理疗过程中的血流 信息,将有助于引导红外理疗的疗程安排,提升红外理疗效果。文章提出一种基于生物阻抗的方法对手 臂血流红外理疗效果进行评估。首先,选用 BIOPAC 生理信息记录仪为系统核心,利用二电极法测量人 体心电信号,四电极法同步测量人体手臂在红外光照射前、中、后的生物阻抗变化;其次,通过小波变 换进行基线漂移去除与特征提取分析,并运用朴素贝叶斯模型对特征点的稳定性进行评估。实验结果表 明:手臂生物阻抗信号特征频率与心率变化趋势相同,平均数值误差在 0.09%~1.60%;经红外光照射 后,手臂生物阻抗单周期信号内次级波与主波比值上升,幅度为 3.91%~13.05%,即生物阻抗信号能够 反应手臂血流信息,且具有感知红外理疗过程中血流变化的灵敏性。
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