基于高通量测序数据的微生物检测算法研究进展

新一代高通量测序技术的发展,推动了多个相关研究领域的发展。国际上许多研究机构正在研究利用高通量测序数据进行微生物检测的算法,目前已有一些基于高通量测序数据的微生物检测算法流程设计成功并公开发布。该文通过调研利用高通量测序数据进行微生物检测的相关文献,研究已发布的基于高通量测序数据的微生物检测算法的功能和实现流程,分析几个有代表性算法的优点和不足。最后,对这些检测算法的设计思路进行总结和分类,提出基于高通量测序数据的微生物检测算法的改进设想。     

自适应用户界面研究综述

自适应方式是人机交互领域的一项重要研究内容,也是解决目前系统、软件功能过剩问题的有效解决途径。本文介绍了目前应用在自适应用户界面的主要方式、自适应算法,以及自适应的属性,并讨论了自适应用户界面面临的问题和未来发展。     

低管电压联合迭代模型重建技术在肝脏CT增强扫描中的可行性研究

目的 探讨低管电压联合迭代模型重建(IMR)技术在肝脏CT增强扫描中的可行性。方法 60例患者按随机数字表法分为A组和B组,每组30例。扫描方案A组动脉期100 kV,门静脉期120 kV,B组动脉期120 kV,门静脉期100 kV。各组管电流均固定为250 mAs。A组动脉期和B组门静脉期采用IMR,A组门静脉期和B组动脉期采用滤波反投影(FBP)重建,得到4组图像,包括A1组(动脉期,100 kV,IMR),B1组(动脉期,120 kV,FBP),A2组(门静脉期,120 kV,FBP)以及B2组(门静脉期,100 kV,IMR)。分别比较A1组和B1组,A2组和B2组的图像质量客观评价指标 [图像噪声、图像信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)] 和主观评价指标(低对比分辨力、病灶边缘锐利度、图像失真及诊断信心度),并计算有效剂量。结果 有效剂量A1组较B1组、B2组较A2组明显下降(t=11.05、11.64, P<0.01)。低对比分辨力、病灶边缘锐利度A1优于B1组、 B2优于A2组(Z=6.391、3.200、6.559、3.409, P<0.01),图像失真和诊断信心差异无统计学意义(P>0.05)。图像噪声A1组低于B1组,B2组低于A2组(t=12.889、15.163, P<0.01),SNR和CNR A1组高于B1组,B2组高于A2组(t=15.458、1.325、15.308、3.136, P<0.01)。结论 与常规管电压FBP重建相比,低管电压联合IMR重建可显著降低肝脏增强CT的辐射剂量,并提高其图像质量。     

云计算中基于进化算法的任务调度策略

任务调度是云计算的关键问题之一,它的调度策略与算法直接影响到云计算系统的性能与成本。通过研究基于粒子群算法和遗传算法的任务调度策略,提出了一种基于进化策略的PSO-CM算法。该算法通过在粒子群算法中引入遗传算法的交叉变异策略来提高粒子群算法的全局收敛效果,并且证明了PSO-CM算法是一种全局收敛算法。Matlab仿真实验表明,该算法能够达到全局收敛,且收敛速度和稳定性优于传统的调度算法。     

基于混合离散人工蜂群算法的阻塞Flow Shop调度

针对带阻塞的Flow Shop调度问题,以最小化总流水时间为调度目标,提出了一种混合离散人工蜂群（Hybrid Discrete Artificial Bee Colony, HDABC）算法。HDABC算法采用基于NEH和NEH变体初始化,保证种群的质量和多样性。在雇佣蜂阶段采用差分进化策略产生邻域个体;在跟随蜂阶段采用锦标赛选择方法选择个体跟随,并对选择的个体采用优化插入操作产生新的邻域个体。此外,在侦查蜂阶段再一次采用锦标赛选择方法选择个体,并对较好的个体执行破坏重建操作,用产生的新个体代替原来较差的个体。用正交设计方法调节了该算法的参数。通过与其他两个算法的仿真实验结果比较,验证了本文算法的优越性。     

基于水流作用机制的人工鱼群算法

针对人工鱼群算法（AFSA）在函数优化问题中易陷入局部极值和求解精度较低的缺点,提出了一种在基本人工鱼群算法中引入水流作用机制的改进方案。通过水流作用机制中的持续性水流和周期性水流对鱼群施加的有益影响来改进原有算法。持续性水流影响鱼群的体力变化从而控制视野和步长参数的自适应调整以提高求解精度;周期性水流冲击鱼群并改变部分鱼的位置,从而保持鱼群的种群多样性以利于全局收敛。仿真实验结果表明：本文的改进算法具有更高的求解精度和更好的全局搜索性能,并验证了算法的有效性。     

一种抗CPS控制层欺骗攻击的算法

信息物理系统(CPS)在原本的工控系统中加入了计算单元,使攻击者能够通过对该网络进行攻击。本文考虑攻击者通过恶意篡改信道中传输的传感器测量数据,使计算单元无法根据测量值对物理环境做出正确决策。通过改进针对CPS控制层欺骗攻击的卡尔曼滤波器算法,使改进后的算法对多种类型的欺骗攻击都有较好的检测性能,并能在一定程度上恢复被篡改的数据。本文使用改进算法对田纳西伊斯曼过程中反应釜内的压强测量值进行攻击检测,并与原算法进行比较,通过实验可以验证改进后算法对偏差型和几何型攻击的检测和恢复效果明显优于原算法。     

一种部分监督的乳腺肿块检测方法

目的从医学影像中准确地提取出可疑肿块区域.方法通过引入主动相关反馈的思想,提出一种部分监督的乳腺肿块检测方法,在肿块区域预检测的基础上,主动提供部分可疑区域由专家(或用户)标定正负样本,通过几次交互反馈,最终得到待分析的肿块区域.结果方法能够较准确地提取出肿块区域,有效的去除检测结果中的假阳性区域.结论方法准确性较好,有助于计算机辅助诊断系统的进一步分析.     

不同算法下鼻咽癌调强放射治疗计划中空腔和骨性结构对剂量评估的影响

评估AAA、AXB算法在鼻咽癌调强放射治疗(IMRT)中剂量计算的准确性,并分析空腔和骨性结构对剂量计算准确性造成的影响,以期指导临床应用。选取20例鼻咽癌IMRT计划导入SciMoCa中,使用蒙特卡罗算法进行独立验算,以蒙特卡罗计算结果为标准,对比光子剂量算法(AAA和AXB)对靶区和危及器官的剂量差异,以及γ通过率,并分析空腔和骨性结构对剂量分布的影响。结果表明:使用AAA、AXB算法的计划平均γ通过率分别为95.99%和96.26%,无统计学差异(P>0.05)。靶区内空腔区域AAA、AXB算法的平均剂量偏差为-2.26%和-0.33%,γ通过率为80.22%和98.55%;靶区内骨性结构区域AAA、AXB算法的平均剂量偏差为1.43%和0.17%,γ通过率为93.25%和99.72%。AAA算法下靶区内空腔区域的γ通过率与其体积呈线性正比(r=0.65),靶区骨性结构区域的γ通过率与其体积呈线性反比(r=-0.74);当空腔体积<20 cm³或骨性结构体积>10 cm³时,γ通过率均<95%。使用AAA算法时需要注意靶区内空腔和骨性结构的体积对剂量计算准确性的影响,而使用AXB算法时无需考虑空腔和骨性结构体积的影响,其计算结果与蒙特卡罗算法更接近。     

体重指数正常患者80 kVp低剂量冠状动脉CTA成像联合全模型迭代重建与iDose4、FBP重建算法图像质量的对照

目的探讨80 kVp低剂量联合全模型迭代重建(IMR)冠状动脉CT血管造影(CCTA)成像在体重指数(BMI) 20～25 kg/m2患者中的应用价值。方法 256层螺旋CT回顾性心电门控CCTA扫描BMI 20～25 kg/m2的患者30例,行80 kVp扫描,分别采用IMR(A组)、iDose4算法(L4; B组)和滤波反投影(FBP; C组)重建。定量指标包括测量升主动脉根部及冠脉主要分支近、中、远段CT值及图像噪声,并计算对比噪声比(CNR)。定性的指标包括主观图像噪声、血管边缘锐利度、条纹伪影及总体图像质量,采用5分法;冠脉每个节段采用4分法进行图像质量评估,计算可评估节段数。结果 3组冠脉各节段CT值差异均无统计学意义(P> 0. 05)。IMR冠脉各节段图像噪声值(SD)均明显低于iDose4及FBP算法(P<0. 001)。IMR冠脉各节段CNR均明显高于iDose4及FBP算法(P<0. 001)。IMR各定性图像质量指标评分均显著高于iDose4及FBP算法(P<0. 001)。IMR组冠脉各节段平均分数及可评估节段数均明显高于iDose4组和FBP组(P<0. 001)。而不可评估节段数明显低于iDose4组和FBP组(P<0. 001)。结论对于BMI 20～25 kg/m2的患者,IMR技术较iDose4及FBP可显著提高80 kVp CCTA成像的定性和定量图像质量,并明显降低图像噪声。