目的:在广义有限元法和时间反演算法理论的基础上研究一种新型的算法,以重建声学非均匀介质中的声源分布.方法:通过磁声耦合理论,结合声学的基本方程研究声学非均匀同心球模型感应式磁声成像(magnetoacous-tic tomography with magnetic induction,MAT-MI)正、逆问题,提出基于广义有限元法的声学非均匀媒介波动方程求解办法,对时间反演算法进行改进,采用介质声学特征先验信息,重建声速的分布,并利用该算法解决声学非均匀媒介声源重建和电导率重建的问题.结果:所提出的算法能够准确地重建声学非均匀介质中的声源分布,在重建声源的过程中可以获得声速的分布并能够很好地对图像进行重建.结论:该算法在声学非均匀媒介的MAT-MI重建问题上具有较强的优势,可为后续更加准确地重构不同声学特性和电学特性MAT-MI图像提供必要的参考数据,同时也可将MAT-MI技术向着临床应用推进一步.

城市热岛效应是一种常见的城市气候,影响着城市规划及人民的生产与生活.本文以成都市中心城区为研究区,通过采用Landsat 8 TIRS数据,运用劈窗算法反演成都市中心城区4个时间点的地表温度,并对热岛效应的时空变化及其与下垫面的关系进行了分析.结果表明:劈窗算法在无同步气象观测资料校正大气透射率的情况下精度达到1.6 K;成都市中心城区明显存在热岛效应,其面积约占中心城区面积的30％,且春夏季热岛效应的空间差异性较大;三环外热岛效应较三环内明显,武侯区和双流区之间始终存在一个温度高值区;夏季归一化差异植被指数(NDVI)与地表温度存在显著的负相关关系,这说明可以通过种植绿色植物来缓解城市热岛效应;夏季地表温度与改进的归一化差异水体指数(MNDWI)的相关性不如春季和冬季,因此,夏季用水体来缓解热岛效应可能收效甚微;归一化建筑指数(NDBI)与温度在4个时间点上均呈正相关,这说明人类活动是造成城市热岛效应的原因之一,NDBI是研究城市热岛效应的有效指标.

应用传统外科手术培训模式发展的医师队伍无法满足当前日益激增的膝关节病患就医需求,研究构建一套基于虚拟现实和力反馈技术的个性化膝关节置换手术仿真系统.采用医学影像三维重构技术创建膝关节解剖组织几何模型,应用正向CAD参数化建模技术建立手术器械的几何模型,研究三角网格体素化算法,并基于此生成组织和器械的物理体素模型;通过设备接口和虚拟代理点的坐标匹配映射建立手术器械的力触觉模型,AABB包围盒层次树作为碰撞检测模型,空间重叠相交模拟组织的切割变形,基于单点约束的力触觉渲染方法建立组织和器械的虚拟操作过程;以力反馈设备Phantom Omni和计算机为硬件平台,基于触觉引擎CHAI 3D和OpenGL等软件接口,开发构建虚拟膝关节置换手术仿真系统;将专业医学人员体验系统后实际手术操作训练时间与对照组的作比较,并采用问卷调查的形式对系统作出等级评估.结果表明,仿真系统可实现个性化膝关节置换手术沿规划路径钻孔和截骨操作的组织形变和力触觉反馈的仿真模拟,并且系统仿真的实时性能良好,视触觉刷新频率维持在60～1 000 Hz左右;统计结果显示,两组成员的实际手术操作时间存在显著性统计学差异(P＜0.04),问卷结果皆在平均优良水平(8分)之上(P＜0.05).仿真系统为个性化膝关节置换手术提供一种安全、可靠、有效的医学培训和术前演练方式.

瑞雷面波经常被用来反演地表浅层横波速度,受到越来越广泛的关注.对瑞雷波的研究一般都基于完全弹性介质,而实际地层更接近黏弹性介质,对黏弹性介质中的瑞雷面波进行模拟更具实际意义.本文采用广义标准线性体模型来描述黏弹性介质,并采用交错网格有限差分法对考虑水平自由表面的黏弹介质进行正演模拟,再与弹性介质中的结果进行对比分析.首先采用非线性最优化算法根据期望常数品质因子直接求取松弛时间来拟合常Q模型,并给出广义标准线性固体的具体算例,实施自由表面条件时采用声学-弹性边界近似法,通过剪切模量不变来考虑自由表面上、下横向应力保持连续的条件.对于非自由表面,采用非分裂的多轴卷积完全匹配层来吸收波场.然后对几种典型的数值模型进行正演模拟计算,数值解与解析解的对比验证了本文方法的准确性与有效性,正演结果的对比表明波场尤其是面波频散会受黏弹性影响,因此有必要在面波勘探中考虑黏弹性因素.

干旱与水淹胁迫是植物遭受的主要非生物胁迫,对植物的生理活动造成严重影响.本研究基于单反相机获取幼龄檀香的纵向和冠层叶片图像,使用分割算法提取叶片和颜色特征,然后讨论两种胁迫条件下多角度檀香叶片颜色变化及含水率反演.结果表明:干旱组在胁迫前期(前6d)叶片亮度降低,绿色分量增加,之后叶片亮度增加,绿色分量降低;水淹组叶片在整个胁迫周期亮度持续降低,黄色分量增加;对照组则与干旱组的变化趋势类似,但拐点出现的时间较晚.当叶片含水率在50％～70％时,随着含水率的增加,彩色图像的红(R)、绿(G)、蓝(B)通道值均会减小;但当叶片含水率小于40％时,会出现R通道值大于G通道值的现象.在使用极限学习机反演含水率时,校正后的颜色分量对拟合优度及预测精度均有所提高.纵向图像更适合用来反演叶片的含水量,决定系数和平均绝对百分比误差分别为0.8352和2.3％;而冠层图像对叶片等效水厚度的表达更准确,上述指标分别为0.7924和9.3％.

"磁共振指纹"技术一次扫描可同时获得定量的T1、T2等参数像,弥补了磁共振成像(MRI)扫描时间长,一次只能得到一种加权像的缺陷.但其经典算法需要对不同序列建立不同的字典,且字典大小直接影响量化结果.我们对基于扩展卡尔曼滤波的磁共振指纹参数量化算法进行优化,不需要建立字典,通过建立成像模型,采用卡尔曼滤波对磁共振指纹信号进行跟踪,反演得到量化参数.该方法减少了卡尔曼迭代次数,加快了参数估计的收敛速度,提升了参数量化图像的质量.

水体透明度能够直观反映湖泊水质状态,掌握长时间大尺度湖泊水体透明度是控制和改善湖泊水生态环境的关键.由于滇池的水质原位监测工作起步较晚,导致长时间序列的历史湖泊水体透明度数据的缺失.为此,以滇池为研究区,以深度神经网络算法为理论基础,以原位监测和MODIS遥感影像为数据,对2001年1月1日-2018年12月31日滇池水体透明度进行反演,并利用地理空间分析方法探讨了滇池湖泊水体透明度时空变化特征.研究结果表明:(1)提出的反演模型具有较好的性能(RMSE=0.1359,MAE=0.1134),能够客观反映湖泊水体透明度状况;(2)时间变化特征分析结果表明,滇池水体透明度总体呈现下降趋势,综合变化率为-0.08 m/10 a;(3)空间变化特征分析结果表明,水体透明度较高的区域下降率较大,水体透明度较低的区域变化趋势相对稳定,距离城区及居民区较近的水体透明度相对较低;人类活动将成为影响滇池水体透明度变化的重要因素,同时也是造成滇池水体污染的主要因素.

目的:构建一种能够较为准确地反映跨年度生存患者干预方案医保基金支出的计算方法,为医保预算影响分析(BIA)研究提供参考.方法:基于队列模型的生存率数据,以各年份中每个周期确诊的患者作为一个队列,计算各队列患者在研究年份内各状态下的人均生存周期数,即平均生存时间;在此基础上,再根据各队列的人数和各状态下的周期人均费用计算研究年份内所有队列的患者产生的总费用.以某癌症的干预方案作为示例,按所构建的计算方法进行演算,并将计算结果与目前几种常见算法结果进行比较;同时,对所构建的算法在特殊情形下的拓展情况提出应用建议.结果 与结论:所构建的算法相比目前几种常见算法,其计算过程更符合真实世界中药物干预方案相关医保基金支出的过程,且其能够灵活适应多种特殊情形下的计算需求.该算法可较为准确地计算特定年份下某一干预方案的医保基金支出,在一定程度上解决了原有算法未充分考虑跨年度生存患者或计算过程简易、粗略而导致医保基金支出预测不准确的问题,可为我国医保BIA相关研究提供更准确的方法选择.

目的 探讨预算影响分析(BIA)中药品市场份额的计算方法,以期为BIA研究提供新思路.方法 针对部分药品具有多种适应证或药品说明书适应证不够明确且与报销目录适应证表述不一致的情况,从"人次数"这一概念出发,引入样本医院、每人次平均治疗时间等参数来进行市场份额计算;同时以肝硬化治疗药物为例演示计算过程.结果 与结论 以肝硬化治疗药物为例计算市场份额的结果显示,两种算法结果具有较大差异,基于"人数"计算的市场份额大多高于基于"人次数"计算的市场份额.相较于传统基于"人数"的算法,基于"人次数"的市场份额算法可更准确地计算市场份额,可解决传统算法未充分考虑大部分药品具有多种适应证或药品说明书适应证不够明确且与报销目录表述不一致而导致的市场份额计算不准确的问题;同时,本算法还可基于样本医院的每人次平均治疗时间等参数,尝试解决患者总人次数无法通过流行病学数据获得的问题.当目标药品的适应证不够明确或存在多种适应证,或当研究者收集临床、流行病学和医疗保险资料估算目标人群数量时因必要数据缺失而导致市场容量预测结果不符合理论逻辑或实际情况时,或当目标病种具有反复发作、病程短的特点等情况时,可考虑选用本算法.