心律失常机制的建模仿真和理论研究

心血管疾病是全球自然死亡的头号杀手。心律失常一直都是心血管疾病致死的一种主要形式。随着实验和临床数据的积累、非线性动力学的理论应用、计算机算法的优化和算力的提升,通过建立生理生化层面精细的心脏电生理数学模型,开展生理及病理条件下高性能计算仿真已成为探究心律失常机制的一种有效技术手段。本文简要介绍了造成心律失常的几种典型机制,回顾了心脏电生理建模仿真的发展过程并指出了目前面临的主要挑战,包括如何更系统深入地理解心律失常这一可激发介质上多尺度多物理态的复杂时空行为,如何运用电生理建模仿真辅助抗心律失常特效药物研发以及完善一般性药物的心脏安全评估。针对以上的挑战,本文提出如下研究建议：发展计算上可行的多尺度群体化心脏电生理数学模型;进行基于药物与蛋白/离子通道相互作用的虚拟抗心律失常药物靶点的筛查;建立一般性药物心脏毒性检测的虚拟仿真平台。通过深度结合实验和临床数据发展高性能多尺度群体化的心脏电生理虚拟仿真,有望进一步发掘多学科交叉的研究潜力,推动心脏病学发展。     

基于心电研究进展完善心电模型构建和心律失常研究的策略

心律失常是一类严重威胁人类生命安全的心血管疾病,其机制复杂,临床治疗亟待改进。当前虚拟电生理仿真模型整合离子通道电生理特性、动作电位、体表心动图等基础研究数据,对心电活动和心律失常机制的阐释有了长足的进步,但与真实人体心电活动仍存在一定差异。本文结合基础与临床最新研究进展,提出将离子通道β亚基、细胞器和亚细胞结构等调节心电活动的数据以及基于人类iPS衍生的心脏类器官获取的心电数据纳入心电模型构建的策略,从微观和宏观多尺度更新、完善和验证虚拟心脏电生理模型,并提出通过分子对接结合心电仿真模型筛选、评估靶向治疗心律失常药物的思路。     

虚拟生理心脏研究进展

心脏疾病是威胁人类生命健康的主要杀手之一。虚拟生理心脏建模是科学家研究多种心脏疾病形成机制和药物效果验证的新范式。它依托于计算机的强大计算能力从多个尺度对心脏的功能进行模拟仿真,最终提高科学实验的效率、透明度和可重复性,为心脏科学的研究提供新的路径。本文系统性的分析了多尺度虚拟心脏建模的主要研究方向、面临的挑战、应用现状和未来发展方向。从解剖结构建模、多尺度生理功能建模、多模态生理功能建模、多物种生理功能建模、高性能计算及可视化和个体化建模这五个方向进行全面梳理,并深入探讨了虚拟心脏建模在未来5～10年的几个重要发展方向。     

不同空间尺度的湿地保护与持续利用研究

本文从宏观(区域)、中观(地方)和微观(点-生产单位)3个空间尺度研究湿地的保护与持续利用。研究表明，研究尺度在由宏观向中观、微观过渡过程中，湿地具有稳定性由强变弱、变化周期由长变短的生态变化特征，具有由调节功能占主导向景观载体功能、提供产品功能占主导的功能变化特征，人类对湿地的利用具有由间接利用占主导向选择利用、直接利用占主导的关系变化特征。鉴于湿地的生态特征、功能特征和与人类的关系特征在不同空间尺度的表现，本文指出在湿地保护与持续利用中宏观尺度要关注湿地的区际关系与区内人地关系、强调开发保护分区研究，中观尺度要关注湿地的开发模式与管理模式的选择，微观尺度要关注湿地的合理开发规模，并就这些问题进行了研究。最后为平衡湿地保护与持续利用过程中带来的不同利益主体的利益，本文制定了宏观、中观和微观的湿地生态补偿机制及支付方式。     

心电图机检修方法与注意事项研究

自1911年荷兰Leiden大学生理学教授记录到人,类第一份心电图以来,心电图诊断技术在临床实践中不断创新发展,已成为重要的。不可替代的心脏疾病无创性诊断技术并在临床上得到了广泛的应用。在长期的工作实践中,面对不断推出的各类心血管检测技术,我们深深体会到心电图诊断技术在临床工作中的重要性,尤其是在诊断各种心律失常、心肌梗死、判断电解质紊乱与药物对心脏的影响等方面,其准确性与否是临床上进行有效治疗和抢救的基础。对于心电图机,我们很多人都不陌生,因为很多生病的人去医院都做过这方面的检查。本文通过查阅资料,对心电图机中的动态心电图在临床上的运用方的问题及注意事项作出了一些浅显的研究。     

流域水土资源优化配置的几种方法比较

目前关于流域水土资源优化配置研究的特点表现为：对单项的水、土资源优化配置研究较多,把两者结合起来的研究较少;分别从宏观和微观两个尺度研究的较多,将两种尺度结合起来研究的较少;越来越重视资源配置模式下的生态系统服务功能状况及其能否满足特定区域可持续发展的需要;研究方法逐渐由定性向定量化转变,在定量研究中,较多使用一般线性规划、灰色线性规划、动态规划、多目标决策和系统动力学等方法;越来越重视以3S技术为基础,结合专业模型进行模拟,为水土资源配置和管理提供高质量的科学决策支持,但目前还没有建立完善的区域性的支持系统。通过重点对水土资源优化配置的定量化方法进行比较分析,今后的研究应当重视：①进一步完善流域水土资源优化配置的理论与方法,特别是与区域特点相结合,利用系统科学等多种学科的理论和方法实现宏观尺度上的优化配置;②加强GIS技术与定量模型的契合;③着力解决若干重要的科学和实践问题,如： 特定地区生态效益的量化、生态效益与经济效益比例的确定、生态需水量的理论与方法、森林植被的水文效应、农业节水与水资源管理关键技术等;④开发建立流域水土资源优化的决策支持系统。     

CF-Ⅱ型自适应心功能仪

此项目为省内某大学科技成果,是一种无创伤检测心脏功能的现代医疗电子仪器,它通过采集人体的阻抗血流信号、心电、心音等信号,提供有关心脏血流信息,反应心脏泵血功能,对心血管系统疾病的辅助诊断、疗效评定、药理试验、临床监护等有重     

基于复杂网络多尺度的科研合作模式研究方法

运用网络科学理论解析科研合作网络的结构特征,借以阐明科研主体的合作模式和行为机制,是当前科研合作关系研究的重要方向。基于复杂网络多尺度理论,研究构建了科研合作模式自宏观、中观到微观的多尺度分析方法,包括全局、模块和模体基本概念、一般方法及科研涵义;进而运用于实际复杂网络领域科学家合作网络中,有效揭示了不同尺度的合作模式和行为机制。研究提供了科研合作系统模式监测、分析和管理的层次化思路和方法。     

虚拟生理人体建模与仿真关键技术研究进展

本文总结了我国虚拟生理人体研究及医学应用所面临的重大机遇与挑战,围绕医学、基础生物学、数学、物理与计算机等多学科在虚拟生理人体领域的交叉研究,对多维度生理学与病理学信号数据的定量获取、器官生理与药理微观尺度建模、器官几何物理与宏观生理建模仿真、基于虚拟生理人体的医疗器械研发应用等方面所取得的主要进展和成就进行了综述,在此基础上,凝炼了该领域未来5～10年的重大关键科学问题,探讨了相关前沿研究方向的发展目标,提出了科学基金的资助战略建议。     

为国家重要科学与工程的发展提供创新工具与研究平台 ——我国中子散射科研平台

中子散射技术是利用低能中子的散射效应获取物质相关信息的一种实验技术,是在原子、分子尺度上研究物质微观结构和运动规律的重要手段.中子作为物质探针具有许多独特的优点,如高穿透性、具有自旋磁矩、对同位素/近邻元素敏感等,因而基于弹性中子散射可获取材料的微观组织、成分及分布等静态结构信息,基于非弹性中子散射则可获取原子或分子在其平衡位置附近的振动、转动等微观动力学信息.     

X光下尽显精湛医术——访心血管放射诊断和介入治疗专家赵世华教授

随着科学技术的进步,医学影像学已经由过去单一的X线成像技术发展成为与计算机、电子学和医学生物工程技术等相结合的综合诊断体系。自上世纪70年代中期以来,心脏超声、CT、磁共振成像(MRI)等影像学新技术的开发和应用,显著的改变了以X线平片和心血管造影为主体的普通心血管放射学的局面,从而共同构成了现代心血管影像学。与之同时,在心血管造影为主的基础上发展起来的介入治疗使放射学如虎添翼,     

城市地理信息系统在规划管理中的应用

城市地理信息涉及城市发展中的空间关系,信息技术在总体规划,分区规划层次上同城市规划的整合重点体现在地理信息系统和遥感技术的结合,而城市规划与信息技术在微观层次上的整合就是利用GIS、AutoCAD、OA等技术,实现详细城市规划的辅助设计与规划管理的办公自动化。通过城市地理信息系统（UGIS）的功能及其在城市规划中的应用,说明城市地理信息系统能更好的为城市规划服务。     

元胞自动机模拟在市场营销中的应用

元胞自动机（Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ａｕｔｏｍａｔａ,ＣＡ）模拟技术为探索市场等复杂的经济和社会系统开创了新途径,本文运用ＣＡ模拟方法,研究存在带外部效应市场的动力学演变行为,为新产品及新技术的扩散理论提供了微观学的机制。     

大数据背景下的生态系统观测与研究

全球变化和可持续发展等一系列全球化的资源环境问题日益严峻,成为国际社会关注及科学研究热点,生态学的研究重点也逐渐开始由小尺度的个体、群落和生态系统向区域、大陆乃至全球尺度转变。同时,伴随传感器技术和信息网络技术发展,生态系统观测也从短时间观测逐渐向长期观测以及生态系统的宏观结构和生态服务时空格局变化协同观测转变;由过去的定位及小规模合作观测向区域甚至全球大规模联合的网络化观测、天-空-地立体综合观测方向转变。生态学研究已经进入大数据时代,如何应用大数据技术,实现传统的基于过程的生态学研究与基于大数据驱动的生态学研究的有机整合,推动生态学大理论发展、区域及全球生态系统演变机理研究,支撑以应对全球气候变化、生态系统功能维持等为核心的人类社会可持续发展理论和应用研究,是大数据时代生态观测研究面临的重大挑战及机遇。文章评述了生态系统观测研究现状,探讨了大数据背景下生态系统观测研究的重要特征,并建议遵循"大科学、大数据"理念,组织实施国家生态系统观测大科学工程建设,实现我国生态观测研究与全球生态观测研究体系的融合,实现在区域、国家及全球尺度上观测地球生命系统变化,诊断生态系统功能状态,理解生态系统过程机理、维持和保护生态系统功能,服务人类社会可持续发展的科技目标。     

利用果蝇动物模型研究运动抗心脏衰老的分子机制

适宜规律的运动训练可以延缓心脏功能的生理性衰退,但其分子机制未知。目前采用哺乳动物模型研究这一机制存在诸多困境。果蝇的生命周期短、遗传背景简单、转基因技术成熟,一直是衰老基因筛选和功能研究的理想模式生物,得益于近年果蝇抗重力攀爬系统的开发,本文将依托前期实验成果阐述果蝇运动模型的建立方法与可行性,同时结合果蝇心脏功能检测技术说明果蝇运动模型研究抗心脏衰老分子机制的发展前景和局限性。     

生态型城区工业固体废弃物流向及驱动机制

固体废弃物流向研究不仅是对资源流和物质流研究的深入和补充,而且在促进循环经济和环境管理等方面具有重要意义。以上海闵行区为例,以统计资料和企业调查数据为基础,分析了闵行区近11年来工业固体废弃物（ISW）产生量及处理处置情况,重点探讨了工业固体废弃物流向（DISWF）及其驱动机制,基于生态型城区的建设指标及其内在要求,结合闵行区在DISWF调控和管理方面的实践,提出生态型城区DISWF调控对策,结果表明：①区域尺度上,ISW服从资源流动的“就近原则”;产业尺度上,各行业的企业数量与其ISW输出量呈金字塔与倒金字塔分布,且行业间流量大于行业内流量;企业尺度上,单个ISW输出企业所对应的输入企业数量与其分布基本呈负相关;②DISWF系统是一个非线性、多重结构的复杂系统,企业追求综合效益最佳化是其关键驱动因子,应用系统动力学方法可使系统最优化;③生态型城区的工业固体废弃物流向管理应遵循分类管理原则,加强政策引导功能,规范DISWF,促进ISW流动,保障废物的综合利用,并减少流动过程中的环境风险。     

生态型城区工业固体废弃物流向及驱动机制——以上海市闵行区为例

固体废弃物流向研究不仅是对资源流和物质流研究的深入和补充,而且在促进循环经济和环境管理等方面具有重要意义.以上海闵行区为例,以统计资料和企业调查数据为基础,分析了闵行区近11年来工业固体废弃物(ISW)产生量及处理处置情况,重点探讨了工业固体废弃物流向(DISWF)及其驱动机制,基于生态型城区的建设指标及其内在要求,结合闵行区在DISWF调控和管理方面的实践,提出生态型城区DISWF调控对策,结果表明:①区域尺度上,ISW服从资源流动的"就近原则";产业尺度上,各行业的企业数量与其ISW输出量呈全字塔与倒金字塔分布,且行业间流量大于行业内流量;企业尺度上,单个ISW输出企业所对应的输入企业数量与其分布基本呈负相关;②DISWF系统是一个非线性、多重结构的复杂系统,企业追求综合效益最佳化是其关键驱动因子,应用系统动力学方法可使系统最优化;③生态型城区的工业固体废弃物流向管理应遵循分类管理原则,加强政策引导功能,规范DISWF,促进ISW流动,保障废物的综合利用,并减少流动过程中的环境风险.     

技术系统多层级共同演化的动力机制

技术系统涉及微观层级的企业技术系统,中观层级的产业(区域)技术系统以及宏观层级的国家技术系统等三层结构,各层之间相互交织、影响、共同演化。运用耗散结构理论和"遗传—变异—选择"研究范式分析了技术系统多层级共同演化的动力机制。微观异质性导致技术创新多样性、高层级技术系统对低层级系统的环境选择以及低层级技术系统的适应选择构成多层级系统的多向选择机制;同一层级技术系统间的竞争合作关系、上下层级技术系统间的生成和选择关系构成多层级互动机制,这些机制共同推动技术积累(遗传)在层级间逐级传递、技术创新(变异)从低层级到高层级的递进扩张,以及环境选择从高层级到低层级的递进缩减,从而推动技术系统多层级共同演化。     

基于XML/SOAP的电子商务企业信息系统创新平台

利用XML并整合SOAP技术来构建企业与企业间交易的信息交换机制,整个信息流程则依据RosettaNet的标准建立.此框架可将企业内个别应用系统与企业内部后台系统等进行更有效的整合,并将信息进行跨企业的传输与交换,以达成不同企业间的协同合作.为企业内与企业问的信息交换及共享提供参考.     

分布式创新网络知识协同空间的系统模型及运行载体探析

在对分布式创新、协同创新、知识协同、信息共享空间等理论进行整合梳理的基础上,结合分布式创新网络知识协同空间的平台基础、核心过程机制及运行目标的系统逻辑,总结梳理并构建理论模型,并分别对其要素系统、过程系统及效能系统的构成展开理论分析。结合国内外相关研究以及对分布式创新网络核心功能及目标机制的分析,构建分布式创新网络知识协同空间的运行载体及其与知识协同过程相互作用的逻辑关系的理论模型,并分别对其机制载体和技术载体的构成及功能展开初步探讨。