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屈光性近视远视矫正的角膜消融深度计算
准分子激光脉冲消融技术在眼科领域中广泛地用于重塑角膜光学表面及矫正屈光不正,本研究旨在计算屈光性近视和远视矫正的角膜消融深度,提出一种简单的数学模型.采用理想的几何球面假设,在分析近视及远视的屈光状态和角膜曲率变化对屈光力影响的基础上,精确计算出在激光消融光学区域内组织消融深度的变化,根据公式描述了屈光程度与手术光学区直径及角膜消融程度的曲线关系图,并以此算法植入准分子激光眼科治疗机.临床结果表明,根据该数学模型和曲线关系图指导的屈光手术取得了满意效果.
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脑磁刺激空间感应电场分布的数学模型与计算机仿真
本研究建立了脑神经磁刺激研究中较常用的八字线圈感应电场分布的半无界空间数学模型,应用数值积分和图形旋转与消隐技术建立了计算机仿真方法,据此分析了八字线圈感应电场空间分布的特性,为设计具有更好空间定位性和矢量选择性的脑神经磁刺激线圈提供了有效的仿真手段和研究方法.
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血液中ATP含量随保存温度和保存时间变化的规律性研究及数学建模
为了研究血液中ATP含量随保存温度和保存时间变化的规律性并建立数学模型,以ATP含量作为血液质量的评判指标,对4-32℃区间不同保存温度条件下血液的质量变化进行了系统的研究,得出系列经验数据.结果表明:假设ATP的浓度y=f(d,t,s)是时间d、温度t和起始浓度s的连续函数,利用数理统计中的线性回归理论对模型加以拟合,得到了ATP浓度随保存温度和保存时间变化的一般数学物理方程,根据方程推算在4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30和32℃温度下,以CPDA-1保存的全血分别可以有效保存35、35、29、22、18、18、13、8、7、6、6、5、4、4和3天.结论:本研究首次系统揭示了保存温度变化时血液质量变化的一般性规律,为准确判断变温血质量、指导临床合理用血提供科学参考.
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脆弱性分析理论在建设海南灾难医学应急体系中的意义
灾害应急已经成为当今政府的重要职能之一.政府主导下的、独立的、科学的、高效的灾害医学应急体系的建立与实施是一项复杂的系统工程,涉及多系统、多部门的合作与参与.而指导我们建立这个体系的理论或者说策略,我们认为应该是在以数学模型对本区域理化脆弱性和社会脆弱性进行评价的基础之上,通过找到本区域理化、社会脆弱性与本区域灾害医学应急体系在数学上的某种联系来实现.
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数学仿真研究光漂白对光动力治疗鲜红斑痣的影响
目的通过建立光动力治疗鲜红斑痣中激光、光敏剂、氧的分布及其相互作用关系的数学模型,对表皮、真皮、血管中单线态氧的产生过程进行仿真,了解与光漂白有关的各种因素对单线态氧产生的影响,进而了解光漂白在光动力治疗鲜红斑痣中的作用和意义.方法用Monte Carlo方法描述光在组织中的分布;用药代动力学描述光敏剂在血管中的变化规律;用Fick定律描述光敏剂和氧在组织中的扩散和分布;用与氧含量有关的二级动力学描述光敏剂的漂白;用Lambert-Beer定律和单线态氧的量子产率来计算皮肤各层组织中单线态氧的产生.结果由于光漂白的作用,激光和光敏剂剂量的增加使血管壁单线态氧产量增加,比正常组织中多.光敏剂漂白特性的改变,对真皮和表皮中单线态氧的产生有较大影响,对血管中单线态氧的产生没有影响.结论数学仿真能较全面地描述光动力治疗鲜红斑痣中光漂白的作用和意义.
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光动力学治疗鲜红斑痣反应体系数学仿真的初步探讨
目的通过建立光动力学治疗鲜红斑痣中激光、光敏剂的分布及其相互作用关系的数学模型,对微血管中单态氧的产生过程进行仿真,分析各种因素对治疗的影响,对数学建模在光动力反应体系中的应用价值进行初步探讨.方法用Monte Carlo方法描述光在组织中的分布;用药代动力学描述光敏剂在血管中的变化规律;用Lambert-Beer定律和单态氧的量子产率来计算血管中的单态氧产量.结果单态氧在血管中的空间变化规律由光分布决定,血管中心产生少;时间变化规律由光敏剂的药代动力学决定,呈迅速衰减趋势.光敏剂的倍增比激光剂量的倍增产生更多的单态氧.直径大的血管平均单态氧量较直径小的血管少,难以被破坏.肤色深单态氧的产生少.结论数学仿真能较好地描述光动力学治疗鲜红斑痣中各种因素对治疗的影响,数学建模是一种对光动力复杂作用体系的研究有独到之处的研究方法.
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脉冲Nd∶YAG激光对牙齿硬组织作用的实验研究
目的研究不同能量和不同频率脉冲 Nd∶YAG激光照射后牙齿的形态变化. 1. 浙江省人民医院(杭州市, 310014) 2. 浙江大学光电系,现代国家光学仪器国家重点实验室,国家光学仪器工程技术研究中心 方法在数学模型下选择一致性较好的离体牙 150颗分为 5组,用牙用高速转头制备各类洞型,然后分别用磷酸腐蚀和 4组不同能量和频率的脉冲 Nd∶YAG激光进行照射,在扫描电镜下观察表面特征并测各组牙本质,牙釉质凹坑的直径和深度并与理论计算深度值进行比较. 结果脉冲 Nd∶YAG激光照射牙齿可以进行打毛处理,在特定参数下,效果比磷酸腐蚀为好,能够增加表面凹坑的大小,有利于增加牙齿和复合树脂之间的粘结力. 结论用脉冲 Nd∶YAG激光代替磷酸进行牙齿表面打毛处理形态变化显著.
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低强度激光血管内照射治疗中光分布与热分布的数学仿真的初步探讨
目的拟通过数学建模的方法,对激光血管内照射治疗中光分布与热分布进行数学仿真,并对其影响因素进行初步探讨.方法用Monte Carlo方法描述光在血液中的分布;用Pennes方程来推算激光致热作用.结果数学模型仿真显示低强度激光血管内照射时光纤输出的激光能量主要被光纤前端较小的范围内的血液所吸收,同时发现血细胞比容越大,此范围越集中,所达到的大的功率密度也大.激光致热作用对于血液的温升较小.结论低强度激光血管内照射时光在血液中的分布情况复杂,并受血液的组织光学参数影响较大;温度升高不明显可能主要由于血液的流动.
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脉冲Nd:YAG激光增加牙齿表面粗糙度的实验研究
目的研究在不同能量和不同频率的脉冲Nd:YAG激光照射下牙齿表面粗糙度的变化.方法选择一致性较好的离体牙150颗,分为5组,每组30颗,用牙用高速转头制备各类洞型.然后1组用磷酸腐蚀,另4组以不同能量和频率的脉冲Nd:YAG激光进行照射,用自行设计及制作的测定装置来测量并计算表面粗糙度.结果与磷酸腐蚀相比,脉冲Nd:YAG激光在特定参数下照射,可增加离体牙表面粗糙度,有利于增加牙齿和光敏树脂之间的粘结力.结论用脉冲Nd:YAG激光照射代替磷酸腐蚀进行牙表面处理可增加牙表面的粗糙度.
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基于SIR流行病模型的应急反应优化分析
目前人类对流行病的防治仍然处于一种完全被动状态，每一次新型疫病的发作都需要相当长一段时间的盲目反应才能找出合理的应对措施，如2003年的SARS和今年的H7N9，而这段盲目的摸索必然造成人心恐慌和大量资源的浪费。造成这种现象的根本原因是流行病发作的随机性。为了从看似随机发生的流行病中找寻规律，以期能对即将或发生早期的流行病进行合理预测，减少应急反应的盲目性，许多学者把视线转到了流行病的基本模型研究上，这其中，SIR 模型便是一个成功的例子，本文便是以 SIR 模型为基础并进行合理改进，运用计算机模拟，探讨流行病应急反应的优化方法。
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人工神经网络模型在急性应激障碍预警中的应用
目的：探讨人工神经网络模型在对急性应激障碍预警中的应用。方法通过现场流行病学整群抽样调查获取研究对象及有关信息；急性应激障碍确诊根据中国精神疾病分类( CCMD-3)诊断标准，并参照国际疾病分类第10版( ICD-10)相关内容。采用个性指标，认知评价，应对方式，社会支持，情绪指标，植物神经功能评定等指标；数据库建立采用 SPSS17.0软件，建立神经网络模型( ANN)。结果积累从2008年1月~2012年12月军队及地方突发事件应对人员,及医院门急诊采集病例近1000人，确诊急性应急障碍患者97人，患病率为9%。从被研究者中抽取急性应激障碍患者和非急性应激障碍者各97名为建模对象，将其情绪因子、性格指标、认知指标、植物神经指标等7个变量作为网络的输入层，进行 ANN的拟合。所建模型的预测精度为96%；能够正确预测建模对象中95.3%的非急性应激障碍患者，95.1%的急性应激障碍患者；输入变量敏感性系数排在前四位的依次为焦虑素质、认知功能、应对能力和植物神经功能。结论 ANN 在急性应激障碍(预测)中精度较高，具有一定的开发应用前景。
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可用于计算机仿真的参数优化技术
介绍了可用于计算机仿真的优选法(optimization method)、优选的数学模型与方法优选过程和数学模型样例等,以及应用优选法实现建模参数优化技术.
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救援机器人全景观测臂的系统设计
本文设计的救援机器人观测臂包括三连杆运动及底盘和摄像头运动系统,针对其特点,利用坐标系变换提出观测臂运动学数学模型.并讨论了机器人的三杆运动路径设计问题,进行合理的区域划分,提高观测臂系统工作时的效率.后结合仿真证明该模型的合理性及系统规划方法的有效性.
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中国人辐照仿真人体模型及人体器官数学模型
目的对人体器官进行模型化描述,以便对医疗照射中肿瘤靶体积和人体紧要器官剂量进行估算.方法建立人体三维坐标体系,在仿真人体模型中测得器官的位置、形状等信息,并据此建立各个器官的数学模型.结果在医疗照射中使用人体器官数学模型,提高了放射治疗质量控制的各项要素.结论在医疗照射中进行器官剂量估算和在体模中实测相结合将大大提高肿瘤的治疗效果,提高病人的生存质量.
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数字人体数学模型
本文围绕数字人体的研究内容,主要从9个方面来构建数字人体的数学模型.主要内容有数字人体的数论分析、非线性微分方程、人体动力系统的稳定性,数字人体并行算法的设计与分析、自适应、随机系统、计算几何、数值逼近和排队论等,为深入研究数字人体提供了数学理论依据.
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护理质控系统数学模型的建立与应用研究
目的研究数学模型在护理质控系统的应用,以提高护理管理的科学性.方法依据实用运筹学建立护理质控数学模型并与计算机技术结合,通过计算机来求护理质控综合分.结果在护理质控系统中采用了质控数学模型: Z=Σni=1Qi×Bt(i=1、2……12),求得质控综合分与实际观察积分高度吻合,吻合程度99.28%.结论护理质控系统数学模型的应用可提高护理管理的准确性及科学性.
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超声检查结合数学模型对TI-RADS 3～4类甲状腺结节良恶性的诊断
目的 探讨超声影像结合数学模型在甲状腺结节良恶性判别诊断中的应用.方法 回顾性分析2016年8月 ～12月在南京医科大学第一附属医院行超声检查发现的甲状腺结节,并均有手术或穿刺活检病理证实的患者共128例,纳入分析结节共170个.整理分析结节的超声图像特征信息,利用偏小二乘-判别分析法(PLS-DA)和Logistic回归分析方法建立甲状腺结节良恶性风险预估模型并对其预测分析,然后采用逐步回归分析方法筛选出有统计学意义的特征变量,再次建模预测分析.结果 在未删减自变量前,PLS-DA真阳性预测值(96.95％)、真阴性预测值(97.73％)较Logistic(89.86％、93.12％)高(P<0.05).利用Stepwise方法筛选出重要变量包括甲状腺内部整体回声、形态、边缘、内部结构、强回声、纵横比和血管模式,再次建模后,PLS-DA真阳性预测率(98.12％)、真阴性预测率(98.49％)和Logistic真阳性预测率(95.09％)、真阴性预测率(95.31％)较筛选变量之前都有所提高(P<0.05),而且,PLS-DA真阳性预测率和真阴性预测率均明显高于Logistic(P<0.05).结论 PLS-DA和Logistic方法均可以构建甲状腺癌诊断模型,基于Stepwise筛选变量可以使诊断模型更加稳健,PLS-DA模型准确率结果要优于Logistic.
关键词： 甲状腺结节 超声影像 数学模型 偏最小二乘-判别分析法 Logistic回归分析 -
血浆氨基酸比例模型判别慢性乙型肝炎肝组织病理状态的评价
目的:探讨基于6种氨基酸血浆摩尔浓度构建的比例模型判别慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)肝组织病理状态的效能.方法:148例经肝组织病理学检查的CHB患者入选本研究.血浆氨基酸摩尔浓度测定采用Agilent 1100系列高效液相色谱仪.血浆氨基酸比例模型通过建立分数函数的方式构建.血浆氨基酸比例模型判别肝组织病理状态的效能的评价采用Bayes逐步判别分析.结果:基于血浆氨基酸比例模型构建的判别不同病理学分级的Fisher判别函数为:G1=-7.263+10.876×亮氨酸/(酪氨酸+蛋氨酸),G2=-5.700+9.396×亮氨酸/(酪氨酸+蛋氨酸),G3=-4.249+7.775×亮氨酸/(酪氨酸+蛋氨酸)；判别不同病理学分期的Fisher判别函数为:S0=-11.569+0.290×年龄+6.067×亮氨酸/酪氨酸,S1=-12.321+0.306×年龄+6.172×亮氨酸/酪氨酸,S2=-11.455+0.277×年龄+6.273×亮氨酸/酪氨酸,S3=-11.335+0.305×年龄+5.562×亮氨酸/酪氨酸,S4=-12.811+0.371×年龄+4.622×亮氨酸/酪氨酸.判别不同病理学分级的Fisher判别函数判别G1、G2、G3的一致率分别为47.1％、30.5％、70.9％;判别不同病理学分期的Fisher判别函数判别S0、S1、S2、S3、S4的一致率分别为0.0％、10.3％、40.4％、19.2％、62.5％.结论:基于氨基酸血浆摩尔浓度构建的部分比例模型对判别CHB肝组织不同病理学分级和分期有一定意义.
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基于细胞形态学定量参数的良恶性胸/腹水鉴别诊断模型
目的: 探讨以脱落细胞形态学定量参数及其变异系数建立数学诊断模型对良恶性胸/腹水的鉴别诊断价值.方法: 应用病理显微图像分析系统采集61例良恶性胸/腹水脱落细胞涂片的细胞面积、周长、等效直径、长径、短径、长短径比、形状因子、圆形度、异形指数等9项形态学参数, 计算各参数的变异系数. 以各参数为自变量, 以细胞学诊断结果为因变量, 采用逐步判别法分别建立基于不同类型参数的诊断模型,并评价各模型对恶性胸/腹水的诊断价值.结果: 等效直径和长径2项参数进入基于细胞形态学参数的诊断模型; 除周长和圆形度两项参数的变异系数外其余7项参数的变异系数进入基于各参数变异系数的诊断模型; 面积、短径和短径变异系数3项参数进入基于全部参数的诊断模型. 上述3个诊断模型诊断恶性积液的敏感度分别为72.7%、90.9%和97.0%, 特异度分别为100.0%、92.9%和92.9%, 准确度分别为85.2%、91.8%和95.1%.结论: 以细胞学形态学参数及其变异系数可建立起简便的数学模型, 对胸/腹水良恶性质的鉴别诊断具有良好的价值.
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UKPDS糖尿病心血管风险评价及预后分析的模型化
英国前瞻性糖尿病研究(UKPDS)作为一项临床试验,也为我们阐明2型糖尿病心血管并发症自然病程提供了纵向资料.UKPDS的研究人员利用临床、流行病学、统计学和经济学方法,建立数学模型,以确定2型糖尿病心血管疾病(心绞痛、心肌梗死、卒中、周围血管疾病)及死亡的预测因子(危险因子).UKPDS进一步明确了年龄、高血糖、高血压、血脂紊乱和吸烟是上述风险的危险因子,并且创制了UKPDS风险分析软件(UKPDS Risk Engine)和UKPDS预后分析模型(UKPDS Outcome Model).例如,采用UKPDS风险分析软件2.0,分析一名62岁白人男性患者,该患者患2型糖尿病11年,A1C为8.3%,收缩压为145mmHg.总胆固醇为5.8mmol/L.HDL-C为1.1mmol/L,无吸烟史,结果表明,该患者10年内患冠心病的几率为33%.这些模型还可以帮助临床医生、试验人员、保健专家,指南制定者及卫生经济学家估计患者在改善生活质量后相关风险和/或死亡的预后情况.
