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自发性基底节区脑出血CT图像的不规则程度 与其预后相关性研究
目的:探讨自发性基底节区脑出血CT图像的不规则程度与其预后相关性.方法:随机抽取我市某医院2015年7月—2017年12月收治的50例脑出血患者作为研究对象,采用神经功能缺损量表(NIHSS)对患者治疗前后的神经功能进行评分.同时收集50例患者3d内的CT图像进行分析,运用ImageJ对分析图像进行计算,得到描述脑出血CT图像的分形维数D值,并探讨D值和自发性基底节区脑出血患的预后关系.结果:影响患者NIHSS评分的危险因素与年龄>60岁,高血压出血、出血量>30m l和D值<1.592等因素有关(P<0.05).结论:在自发性基底节区脑出血患者的治疗中,重点对年龄大、出血量多和由高血压出血的患者予以重点关注,以此改善患者的预后情况.
关键词： CT图像 预后 自发性基底节区脑出血 分形维数 -
肠道压力数据的分形分析
结肠测压是广泛使用的评价消化道功能的检查手段,对结肠运动障碍疾病的诊断有较高的价值,是其他检查手段不可替代的.本文对肠道压力数据进行分形特性的分析.通过对结肠压力数据进行预处理,采用Higuchi算法计算正常受试者和异常受试者结肠压力数据的分形维数.结果表明,该方法能够区分正常的和异常的结肠压力信号,可以作为判断肠道动力性能的辅助手段.
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基于心电图的心肌缺血非线性分析
心电图是心肌缺血检测的一种方便、经济、无创的工具,其主要的临床表现为ST-T段变化.鉴于心脏是一个混沌系统,本文从非线性角度出发,对心电图特征参数序列进行分形维数和大Lyapunov指数分析,其中特征参数序列包括:心电图RR间期,瞬时心率HR(heart rate),ST段的平均幅值STmean,ST段小幅值STmin,STmean与HR的比值STr,T波峰末间期TpTe,R波峰值Ramp,T波峰值Tamp.利用公共数据库Long-term ST database(LTST)中心肌缺血和非心肌缺血心电数据,通过统计t检验分析,除大分形维数分析中的TpTe与大Lyapunov指数分析中的Ramp和Tamp特征参数外,其余参数均有显著性差异.基于心电图的非线性分析为心肌缺血检测与诊断提供另一重要依据.
关键词： 心电图 心肌缺血 ST-T段 分形维数 Lyapunov指数 -
基于混沌、分形理论的表面肌电信号非线性分析
本文采用混沌、分形的理论和方法对表面肌电信号进行处理,通过重构相空间,分析运动过程中肌电信号的混沌、分形特性.研究表明,肌电信号具有正的李雅谱诺夫指数,表现出一定的混沌特征.通过计算两路肌电信号的分形维数,发现不同动作的肌电信号具有不同的聚类分布.该类非线性分析方法为肌电信号的机理研究和病理诊断、动作分析提供了新的思路.
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一种评价红细胞聚集的新方法:分形维数
本文根据分形理论,结合红细胞的随机运动及聚集体的不规则特征,提出了一种新的直观定量评价红细胞聚集的方法.首先介绍提取分形维数的实验方法,然后在计算机上进行红细胞聚集的模拟实验,以证明分形维数与聚集能存在相关性.结果说明以分形维数作为评价指标是可行的.后对这一新方法作简单的讨论.
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生物分形理论在医学影像学中的应用
从定性到定量是医学影像学发展的必然趋势,生物分形理论为这一趋势提供了新的理论支持.生物分形是研究生物体内部各层次与整体间的关系,以及对生物体的生化组成、形态、生理和病理等影响的理论.虽然分形理论已经发展为一个复杂的体系结构,但在医学领域中应用还处于初期阶段,分维值的多样性使数值统计缺乏基本统一的既有严格数学定义又简便实用的算法,原始医学图像往往不能直接使用定量方法,要通过去繁求简的手段来突出生物分形特征,不同器官结构各自的分维值仍需大量统计资料的界定,才能为定量诊断提供可靠的依据.尽管如此,生物分形理论蕴涵的"局部所含的信息与整体相似"这一重要思想使定量与定性得到相互统一,其应用必将大大推动医学影像学的发展.
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表面分形表征在功能梯度材料中的应用
测量了采用等离子喷涂工艺制备的ZrO2/NiCrAl系功能梯度材料水平面与垂直面的分形维数,探索了整个等离子喷涂过程计算机模拟与分形表征之间的关系,初步建立了该材料分形维数与宏观性能之间的定量关系.结果表明,随NiCrAl含量的升高,分形维数呈曲线变化,分形维数与抗弯强度具有较好的对应关系;在NiCrAl为20%～40%附近存在渗流区域,抗弯强度出现突变.
关键词： 功能梯度材料(FGM) 分形维数 抗弯强度 数值模拟 -
钨合金微观组织分形特征研究
探讨了钨合金材料微观组织的分形特征,分别用小岛法和盒维数法测定了91W-6.3Ni-2.7Fe和9 3W-4.9Ni-2.1Fe两种钨合金材料不同处理状态下的微观组织的分形维数.结果表明,钨合金材料的微观组织具有典型的分形特征,可以用分形维数定量表征钨合金材料的微观组织.对于锻造态钨合金材料,由于钨颗粒沿轴向被拉长,造成形变后的微观组织在纵、横两个截面上的分形维数出现较大差异;对于烧结态钨合金材料,纵、横截面的分形维数基本一致,随着钨含量的增加,分形维数值增大.提示我们,使用分形维数定量表征钨合金材料微观组织是可行的.
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钢的拉伸断口分维测定及应用
本文利用IBAS-2000全自动图像分析系统,运用Slit Island Analysis方法,对40号钢拉伸断口进行了实验室研究.结果表明,钢的热处理制度和拉伸试验温度对断口分维值有重要影响,室温拉伸断口分维数与延伸率呈幂函数关系.
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食管癌细胞涂片中癌细胞核改变的形态计量学研究
目的:为探索形态计量学在病理学诊断中的有效的、参数指标,并比较分形维数与传统的体视学参数中形状因子在定量描述肿瘤细胞核形态不规则程度的敏感性.方法:应用自行研制的"分形分析系统,FAS"和"多媒体彩色病理图文分析系统,MPIAS-500",收集34例经纤维胃镜活检的人食管癌细胞学涂片,分别观察其正常食管粘膜鳞状上皮细胞核和食管癌细胞核的分形维数与形状因子的改变情况.结果:发现正常食管上皮细胞核和食管癌细胞核边界的分形维数均大于其拓扑维数,即它们都具有分形特征,分别为1.0426±.0167和1.2147±0.0428,并且相互之间差异有非常显著性(P＜0.01),而形状因子分别为1.053±0.104和1.372±0.131,相互之间的差异有显著性(P＜0.05).结论:分形维数与形状因子均可定量地描述细胞核形态的不规则程度,分形维数可能较为敏感.分形分析为肿瘤细胞的病理学鉴别诊断提供了一种定量指标,具有一定的实践意义.
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基于分形特征序列的乳腺X线图像分类方法
目的 表征乳腺图像中肿块部分纹理特征,通过纹理分析实现乳腺图像中肿块部分与正常腺体部分的分类.方法 应用分形特征值表征乳腺图像纹理特征,利用多级分形特征提取法将乳腺图像分解成一系列细节图像,提取出多个分形特征值；利用分类精度、ROC曲线及曲线下面积(AUC)进行特征选择构建分形特征序列,后应用支持向量机(SVM)方法进行分类.结果 对60幅图像的可疑病变区域进行分形特征序列提取分析,SVM交叉验证分类精度达84.50％.结论 基于分形维数的乳腺图像分类方法不仅能对肿块与正常腺体进行图像分类,还可有效表征乳腺图像的纹理信息,有助于提高乳腺肿块诊断的准确率.
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分形维数在头低位期间心率变异分析中的应用
目的将分形维数应用于心率变异性分析,分析头低位实验过程中心血管系统的非线性变化趋势.方法对10名被试者进行头低位模拟失重实验,每个人前后做2次,共20组实验数据,记录心电信号并用分形维数进行分析.结果与平卧位相比,头低位15～20 min、20～25 min、25～30 min和恢复期的R-R间期的标准差显著升高;头低位20～25 min的相邻R-R间期差值的均方根显著升高;头低位0～5 min、5～10 min、10～15 min、20～25 min、25～30 min和恢复期的分形维数显著高于平卧位.结论头低位期间心率变异性升高,心血管系统复杂性升高;分形维数应用于心率变异性的分析是可行的.
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心率变异分析方法的研究进展
心率变异性(HRV)是当前心电图分析的一个前沿热点.目前HRV信号的分析法主要是线性分析法,非线性分析法则不多.本文综述了国内外心率变异分析方法的研究进展,重点分析了非线性分析方法的原理和特点,探讨了HRV信号的分形维数、复杂度和近似熵分析法.
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关键词：
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寡糖分子结构及其分形
目的:提出一种计算寡糖分子结构分形维数的有效方法,为寡糖药物的分子设计及活性研究提供新的思路.方法:利用能量优化原理和计算机模拟技术,找到寡糖分子的稳态位型,进一步应用分形理论的盒维数原理,建立一种计算寡糖分形维数的有效方法.结果:应用所提出的方法,计算得到22种寡糖的分形维数,其均值m=1.518 8 ±0.107 2.此外,经实验证实有活性的多价寡糖An-2和Gu-4分形维数分别为1.478 1和1.516 0,而C型凝集素样受体Dectin-1的受体结合域2CL8的分形维数为1.541 2.实验和计算结果有助于发现一类以Dectin-1为受体的糖苷类药物.结论:分形维数是能够区别于其他已知宏观参量而表征化合物分子微观结构和功能的参量,在寡糖药物的分子设计及活性研究中可能发挥重要作用.做寡糖药物筛选时,可先分别计算受体及所设计寡糖或糖簇分子的分形维数,而后选择分形维数相接近的进行合成,以期得到具有潜在活性的药物分子.
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气态甲醛染毒对桂花叶片分形维数的影响
目的 探讨甲醛空气污染对桂花叶片分形特征的影响以及分形理论在甲醛空气污染监测中的应用.方法 以矮化盆栽桂花为实验材料,采用0.001、0.005、0.025、0.125、0.625mg/m3的甲醛以薰气法对其进行染毒,新生叶片成熟后,采集叶片制作成叶脉标本,应用分形理论并借助计算机系统测量其分形维数,分析各染毒组叶脉的分形特征变异程度及剂量-反应关系.结果 各桂花叶片分形维数对应的相关系数均大于0.9970(P＜0.000 1);阴性对照组及各染毒组组内比较,桂花叶片的分形维数值组内差异无统计学意义(P＞0.05);各染毒组与阴性对照组比较及各染毒组间相互比较,桂花叶片的分形维数值差异有统计学意义(P＜000 1).结论 桂花叶片具有典型的分形特征,甲醛空气污染可导致其分形特征的改变,其变异程度与染毒浓度之间呈正相关并有明显的剂量-反应关系,可以根据桂花叶片分形特征的改变对甲醛空气污染进行监测.
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基于小波变换和分形表达的绞股蓝药材质量评价方法研究
目的:建立绞股蓝药材的HPLC指纹图谱,采用分形理论与小波变换的方法进行指纹图谱的特征提取,利用相似度计算对绞股蓝药材进行质量评价.方法:用甲醇回流提取绞股蓝药材中的黄酮类成分,建立HPLC指纹图谱.将色谱响应信号进行小波分解,并用分形维数描述各小波基参量.以小波基分形参量为特征变量,对不同产地的绞股蓝药材进行相似度比较.结果:采用优化的提取与分析条件建立了绞股蓝药材的指纹图谱.各样品相对于参照品的相似度可有效的评价各种绞股蓝样品.结论:以小波基分形参量表达的色谱指纹图谱用于中药材的质量评价,相对于人工选择特征峰更具客观性.以小波基分形参量计算的相似度可以定性评价绞股蓝样品;浙江产绞股蓝药材可以作为陕西安康绞股蓝的替代药材.
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分形维数在CT腰椎松质骨图像中应用的研究
目的 探讨分形维数(fractal dimension,FD)在腰椎CT中对松质骨微结构量化的应用价值.方法 回顾性分析2012年12月至2015年9月,因腰痛来本院就诊并行腰椎CT检查的中青年男性患者115例,分为两组:A组,28～31岁,61例;B组,38 ～41岁,54例.入组者均无腰椎退行性变,使用imagej分析腰4椎体松质骨区域图像,量化灰度纹理特征.检验FD值在两组间的差异并行ROC曲线分析.结果 A组腰椎松质骨的FD值为1.463±0.056,B组腰椎松质骨的FD值为1.418±0.038,两组间的差异有统计学意义(P=0.001).经ROC曲线分析,判断FD佳临近点为1.423,此时诊断的灵敏度为75.4％,特异度为55.6％.结论 采用分形维数分析腰椎松质骨CT图像,提取灰度纹理信息,可量化一定轻微退变程度的骨微结构.
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清醒与麻醉状态下大鼠脑电复杂度特征的比较
目的：通过对脑电复杂度样本熵(SampEn)和分形维数(FD)分析,比较清醒和不同麻醉状态下大鼠脑电复杂度特征。方法 SD 大鼠16只,每只大鼠先后两次腹腔注射氨基甲酸乙酯(首次500 mg/kg、1 h 后800 mg/kg),采集大鼠清醒状态(W 段)、浅麻醉状态(LA 段)、深麻醉状态(HA 段)头皮脑电(EEG),采用 MATLAB 软件计算 EEG 信号复杂度的 SampEn 和 FD 值,并对全过程的特征值进行线性动力系统(LDS)去噪和各状态下特征值做统计学分析。结果大鼠从清醒到浅麻醉、深麻醉过程中 SampEn、FD 值逐渐下降。W 段的 SampEn 值与 FD 值(4.049±0.190和9.299±0.195)明显高于 LA 段(3.248±0.175和8.528±0.156)和 HA 段(2.978±0.123和8.213±0.128)(P <0.05),HA 段的 SampEn 值与 FD 值明显低于 LA 段(P <0.05)。结论 EEG 的SampEn 与 FD 值可作为麻醉深度监测的特征量。
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基于microCT的基因修饰小鼠骨微结构的分形维数分析
目的 分析基因修饰小鼠股骨及下颌骨显微CT (microCT)扫描影像的分形维数(FD).方法 采集1-α羟化酶敲除纯合子小鼠(A组)、人成纤维细胞生长因子23过表达小鼠(B组)、1-α羟化酶敲除联合成纤维细胞生长因子23过表达小鼠(C组)和野生型小鼠(D组)的股骨和下颌骨,采用microCT扫描及三维重建影像评估骨质疏松程度,并测量小鼠股骨和下颌骨影像兴趣区域的FD值.结果 与D组相比,A、B、C组小鼠股骨和下颌骨的皮质骨厚度、骨小梁容量减少,下颌第一、第二磨牙的牙尖釉质磨耗增加,股骨远端各兴趣区以及下颌第一、第二磨牙牙槽骨的FD值增加(P＜0.05);而A、B、C组间股骨和牙槽骨的FD值均无统计学差异(P＞0.05).下颌第一磨牙牙槽骨与股骨远端干骺端的FD值显著相关(r=0.777,P＜0.01).结论 FD值可以较好地反映骨质疏松状况,股骨干骺端和下颌牙槽骨是较合适的兴趣部位,分形分析可运用于下颌骨影像的再分析.
