DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. VaR在风电并网风险效益中的应用 作为可再生能源中的主力军，风电是目前全球各国关注的焦点。但空气密度、风速等气候条件对风电的影响很大，在这些因素的共同作用下，导致风电出力具有波动性、随机性、间歇性等特点，给电网带来一定的风险。随着风电并网容量的不断增减，电网外界环境、气候条件的影响越来越大，不仅会对当前电网运行带来调峰、调频、调压等问题，也给风力发电融入现代电力市场制造了难题。为提高风电并网运行的经济新，迫切需要研究考虑风电并网的工程和金融风险评估方法与模型。VaR模型可简单明了地表示市场风险的大小，可适用于评估风电并网运行的风险效益，对于风电场的设计与规划、并网运行、调度控制具有重要的实际意义。近年来，许多学者利用VaR模型对风电并网风电效益进行了研究。 考虑电力市场条件，文献 [ 21 ] 在对动态稳定、暂态电压稳定、金融风险三大评估模型和方法的研究基础上，采用金融期权实现风电商的风险规避，与传统电价策略相比，该策略具有更好的灵活性、自主性、市场导向性。针对投资风险问题，文献 [ 22 ] 提出了在回收期外、内采用不同的定价方式，并使用VaR评估模型描述了调峰所面临的弃风量不确定性风险，在该模型的基础上分析了影响调峰的因素，为热电厂主动参与风电调峰提供了主动性。 VaR方法对于风电资源评估和风电场建设具有良好的指导作用。文献 [ 23 ] [ 24 ] 利用VaR评估风电场的风能资源，估算了包含投资成本、风电资源等的风电场建设风险以确保风电场建设的经济性和合理性。风电的随机性是制约风电发展的根本原因，随着风电并网容量的不断增加，风电并网后电网运行的风险也越来越高，这也是系统调度人员面临的一大难题。文献 [ 25 ] 根据某风电场的实际输出功率统计数据，建立了含AGC运行约束的电力系统实时发电计划模型，采用VaR方法评估了风电场出力瞬时波动造成的运营损失，以此为参照提出相应的措施以减小风电波动给电网带来的风险。文献 [ 26 ] [ 27 ] 从系统运行水平层面考虑，将风力发电的风险模型加入电力系统优化调度模型中，以降低控制调度策略的风险、提高系统运行的可靠性。 因VaR方法对极端事件的发生缺乏预料与控制，易产生尾部风险，学者对VaR方法进行了改良，提出了条件风险价值(Condition Value at Risk， CVaR) [ 28 ] 。CVaR指金融资产或投资组合非得损失大于某个给定的VaR值条件下的期望损失。与VaR相比，CVaR具有更好的适应性，且能够较好的控制尾部风险，使CVaR在经济领域得到广泛研究和应用。VaR与CVaR之间的比较如表2所示。 CVaR的提出给风电风险价值评估的研究提供了一种新的思路。针对含风电系统经济调度问题，文献 [ 29 ] 将CVaR作为一种对于含有随机变量问题及考虑其概率分布函数的求解方法用于优化调度模型。在 图5. 四大计算模型的具体计算流程 Table 1 The main differences between the four VaR model 维度 方差–协方差 GARCH模型 历史模拟 蒙特卡洛模拟 适用范围 线性衍生品 线性衍生品 线性和非线性衍生品 线性和非线性衍生品 时效性与所需系统资源 运算时间较短，系统资源配置低 运算时间较短，系统资源配置低 运算时间较长，系统资源配置较高 运算时间较长，系统资源配置最高 易于理解程度 容易理解 需一定基础 难度居中 比较困难 预测准确度 返回检验结果较差 返回检验结果较好 置信水平高时返回检验好 返回检验在容忍程度内 表1. 四种风险价值模型的主要区别 Table 2 The comparison of VaR and CVa 方法 优点 缺点 适用情况 VaR 概念简单，计算方便，能够及时反映市场风险的不足 不满足次可加性，很难反映投资组合具有分散风险的特点；不满足凸性，整体优化在数学上难以实现；尾部损失测量不够充分 金融监管 CVaR 更好地控制了尾部风险；适应性更强 计算相对复杂 投资组合优化 表2. VaR与CVaR的比较 文献 [ 29 ] 的基础上，文献 [ 30 ] 将风电计划出力费用和偏差成本计入目标函数，构建了含风电出力偏差条件风险值的电网经济调度模型。仿真结果表明该方法可有效解决含风电系统经济调度问题。文献 [ 31 ] 把CVaR作为风险计量指标，建立了风电场并网容量的模型和风电效益模型，得到不同风速和风险下的并网容量及经济效益，用于指导风电并网容量。文献 [ 32 ] 基于CVaR的概念以及组合优化的数学理论，构建了系统旋转备用的最优化模型，力求在确保系统安全运行的前提下，实现机组有功出力与旋转备用的协调分配，从而提高系统运行的整体效益。 文献 [ 33 ] [ 34 ] 考虑负荷、风速的不确定性，同时采用VaR和CVaR理论建立了计及风险约束的短期经济调度模型，既减小运行成本又降低了不确定因素对电网带来的风险。为定量评估风电并网的风险，文献 [ 35 ] 提出了基于VaR和CVaR的风电出力特性评估指标风电出力峰谷差、同时率、变化率，并采用统计方法分析了该三大指标，以期用概率语言评估了风电对电网调峰、调频的影响，为风电并网运行提供了可靠的依据。针对风电波动性，文献 [ 36 ] 建立了含可控负荷、储能的配电网风险评估模型，引入VaR及CVaR等方法量化分析了配电网的风险损失，仿真结果验证了模型的正确性和有效性。 除了从技术角度来降低风电并网运行的风险，有部分学者从经济政策的角度研究了风电价值风险。文献 [ 37 ] 从现状、趋势、经验等多方面分析了我国风电保险产业创新的必要性。文献 [ 38 ] 讨论了新能源可能产生的风险，阐述了新能源风险价值研究的重要意义。 风电并网的经济效益评估的基本过程如图6所示。风电并网之后，对风电并网运行经济效益评估，不仅要考虑风速波动导致风机出力的波动，负荷波动，而且要考虑市场价格等风险源，以全面科学地评估风电并网运行的经济效益。风险评估方法多是采用VaR价值评估方法、CVaR方法或者二者结合的方法。然后根据不同的目标要求，采用合适的计算模型和方法，计算得到风电并网运行的经济收益。以得到的计算结果为参照，指导风电场的规划建设，风电场调度运行，参与电网调频、调压、调峰等，实现风电并网的经济运行。
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user: 5. 结论与展望 本文基于对风电发展现状、VaR原理和模型、VaR在风电并网风险效益中的应用的分析与总结，得出以下结论和展望。 图6. 风电并网的经济效益评估基本过程 1) 风电并网风险源的模型研究。风电场的风速、系统的负荷、市场的价格等模型的建立都是基于一定的预测方法，本生就存在一定的误差，且依赖于模型的预测精度。只有先保证风险源模型预测的精度，才能进行合理的风险价值评估。风电并网风险源的模型研究是风电并网风险效益研究的基础。 2) VaR风险价值模型的优化。风电并网涉及的问题非常多，影响因素复杂，单一的模型不能完全反映实际的电网运行情况。需优化设计科学合理的VaR风险价值模型以充分评估实际风电运行的状况，为风电运行提供参考依据。 3) 考虑调频调压、暂态稳定等的风电评估方法。随着电网运行控制技术的不断提高，风电也常用于系统调频、调峰、调压等，风电并网要考虑的因素更加的复杂化。为满足实际风电运行的需求，考虑调频调压、暂态稳定等的风电评估方法的研究亟不可待。
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user: 摘 要 目的：比较行硬膜外T12-L1置管和硬膜外L1-L2置管用于妇科腹腔镜手术患者术后镇痛的效果。方法：选取于2016年6月-2017年4月在宜宾市第二人民医院麻醉科接受妇科腹腔镜手术的患者164例，ASAI或Ⅱ级，随机分为T组(n = 82)和L组(n = 82)，术前分别在T12-L1 (T组)和L1-L2 (L组)行硬膜外穿刺置管，镇痛泵的配置均为100 ml内50 ug舒芬太尼与0.894%的甲磺酸罗哌卡因22 ml，两组均行PCEA。观察并记录两组患者首次按压镇痛泵的时间，术后首次下床活动时间，术后4、8、12、24和48 h患者的疼痛VAS评分，BCS舒适度评分，术后48 h内舒芬太尼及罗哌卡因的使用情况；记录术后恶心呕吐、尿潴留、双下肢麻木、眩晕、皮肤瘙痒等不良反应的发生情况。结果：两组患者均未观察到硬膜外穿刺相关并发症。T组患者术后首次按压镇痛泵的时间明显长于L组(P < 0.05)，首次下床活动时间明显早于L组(P < 0.05)；与L组比较，T组术后8 h、12 h、24 h的VAS评分降低，BCS评分升高(P < 0.05)；术后0~12 h、12~24 h、24~36 h T组使用舒芬太尼和罗哌卡因剂量明显小于L组(P < 0.05)。T组术后恶心呕吐、眩晕，皮肤瘙痒等不良反应的发生情况的发生率与L组无明显差异，尿潴留、双下肢麻木发生率明显低于L组。结论行硬膜外T12-L1置管较L1-L2置管PCEA能够更加有效地为妇科腔镜手术患者提供理想的术后镇痛效果，并且可以减少术后阿片类及局部麻醉药物用量及不良反应的发生，有利于促进患者康复。 关键词 :硬膜外，T12-L1，L1-L2，腹腔镜，术后镇痛 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 硬膜外镇痛作为经典的镇痛方式有学习迅速，操作方式简便，经济实用，效果确切。行硬膜外穿刺置管后，向硬膜外腔注入局部麻醉药或(和)阿片镇痛药以达到减轻术后疼痛的目的 [ 1 ] 。传统妇科手术硬膜外穿刺以腰段为主，如L1-L2，L2-L3 [ 2 ] 。本研究拟通过观察T12-L1穿刺置管和L1-L2穿刺置管PCEA在妇科腹腔镜手术后镇痛的效果，探讨T12-L1与TL1-L2硬膜外PECA在下腹部手术的镇痛效果及不良反应发生率的差异。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 一般资料 经四川省宜宾市人口和计划生育科学技术研究院伦理委员会批准，并签署患者知情同意书。本研究已经得到宜宾市第二人民医院伦理委员会的批准。选取于2016年6月~2017年4月在医院接受妇科腹腔镜术，ASA分级为Ⅰ或Ⅱ级患者164例，利用电脑产生随机数字的信封法分为T组L组。排除标准：① 硬膜外穿刺置管失败或无法顺利手术者；② 慢性疼痛病史者；③ 长期使用阿片类或其他镇痛药物者；④ 有药物过敏史者；⑤ 语言沟通障碍者；⑥ 过度肥胖，体重指数(BMI) > 28 kg/m²者；⑦ 凝血功能障碍者。 2.2. 麻醉方法 所有患者术前常规禁饮禁食，均未使用术前药。入室后开放非优势侧上肢静脉通道，常规监测无创动脉血压、HR、SpO 2 、ECG。两组患者均采用快速顺序诱导法行气管内插管全麻，诱导药物：咪达唑仑0.05 mg/kg，依托咪酯0.2 mg/kg，舒芬太尼0.5 μg/kg，顺式阿曲库铵0.15 mg/kg，采用视频喉镜进行经口明视气管插管。确认气管内插管成功后连接麻醉机进行机械通气，潮气量8~10 ml/kg，呼吸频率13次/分，氧流量2 L/min，维持呼末二氧化碳30~40 mmHg。术中采用静吸复合麻醉维持，吸入1~2 MAC七氟烷，持续输注丙泊酚3~5 mg/kg/h，瑞芬太尼0.1~0.15 μg/kg/min，间断静脉注射顺式阿曲库铵维持适当的肌松水平。术中若动脉血压、HR波动大于基础值30%，则间断给与舒芬太尼5 μg或10 μg静脉注射以维持麻醉深度。两组患者术后均给予硬膜外自控镇痛(PCEA)。PCEA泵配方：枸橼酸舒芬太尼50 μg与0.894%的甲磺酸罗哌卡因22 ml用生理盐水稀释至100 ml。PCEA负荷量2 ml，背景剂量2 ml/h，单次剂量2 ml，锁定时间15 min。 术前使用驼人硬膜外穿刺套件行硬膜外穿刺置管。常规消毒铺巾，使用髂棘最高点向下垂直于脊柱方向作直线定位L3-L4，向上判断脊柱节段L1-L2以及T12-L1。采用直入法穿刺，穿刺至硬膜外腔后测得负压，全部采用向上置管，硬膜外腔留置管长度均为4 cm，置管成功后再次测试负压，采用棉球和敷贴固定硬膜外导管于患者背部。所有操作均由同一位高年资主治医师完成。 2.3. 观察指标 观察和记录两组患者行T12-L1和L1-L2连接PCEA后到首次按压镇痛泵的时间，首次下床活动时间，术后4、8、12、24和48 h患者的VAS评分(0~10分：0分为无痛，10分为无法忍受的剧痛。1~3分，轻度疼痛；4~6分，中度疼痛；7~10分，重度疼痛)，BCS舒适度评分(0分，持续疼痛；1分，安静时无痛，深呼吸或咳嗽时疼痛严重；2分，深呼吸或咳嗽时疼痛轻微；3分，深呼吸时无痛；4分，深呼吸和咳嗽时均无痛) [ 3 ] ，术后4、8、12、24和48 h舒芬太尼和罗哌卡因用量以及心动过缓、低血压、局麻药中毒、恶心呕吐、眩晕、皮肤瘙痒、尿潴留、双下肢麻木、等不良反应发生率。 2.4. 统计分析 采用SPSS19.0统计学软件进行统计分析。计量资料采用均数±标准差(x ± s)表示，组间比较采用独立样本t检验；等级资料采用秩和检验；计数资料比较采用χ 2 检验。P < 0.05为差异有统计学意义。
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user: 3. 结果 1) 本研究初始纳入全身麻醉下行妇科腹腔镜手术的患者172例，其中4例患者改为开腹手术，2例患者因硬膜外本试验选取节段穿刺不顺利或硬膜外置管后注药不通畅退出试验，2例患者因术毕各种原因导致硬膜外导管滑出退出试验，共164例患者完成试验，T组82例，L组82例。T组和L组患者均穿刺顺利，无穿破硬脑膜、穿刺血肿等并发症发生。两组患者的年龄、体重指数、ASA分级、手术时间、出血量等指标相比较，差异无统计学意义(P > 0.05)，见表1。 2) T组患者镇痛泵首次自控按压的时间明显晚于L组(P < 0.05)，T组患者首次下床活动所需时间明显短于L组(P < 0.05)，见表2。 3) 与L组比较，T组术后8 h、12 h、24 h的VAS评分降低，BCS评分升高(P < 0.05)，见表3。 4) T组术后0~12 h、12~24 h和24~36 h舒芬太尼及罗哌卡因用量以及术后舒芬太尼和罗哌卡因总用量明显少于L组(P < 0.05)，术后36~48 h两组患者舒芬太尼和罗哌卡因用量无统计学差异，(因舒芬太尼 Table 1 Comparison of general and clinical data in two groups of patient 组别 年龄(岁) 体重指数 ASAI/II 手术时间(min) 出血量(ml) T(n = 82) 40.5 ± 7.2 22.4 ± 1.3 23/59 108.4 ± 9.2 171.3 ± 18.7 L(n = 82) 41.8 ± 6.4 23.1 ± 0.9 28/54 114.3 ± 8.6 174.4 ± 19.2 表1. 两组患者的一般情况和临床资料比较 Table 2 The first time for the two groups of patients to press the pain pump for the first time and the first time to go out of bed ( x ¯ ± s 组别 首次按压时间 (h) 首次下床活动时间 (h) T(n = 82) 7.1 ± 2.6 a 9.8 ± 3.9 a L(n = 82) 4.6 ± 2.2 13.5 ± 5.4 表2. 两组患者术后首次按压镇痛泵的时间、首次下床活动时间( x ¯ ± s) a P < 0.05，与L组比较 Table 3 Comparison of VAS， BCS scores and pump pressure times at each time point after operation in two groups of patients ( x ¯ ± s 项目 术后4 h 术后8 h 术后12 h 术后24 h 术后48 h VAS T(n = 82) 1.8. ± 1.3 1.6 ± 0.7 a 1.3 ± 0.5 a 1.6 ± 0.4 1.3 ± 0.3 L(n = 82) 2.4 ± 1.5 2.4 ± 1.1 2.1 ± 0.3 1.8 ± 0.3 1.3 ± 0.4 BCS T(n = 82) 2.9 ± 0.2 3.5 ± 0.2 a 3.7 ± 0.2 a 3.8 ± 0.2 a 3.9 ± 0.3 L(n = 82) 2.6 ± 0.3 2.8 ± 0.2 2.9 ± 0.2 3.2 ± 0.3 3.4 ± 0.3 按压次数 T(n = 82) 3.5 ± 0.2 2.8 ± 0.2 a 2.0 ± 0.2 a 1.2 ± 0.2 0.2 ± 0.3 L(n = 82) 3.8 ± 0.3 3.5 ± 0.2 2.8 ± 0.2 1.7 ± 0.3 0.4 ± 0.3 表3. 两组患者术后各时点VAS、BCS评分及镇痛泵按压次数比较( x ¯ ± s) a P < 0.05，与L组比较 和罗哌卡因以固定比例配伍于100 ml镇痛泵中，在此仅统计舒芬太尼用量)见表4。 5) T组术后恶心呕吐、眩晕，皮肤瘙痒等不良反应的发生情况的发生率与L组无明显差异，尿潴留、双下肢麻木发生率明显低于L组，见表5。
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user: 4. 讨论 硬膜外镇痛临床实践时间较长，时至今日仍是全国广大基层医院使用极为广泛的镇痛方式，完善的术后镇痛可减少围术期应激反应，改善患者结局。在硬膜外间隙注入局麻药，阻滞了相应传入神经和疼痛刺激的传导，也阻断了传出神经的传导，抑制或消除了机体疼痛刺激的应激反应，同时也阻断了下丘脑–垂体–肾上腺轴的反射，所以在此途径给药既可发挥镇痛作用，也可阻断机体的应激反应 [ 4 ] 。因此，探索目前有别于以往传统开腹手术的腹腔镜手术术后如何更优化的使用硬膜外镇痛方法，有助于患者快速康复。硬膜外穿刺置管操作简便，是腹部及下肢手术减轻术后疼痛的有效手段。在临床应用中，T12-L1、L1-L2两个节段的硬膜外麻醉行传统妇科开腹手术时，因短时间内局麻药液注入浓度大容量大，常常都 Table 4 Comparison of the dosage and total consumption of sufentanil in two groups of patients after operation (μg x ¯ ± s 组别 0~12 h 12~24 h 24~36 h 36~48 h 总消耗量 T (n = 82) 13.5 ± 1.6 a 10.2 ± 0.9 a 8.4 ± 1.5 a 6.7 ± 0.6 38.8 ± 4.6 a L (n = 82) 15.1 ± 1.2 12.1 ± 1.9 9.8 ± 1.4 7.3 ± 1.2 44.3 ± 5.7 表4. 两组患者术后不同时间段舒芬太尼用量和总消耗量的比较(μg x ¯ ± s) a P < 0.05，与L组比较 Table 5 Comparison of postoperative adverse effects in two groups of patients (% 组别 尿潴留 恶心呕吐 眩晕 皮肤瘙痒 双下肢麻木 T (n = 82) 6 (2.4) a 4 (4.7) 4 (2.3) 3 (3.1) 4 (2.3) a L (n = 82) 11 (3.1) 4 (5.5) 4 (3.2) 3 (3.8) 12 (3.3) 表5. 两组患者术后不良反应的比较[例(%)] a P < 0.05，与L组比较. 能为手术提供满意的麻醉效果，但对于术后镇痛，剂量小浓度低，选择更优的节段实施硬膜外PCEA是我们想探索的。本研究发现，与L1-L2相比，T12-L1能减少妇科腹腔镜手术后患者阿片类药物及局麻药的总用量，提供更为满意的术后镇痛效果和患者的舒适度，患者术后下地时间明显提前，并且还能降低不良反应的发生。 本研究应用0.894%的罗哌卡因22 ml和50 μg舒芬太尼配伍于100 ml行PCEA，取得了良好的术后镇痛效果，持续而稳定，同时对患者的呼吸循环等生理功能影响小。硬膜外操作成熟易学，对于主治以上麻醉科医师安全性较高。本研究结果显示，T组患者首次按压镇痛泵的时间明显晚于L组，这可能是由于行T12-L1置管的药液进入硬膜外腔后更好的作用于术后疼痛最明显的区域。在术后4 h时，两组患者在两组评分并无统计学差异，这可能是由于我们使用了PCEA泵的镇痛效应，加之可能还有手术中全麻作用的残留，其疼痛程度未能更好的单独体现PCEA镇痛效应的区别。与L组患者比较，T组患者术后8、12和24 h的VAS评分明显降低，同时，T组患者术后12、24和36 h的舒芬太尼用量和局麻药用量均减少。该结果提示应用相同剂量的局麻药甚至更少量的局麻药，对于本例研究的病例而言T12-L1能产生较L1-L2更加满意的术后镇痛效果。同时，由于T组患者镇痛效果更加确切，舒芬太尼使用量更少，阻滞平面更高，因此，该组患者双下肢麻木感和尿管拔除后尿潴留减少，首次下床活动时间提前，有助于促进患者快速康复。有研究显示，T12-L1硬膜外镇痛在腹腔镜直肠癌手术后也可以获得满意的镇痛效果，同时还可降低术后血栓的发生机率。正是由于硬膜外镇痛具有持续且确切的术后镇痛，其广泛应用于腹部手术 [ 5 ] 、全髋关节置换术以及股骨颈骨折等下肢手术的术后镇痛 [ 6 ] ，取得了良好的效果。 在本研究中，出现了2例因硬膜外导管脱出而导致被动退出，T组和L组更有一例，这也是实施硬膜外镇痛遇到的常见问题，本试验的硬膜外导管均用无菌棉球在穿刺点周围包绕导管，再行大敷贴固定，导管脱落率<0.05。本研究显示，T组患者术后恶心呕吐、眩晕的发生率与L组无明显差异，但都还是有病例发生，这是由于硬膜外用药后阻滞区域血管扩张，或者舒芬太尼在硬膜外作用引起部分病人出现恶心等不适。T组在术后影响患者排尿，以及双下肢麻木感和下床活动中双下肢患者自身的感觉体验方面有着比L组更优的表现，总体还是因为T组阻滞区域与手术后疼痛的主要区域有着更好更多的重合。另外，脊髓终于于T1，从原理上说行T12-L1有着更大的操作风险，但本研究中未发生一例穿入蛛网膜下腔以及穿入后并未察觉的病例，说明此风险在临床经验丰富，操作谨慎的前题下完全可控。本研究中罗哌卡因的容量和浓度下未有术后需要血管活性药物干预的低血压出现。但也提示我们在高龄，心血管功能欠佳、肝肾功能异常等患者的应用中应特别谨慎，一方面需要选择更为有效地硬膜外节段进行置管操作，另一方面必须加强监测，以免发生危险。如何在不同的患者中，在保证术后镇痛效果的前提下，将副作用降到最低，促进患者早期下床活动，减少住院时间，这是我们进一步需要解决的问题。 本研究具有一定局限性。首先我们对硬膜外穿刺节段的判断未经C臂照片确认，仅仅是通过体表标志以及经验来判断，其次我们没有两组患者在PCEA下的阻滞平面区间进行统计，故不能得出T具有较L确切的镇痛作用的更多因素。另外，本研究的样本量较小，所有的硬膜外穿刺置管操作并非由同一人完成，这可能带来结果上的偏倚。
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user: 5. 结论 综上所述，选取T12-L1硬膜外穿刺置管PCEA较L1-L2可以提供更为理想的镇痛效果，减少术后阿片类药物及局麻药的使用量及不良反应的发生，患者下床活动时间明显提前，患者满意度提高。
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user: 摘 要 目的：探讨终末期肝病模型(MELD)评分联合血清甲胎蛋白(AFP)和胆碱酯酶(CHE)预测乙型肝炎病毒相关慢加急性肝衰竭(HBV-ACLF)患者短期预后的临床价值。方法：选取2008年1月~2015年12月我院住院的HBV-ACLF患者662例，随访3个月，生存416例和死亡246例，记录并比较两组患者血清谷丙转氨酶(ALT)、总胆红素(TBIL)、肌酐(Cr)、白蛋白(ALB)、AFP、CHE、国际标准化比值(INR)、血清钠(Na + )和MELD评分等临床资料。应用受试者工作特征曲线下面积(AUC)分析MELD评分联合血清AFP和CHE对HBV-ACLF患者短期预后的预测价值。结果：死亡组血清ALT (534.8 ± 45.1 U/L对438.5 ± 91.2 U/L)、TBIL (328.9 ± 71.9 μmol/L对244.5 ± 62.7 μmol/L)、Cr (96.9 ± 23.8 μmol/L对70.2 ± 22.3 μmol/L)、ALB (24.5 ± 6.8 g/L对28.7 ± 7.4 g/L)、AFP [21.5(7.6，50.4)μg/L对60.6(16.3，146.1)μg/L]、CHE (2.5 ± 1.2 kU/L对4.2 ± 1.4 kU/L)、INR (2.5 ± 1.1对2.1 ± 0.5)、MELD评分(26.3 ± 5.5对22.4 ± 5.2)均高于生存组，血清Na + 水平(128.6 ± 13.1 mmol/L对132.8 ± 9.5 mmol/L)低于生存组，差异均有统计学意义(P均 <0.001)；MELD评分、AFP、CHE预测HBV-ACLF患者近期死亡危险性的最佳截断点分别为24.8、20.6 μg/L、2.9 kU/L；MELD评分联合AFP和CHE判断HBV-ACLF患者短期预后的AUC为0.894，高于单独MELD评分AUC的0.834、AFPAUC的0.803或CHE AUC的0.621，差异均有统计学意义(P均 <0.001)。结论：MELD评分联合血清AFP和CHE对HBV-ACLF患者短期预后的预测价值良好。 关键词 :慢加急性肝衰竭，乙型肝炎，预后，胆碱酯酶，甲胎蛋白 Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 本肝衰竭是临床常见的危重症之一，病情进展快，预后差，如未及时予以干预和治疗，患者病死率可高达60%~80%。目前我国大部分肝衰竭患者有慢性HBV感染基础，乙型肝炎病毒相关慢加急性肝衰竭(hepatitis B virus related acute-on-chronic liver failure， HBV-ACLF)是国内最常见的肝衰竭类型，也是我国慢性肝病最常见的死亡原因 [ 1 ] 。近年来，随着内科综合治疗措施的优化，及人工肝技术的改良，肝衰竭患者的病死率有所下降 [ 2 ] ，如何对肝衰竭患者的临床预后进行准确判断有利于后续正确治疗决策的选择 [ 3 ] 。以往临床评价肝衰竭预后的单项指标包括血清钠(Na + )、血清总胆红素(TBIL)、凝血酶原时间(PT)等 [ 4 ] ，但这些指标的预测准确性均较差。2001年Kamath提出了终末期肝病模型(MELD)，其后该模型评分被广泛应用于各类终末期肝病的预后评估 [ 5 ] 。肝衰竭期间由于肝细胞再生因而血清甲胎蛋白(AFP)往往有不同程度的升高，而肝细胞再生的速度和数量对HBV-ACLF患者的预后影响较大 [ 6 ] 。胆碱酯酶(CHE)在肝脏合成，也是一项反映肝脏受损程度和储备功能的敏感治疗 [ 7 ] 。本研究旨在探讨MELD评分联合血清AFP和CHE对HBV-ACLF患者短期预后的预测价值。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 研究对象 选择2008年1月~2016年12月期间云南省第三人民医院住院的资料完备的HBV-ACLF患者662例作为研究对象，其中男392例，女270例；年龄18~72岁，平均年龄(45.5 ± 11.2)岁。HBV-ACLF的诊断符合2006年《肝衰竭诊疗指南》和2012年《肝衰竭诊治指南》中的标准 [ 8 ] [ 9 ] 。排除标准：① 由HCV、HEV等其他类型肝炎病毒感染导致的肝衰竭；② 肝衰竭病因是乙醇、药物及其他中毒因素等；③ 伴有心肺功能不全及呼吸、循环功能障碍；④ 急性心、脑梗死处于非稳定期者；⑤ 伴有肾脏基础疾病及各种原因所致肾功能不全；⑥ 妊娠期妇女及儿童患者；⑦ 由于其他疾病需长期抗凝治疗者；⑧ 肝细胞癌或其他恶性肿瘤伴随肝脏转移者。所有患者均采用了个体化内科综合治疗，包括抗病毒、护肝、退黄、促肝细胞生长、补充白蛋白、调节免疫功能治疗等。根据患者病情进行血液净化和(或)血浆置换治疗。记录所有患者住院期间和出院3个月后的病情转归情况。本研究已获得云南省第三人民医院医学伦理委员会批准，并获得所有患者的书面知情同意。 2.2. 研究方法 2.2.1. 检测指标及评分 使用LH750全自动血细胞分析仪(美国贝克曼库尔特公司)检测血常规；使用CI8200全自动生化分析仪(美国雅培公司)及配套试剂检测血生化指标；使用CA50自动凝血仪(日本东亚公司)检测凝血酶原时间(PT)并计算国际标准化比值(INR)；使用全自动免疫分析仪(美国BD公司)检测AFP。取患者入院时第一次检测指标，计算MELD分值 [ 10 ] ，MELD分值= 3.8 ×In(TBIL) + 11.2 × In(INR) + 9.6 × In(Cr) + 6.4 × 病因(病因：胆汁性或酒精性为0，其他为1)。按参考文献 [ 11 ] 计算CTP评分。 2.2.2. 统计学处理 应用SPSS 18.0软件进行统计学分析。计量资料以(x ± s)或[M(P25，P75)]表示。满足正态分布并且方差齐的两组资料比较采用独立样本t检验，不满足正态分布或方差不齐时，两组间比较采用Mann-Whitney U秩和检验(即U检验)；对方差齐的多组间资料的比较采用单因素方差分析，对方差不齐者采用Kruskal-Waillis H检验；计数资料以率表示，组间比较采用x 2 检验。采用Pearson相关分析。应用受试者工作特征曲线(ROC)评估不同评价方法对于HBV-ACLF患者短期预后的预测能力，并计算出预测患者死亡危险性的最佳截断点(cut-off value)和Youden指数，P < 0.05被认为差异有统计学意义。
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user: 3. 结果 3.1. 生存与死亡患者一般资料比较 随访三个月后，662例HBV-ACLF患者生存者416例，死亡246例。生存组患者年龄、性别比例、白细胞(WBC)、血红蛋白(Hb)、血小板(PLT)等指标与死亡组相比，差异无统计学意义(P > 0.05)；生存组血清谷丙转氨酶(ALT)、总胆红素(TBIL)、白蛋白(ALB)、碱性磷酸酶(ALP)、CHE、肌酐(Cr)、AFP、PT、INR、MELD分值、CTP分值等均明显低于死亡组，血清Na + 水平明显高于死亡组，差异均有统计学意义(P < 0.001，表1)。 3.2. 相关性分析 662例HBV-ACLF患者入院后对血清AFP与CHE水平行相关性分析，两者无显著相关性[41.8(6.1， 155.4) μg/L vs (3.6 ± 1.4) kU/L，r = 0.081，P = 0.608]。 3.3. 不同分期肝衰竭患者MELD评分及血清AFP和CHE水平比较 晚期肝衰竭MELD评分明显高于中期和早期患者，中期肝衰竭MELD评分明显高于早期患者，差异均有统计学意义(H = 36.295，P < 0.001)；MELD评分与肝衰竭分期呈正相关(Spearman相关系数r = 0.485，P < 0.001)；患者血清AFP和CHE水平随着ACLF分期加重而逐步降低(F = 19.575，H = 32.366，均P < 0.001)；血清AFP和CHE水平与肝衰竭分期呈负相关(Spearman相关系数r = −0.419，r = −0.385，P < 0.001，表2)。 3.4. MELD评分联合血清AFP和CHE水平评估HBV-ACLF患者短期预后的预测价值 绘制MELD评分、AFP、CHE及多项联合的ROC曲线，结果MELD评分联合AFP和CHE预测 Table 1 Comparison for two groups of general clinical data [n， (x ± s)， M(P25， P75) 生存组 死亡组 统计值 P值 男/女 250/166 142/104 χ 2 = 0.412 0.273 年龄(岁) 45.5 ± 10.3 46.3 ± 12.0 t = 0.584 0.089 WBC(×10 9 /L) 7.4 ± 3.1 8.2 ± 3.4 t = −1.202 0.263 Hb(g/L) 124.5 ± 17.2 120.2 ± 8.6 t = −1.124 0.232 PLT(×10 9 /L) 90.5 ± 20.0 88.6 ± 18.8 t = 0.215 0.724 ALT(U/L) 438.5 ± 91.2 534.8 ± 45.1 t = 5.776 0.000 TBIL(μmol/L) 244.5 ± 62.7 328.9 ± 71.9 t = 4.639 0.000 ALB(g/L) 28.7 ± 7.4 24.5 ± 6.8 t = −3.989 0.000 ALP(U/L) 107.8 ± 27.2 148.6 ± 48.1 t = 9.088 0.000 CHE(kU/L) 4.2 ± 1.2 2.5 ± 1.2 t = −4.422 0.000 Cr(μmol/L) 70.2 ± 22.3 96.9 ± 23.8 t = 4.715 0.000 Na + (mmol/L) 132.8 ± 9.5 128.6 ± 13.1 t = 5.165 0.000 AFP(μg/L) 60.6(16.3， 146.1) 21.5(7.6， 50.4) U = 7.374 0.000 PT(s) 22.5 ± 4.2 28.2 ± 6.5 t = −5.528 0.000 INR 2.1 ± 0.5 2.5 ± 1.1 U = −4.384 0.000 MELD评分 22.4 ± 5.2 26.3 ± 5.5 t = −6.754 0.000 CTP评分 10.2 ± 1.1 12.2 ± 1.3 t = −5.390 0.000 表1. 两组一般临床资料[n， (x ± s)， M(P25， P75)]比较 Table 2 The MELD scores and serum AFP and CHE were compared in 662 patients with different stages of liver failure (x ± s 肝衰竭分期 例数 MELD评分 AFP (μg/L) CHE (kU/L) 早期 174 20.3 ± 4.2 40.2(14.5， 96.6) 4.2 ± 1.3 中期 348 23.1 ± 4.5 ① 24.3(10.8， 67.4) ① 3.6 ± 1.2 ① 晚期 140 28.5 ± 6.6 ①② 9.8(8.2， 15.6) ①② 2.5 ± 1.4 ①② 表2. 662例不同分期肝衰竭患者MELD评分及血清AFP和CHE (x ± s)比较 与早期比， ① P < 0.001；与中期比， x P < 0.001 HBV-ACLF患者三个月死亡的AUC为0.894(P = 0.000)，大于MELD评分(AUC = 0.834，P = 0.000)或AFP(AUC = 0.803，P = 0.000)或CHE(AUC = 0.621，P = 0.03)；以敏感度和特异度之和最大者为截断点，MELD评分为24.8时，其敏感度为85.6%，特异度为81.7%；AFP ≥ 20.6μg/L时，预测HBV-ACLF患者三个月死亡的敏感度为80.8%，特异度为77.6%；以CHE ≥ 2.9 kU/L时，预测HBV-ACLF患者三个月死亡的敏感度为75.9%，特异度为65.3%；采用MELD ≥ 24.8联合AFP ≥ 20.6 μg/L和CHE ≥ 2.9 kU/L时，其敏感度为91.0%，特异度为88.4%(图1、表3)。
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user: 4. 讨论 2001年Kamath等人创立了终末期肝病模型(MELD)评分，该模型为多项客观指标的组合，主要用于预测经颈静脉肝内门体分流术后肝硬化门静脉高压患者的预后。由于MELD评分所选变量均为客观指标，且在临床工作中较易获取，具有较好的预测准确性，逐步被推广应用于预测各类型严重肝病患者的预后。本研究结果发现死亡组与生存组之间MELD评分差异具有统计学意义，并且MELD分值越大，病死率越高，与文献报道结果一致 [ 12 ] 。随着对MELD评分系统研究的深入，各种在MELD评分基础上建立的改良模型不断出现，并较MELD评分有了更好的预测价值。Rufetal等人 [ 13 ] 将终末期肝病的独立预测因素血清钠和MELD评分结合，建立了MELD-Na模型；iMELD模型在结合了患者血清钠基础之上，兼顾患者整体的机体情况，再将年龄因素纳入。在MELD-Na基础上，Huo等 [ 14 ] 建立了MESO预测模型。但必须指出的是，慢加急性肝衰竭患者较普通的肝硬化和(或)慢性肝衰竭患者病病程进展更为复杂，单一量化指标或已有的预测评分模型对于疾病预后的预测仍有不足。一项对327例HBV-ACLF患者的回顾性研究显示，包括MELD、MELD-Na、iMELD等在内的多项评分体系对该类患者的预后准确性仍不尽如人意 [ 15 ] 。国内也有研究 [ 16 ] 表明MELD、MELD-Na、iMELD对患者12周预后预测的ROC曲线下面积仅分别为0.731、0.735、0.773，敏感度均在0.7以下。为了解决ACLF患者临床预后的预测问题，众多学者先后制定了评价ALCF患者预后的危险因素和数学模型，其中一些模型由于本身选择指标较大，计算应用过程较为复杂而不易被临床推广应用；另一些模型由于存在样本量少、资料不完全、病种构成复杂等问题，预测准确性欠佳而难以得到公认。目前国内ACLF的疾病基础很大一部分是由于HBV感染所致，因此，找寻能适用于我国HBV-ACLF患者短期预后的预测模型十分必要。 近年来针对ACLF的发病机制研究有了新的发现，即“三重打击学说”，即在各种病因所致免疫调节紊乱、微循环障碍、内毒素血症等作用下可导致大量肝细胞坏死、凋亡 [ 17 ] ，从而诱发肝脏功能衰竭，而肝细胞大量坏死及缺乏有效的再生可进一步加剧肝衰竭病情恶化。因此，准确了解肝细胞坏死情况及肝细胞再生速度数量对判断ACLF患者的预后有较好的参考意义。血清AFP由幼稚肝细胞分泌，主要在胎儿期合成；在成人中血清AFP一般作为肿瘤标志物用于肝细胞癌的诊断，血清AFP异常增高往往提示肝脏可能有恶性占位性病变。有研究表明，肝脏手术后血清AFP可有不同程度的升高，提示AFP升高可 图1. MELD评分联合AFP和CHE对HBV-ACLF患者近期预后判断的ROC曲线 Table 3 MELD score combined with serum AFP and CHE’s predictive value for the death of HBV-ACLF patients in 3 month 截断点 AUC 95%置信区间 灵敏度 特异度 Youden指数 MELD ≥24.8 0.834 0.732~0.937 85.6 81.7 0.618 AFP ≥20.6 μg/L 0.803 0.678~0.929 80.8 77.6 0.586 CHE ≥2.9 kU/L 0.621 0.470~0.773 75.9 65.3 0.368 MELD/AFP/CHE ≥24.8/≥20.6 μg/L/≥2.9 kU/L 0.894 0.803~0.985 91.0 88.4 0.669 表3. MELD评分联合血清AFP和CHE对HBV-ACLF患者3月死亡的预测价值 作为肝细胞大量再生的标志。另一项研究 [ 18 ] 也证实，ACLF患者AFP升高提示预后较好。本研究中HBV-ACLF患者血清AFP水平随着ACLF分期加重而逐步降低，与患者病情严重程度呈负相关，因此，在ACLF患者中，血清AFP水平可作为判断病情严重程度及肝细胞再生的重要参考指标。CHE主要在肝脏合成，随着肝脏损伤的加剧，其合成CHE的能力随之下降。多项临床研究也证实血清CHE水平能反映肝脏的损伤程度及肝脏剩余储备功能 [ 19 ] 。本研究结果表明，血清AFP、CHE与HBV-ACLF患者病死率之间存在线性关系。随着AFP及CHE的降低，病死率也逐渐增高，与另一研究 [ 20 ] 报道一致。本研究观察到，在肝衰竭早、中、晚期患者，MELD评分及AFP、CHE均有不同的改变，一定程度上都准确反应了肝衰竭病情的严重程度。本研究进一步应用ROC曲线分析发现，MELD评分和血清AFP的AUC均 > 0.8，均有好的预测准确性，均能够较好地预测HBV-ACLF患者的短期预后。其中，MELD评分联合AFP、CHE的AUC为0.894，大于单独MELD评分AUC的0.834、单独AFP AUC的0.803和单独CHEAUC的0.621。此外，采用MELD ≥ 24.8联合AFP ≥ 20.6μg/L联合CHE ≥ 2.9 kU/L时，其敏感度为91.0%，特异度为88.4%，提示应用MELD评分联合血清AFP和CHE可提高对HBV-ACLF患者短期预后的准确性，具有较好的临床应用价值。 ACLF早期预后的判断对于ACLF治疗方案的制定及后续抢救成功率的提高具有重要意义，因此其相关研究始终是急慢性肝病研究领域的热点问题 [ 21 ] 。但由于ACLF的发病机制复杂、临床表现和并发症表现的多样化以及不同患者个体差异较大等一系列的原因，现有的反映ACLF预后的评价系统仍不完善。通过不断引入更能确切反映ACLF病情严重程度和与预后判断相关的标志物，扩大验证和完善现有的评估系统很有意义。本研究在原有的MELD评分系统基础上，引入了反映肝脏再生及剩余储备功能的生物学指标AFP和CHE，强调了损伤-再生因素对HBV-SACLF预后的影响，更优于单纯的MELD评分，但本研究样本量有限，针对MELD评分系统基础上加入其它指标的优化值得进一步研究。
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user: 摘 要 颞浅动脉–大脑中动脉搭桥术(STA-MCA)是指将颞浅动脉分支吻合于大脑中动脉的一种术式，1967年由显微神经外科之父Yasargil教授首次应用于治疗脑缺血疾病并获得成功，其广泛的适应症使得该术式在世界各国广泛普及并获得不断改进，目前该术式已日趋成熟。其术后并发症之一即是手术切口的愈合不良，但临床工作中该并发症较为少见，本文现报告一例搭桥术后切口愈合不良病例。 关键词 :颞浅动脉–大脑中动脉搭桥术，切口愈合不良 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 脑血管搭桥术是指将两支脑血管进行吻合，保障脑组织的血液供应，从而防止脑梗死的发生，常见于颞浅动脉与大脑中动脉的搭桥，用以治疗颅内复杂动脉瘤(包括巨大动脉瘤)、脑肿瘤、烟雾病等疾病 [ 1 ] 。治疗颅内巨大动脉瘤时，由于无法直接行夹闭术，而栓塞术则花费巨大，较为理想的治疗方式是将载瘤动脉断离，使血液不能流入动脉瘤内而避免其发生破裂，然后将颞浅动脉搭桥于大脑中动脉，以保持脑组织的正常血流灌注。
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user: 2. 临床资料 患者女，43岁，因“反复头昏1月余”入院，行头颈动脉CTA示大脑中动脉M2段巨大动脉瘤。入院查体未见明显阳性体征，入院后行“超选性右侧大脑中动脉M2段动脉瘤造影术”，见动脉瘤呈梭形，大小约1.4 cm × 1.5 cm × 1.6 cm，瘤腔内可见明显造影剂滞留，远端自动脉瘤发出后分为两支血管，考虑为复杂动脉瘤。排外禁忌后行“右侧颞浅动脉–大脑中动脉M3段搭桥+右侧大脑中动脉M2段动脉瘤孤立切除术”；术中沿颞浅动脉走形作直切口并分离颞浅动脉顶支，解剖侧裂后见动脉瘤位于大脑中动脉下干起始部，选动脉瘤远端大脑中动脉M3段与分离好的颞浅动脉顶支行“端–侧吻合术”，夹闭动脉瘤近、远端后切除动脉瘤。术后给予常规切口换药，7天后发现切口愈合不良，部分皮缘发生皱缩坏死，可见皮下颅骨，予双氧水、生理盐水、聚维酮碘溶液行局部清创，切除坏死皮缘，敞开切口放置纱条引流，予庆大霉素局部冲洗预防感染，并敷涂重组人表皮生长因子、磺胺嘧啶银乳膏促进肉芽组织生长，持续每日换药30天后肉芽组织基本覆盖切口，皮缘未见坏死，行二期缝合，继续换药7天，患者手术切口愈合良好并拆线后出院(图1~4)。
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user: 3. 讨论 传统认为颞浅动脉–大脑中动脉搭桥术后手术切口的愈合不良主要与糖尿病、动脉硬化、营养状况、切口缝合方式、颞浅动脉额顶支同时用于搭桥等因素有关。糖尿病可作为影响术后切口愈合的一大重要因素，其确切机制目前尚不清楚，可能是多种复杂因素共同作用的结果 [ 2 ] ；动脉硬化可作为切口愈合不良的独立危险因素 [ 3 ] ；营养状况的不佳可导致切口愈合缓慢 [ 4 ] ；而切口缝合的层次、距离、组织对位亦可对切口愈合造成影响；颞浅动脉额顶支同时用于搭桥可明显减少同侧颞部血液供应而致头皮坏死。而年龄、性别、高血压和高脂血症与切口愈合未见明显相关 [ 5 ] 。近来，韩国学者Chung Y等人 [ 6 ] 对此提出了新的观点，其认为传统颞浅动脉分离技术沿颞浅动脉额顶支切开皮肤会直接破坏毛囊和皮脂腺，从而 图1. 沿颞浅动脉走形作直切口 图2. 分离颞浅动脉顶支 使寄居于内的细菌释放出来，对周围组织造成感染；如果采用一种全新的术式(In-To-Out术式，简称ITO术式)，即先切取颞浅动脉及其额顶支所属的弧形皮瓣，后由内向外地分离颞浅动脉将不会对毛囊和皮脂腺造成破坏。该种术式可显著降切口愈合不良的几率。该患者住院期间一般情况佳，否认糖尿病病史，围手术期血糖正常；术中DSA造影未见动脉硬化征象；营养状况可(BMI指数约21.5)；手术切口缝合组织层次严密，无残腔，切口创面对合良好，缝合创缘边距、针距适可，缝合处张力适中；术中仅取颞浅动脉顶支参与搭桥。笔者认为患者术后发生手术切口愈合不良的原因可能为采取传统的颞浅动脉分离法，使毛囊和皮脂腺内细菌暴露于周围组织，从而使手术切口处发生严重感染；而对于术后发生的切口感染，临床医师更应采取积极有效的措施，如早期切口清创，清除坏死组织，消除局部病原菌，加强换药以预防病原菌再生，促进肉芽组织生长，待感染消退后行二期缝合；同时也应该关注患者全身情况如血糖、营养状况等，促使感染切口早日愈合。
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user: 4. 体会 该病例提示，颞浅动脉-大脑中动脉搭桥术后切口的愈合不良常较少见，因而往往得不到临床医师的 图3. 患者术后出现切口愈合不良 图4. 患者手术切口愈合 重视，其不仅为患者带来痛苦，加重经济负担，手术切口处的局部感染甚至可加重发展为严重的颅内感染，危及患者生命 [ 6 ] ；临床医师应在术前对患者进行全方位的病情评估，排外手术禁忌及潜在风险，并可尝试应用如ITO新术式，从而减少患者术后切口愈合不良等相关并发症的发生。
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user: 摘 要 随着淡水生态系统水体污染和富营养化进程的加剧，诱发了大面积水华，其不仅破坏生态系统，而且造成巨大的经济损失。因此，根据水体各个理化因子对水华的发生进行预测就显得尤为重要。首先根据池塘1~15周的数据，利用主成分分析法对影响浮游生物总量的13个理化因子进行主要影响因子分析，得到池塘水华发生的主要影响因子为：总氮、透明度、溶解氧、铵态氮、盐度、总磷，溶氧。其次，根据确定的7个主要理化因子作为BP神经网络的输入层，浮游生物量作为输出层来对水华发生进行预测。结果表明基于主成分分析的BP神经网络模型的预测结果与真实值的拟合系数高达0.9912。为此，本文的研究方法可有效地预测水华的发生。 关键词 :水华预测，理化因子，主成分分析，BP神经网络 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 在我国水产养殖中，池塘养殖产量约占淡水养殖的70%。随着淡水生态系统水体污染和富营养化进程的加剧，有害蓝藻、轮虫等浮游生物高密度发生，很容易诱发大面积的水华 [ 1 ] 。水华造成严重的环境污染和水体污染，同时区域用水安全也受到威胁，对水体养殖业造成严重的打击 [ 2 ] 。水华的发生是水生态系统中各种理化因子作用的结果，受到总氮、总磷、磷酸盐磷、叶绿素、溶氧、水温等因素的影响。虽然针对不同情况下水生态系统各因子对水华发生已有不少研究成果 [ 3 ] [ 4 ] ，但是准确的预测仍然是当前的首要任务。本文利用各个理化因子与水华之间的关系，结合主成分分析和神经网络来判断淡水养殖中水华是否发生，进一步为水华和水体富营养化治理提供理论依据。 预测模型是近几年国内外水华风险研究的重要工具 [ 5 ] [ 6 ] ，如回归分析模型、人工神经网络、指数法预测、灰色预测模型。人工神经网络由于具有较强的非线性映射能力，受到广大研究者的青睐。文献 [ 7 ] 利用RBF神经网络对叶绿素a的浓度做出预测，文献 [ 8 ] 基于深度学习对湖库藻类水华进行预测，文献 [ 9 ] 提出一种过程神经网络的预测模型。文献 [ 10 ] 基于主成分分析的RBF神经网络对需水量做出预测。然而，在水华预测中，需要对理化因子进行筛选，选择恰当的因子，以简化神经网络的复杂度，提高预测结果的准确度。 本文通过研究淡水养殖池塘相关主要理化因子，利用主成分分析法确定影响水华发生的主要理化因子。进一步，建立BP神经网络模型以理化因子作为输入样本，对浮游生物做出预测，从而更好地控制并预测水华的发生，提高养殖产量，减小环境污染。
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user: 2. 研究方法 2.1. 主成分分析法 主成分分析法 [ 11 ] 也称为主分量分析(PCA)，主要为了用较少的变量来解释原始数据的大部分变异，将彼此相关性很高的变量转化为彼此独立或不相关的变量，是一种将原有的多个变量划分为少数几个综合评价的统计的方法。 1) 基本思想 设有m个样本，每个样本共有n个变量，若X表示指标的总和， x i j 表示第i个理化因子对应的第j个属性值，则构成的数据矩阵如下： X = ( x i ， j ) i = 1 ， 2 ， ⋯ ， m ，   j = 1 ， 2 ， ⋯ ， m . (1) 设原来的变量指标为 X 1 ， X 2 ， X 3 ， ⋯ ， X n ，它们的综合指标为新的变量指标为 Z 1 ， Z 2 ， Z 3 ， ⋯ ， Z m ， c m p 为相应的系数，则 Z k = c k 1 X 1 + c k 2 X 2 + ⋯ + c k p X p ，   k = 1 ， 2 ， ⋯ ， m . (2) 主成分决定的新变量指标 Z 1 ， Z 2 ， Z 3 ， ⋯ ， Z m 分别为原变量 X 1 ， X 2 ， X 3 ， ⋯ ， X n 的第一，第二，…，第m个主成分。其中 Z 1 在变量中所占的贡献率最大， Z 1 ， Z 2 ， Z 3 ， ⋯ ， Z m 对评价系统的贡献率逐渐下降，挑选贡献率较大的作为主成分。 2) 分析过程 ① 计算相关系数矩阵 R = ( r i j ) p × p ，其中 r i j = ∑ k = 1 n ( x k i − x ¯ i ) ( x k j − x ¯ j ) ∑ k = 1 n ( x k i − x ¯ i ) 2 ( x k j − x ¯ j ) 2 . (3) ② 计算特征值与特征向量 用雅可比行列式对 | λ I − R | = 0 进行求解，求出特征值 ，并按照 λ 1 ≥ λ 2 ≥ ⋯ ≥ λ p ≥ 0 排列，然后分别求出对应于特征值 λ i 的特征向量 e i ( i = 1 ， 2 ， ⋯ ， p ) 。 ③ 计算主成份贡献率 z i 及累计贡献率 Z i 。 主成份 z i 的贡献率为： z i = λ i / ∑ k = 1 p λ k ，   i = 1 ， 2 ， ⋯ ， p . (4) 累计贡献率 Z i ： Z i = ∑ k = 1 p ( λ k / ∑ k = 1 p λ k ) ，   i = 1 ， 2 ， ⋯ ， p . (5) ④ 计算主成份载荷 l i j ： l i j = p ( z i ， x j ) = λ j − e i j ，     i ， j = 1 ， 2 ， ⋯ ， p . (6) 2.2. BP神经网络模型 在神经网络中，应用最广泛的是美国加州大学的鲁梅尔哈特和麦克莱兰等人于1985年提出BP神经网络 [ 12 ] [ 13 ] 。该模型是典型的多层网络，具有输入层节点、输出层节点，而且具有一层或多层隐含节点。其核心是通过一边向后传递误差，一边修正误差的方法来不断调节网络参数(权值和阈值)，以实现或逼近所希望的输出、输入映射关系。一个三层的BP网络结构如图1所示。 BP算法具有梯度性，也称为快速下降法，其迭代基本思想是：从一个初始点 w 0 出发，计算在点 w 0 的 图1. BP神经网络拓扑结构图 负梯度方向 − ∇ E ( w 0 ) ，并沿该方向移动一定距离到达新的点 w 1 = w 0 − η ∇ E ( w 0 ) ，只要参数h足够小，就能保证 E ( w 1 ) < E ( w 0 ) 。不断重复这一过程，一定能找到 E ( w ) 的一个极值。 BP神经网络具体算法如下： 1) 初始化网络及学习参数。为加快网络学习将隐含层和输出层各节点的连接权值、神经元阈值规范化处理，其表达式如下： { x k n e w = 0.002 + 0.996 ( x k o l d − min x k o l d ) max x k o l d − min x k o l d y k n e w = 0.002 + 0.996 ( y k o l d − min y k o l d ) max y k o l d − min y k o l d ， (7) 其中式(7)中， x k o l d ， y k o l d ， x k n e w ， y k n e w 分别为处理前后的网络输入与输出。通过数据规范化处理，将输入、输出数据变成 [ − 1 ， 1 ] 中的数。 2) 利用数据对网络进行训练，计算网络的输入、输出值。 隐含层各节点的输入、输出值分别为： s j k = ∑ i = 1 n a i k w i j − θ j ，       a j k = 1 1 + e − s j k ，     j = 1 ， 2 ， ⋯ ， p . (8) 输出层各节点的输入、输出值分别为： l t k = ∑ i = 1 p b t k v t ，     b t k = 1 1 + e − l t k ，     t = 1 ， 2 ， ⋯ ， q . (9) 3) 误差逆传播，利用梯度下降法对各层连接层及阈值进行调整。 设网络的计算输出为 c t k ，网络期望输出与计算输出的偏差均方值 E k 为 E k = ∑ t = 1 q ( y k k − c t k ) 2 2 ， (10) 输出层各节点的误差 d t k = ( y t k − c t k ) c t k ( 1 − c t k ) ，隐含层各节点的误差 h t k = ( ∑ t = 1 q d t k v j t ) b j k ( 1 − b j k ) 。 4) 修正权值与阈值。 5) 若网络的全局误差小于指定的值，则算法转入第6步，否则转入第2步。 6) 计算输出层。 7) 计算网络训练误差。 BP神经网络仿真测试结束后，通过计算真实值与输出值的偏差情况，对网络训练的泛化能力进行评价，选取决定系数R 2 评价模型的性能，其中 R 2 = ( l ∑ i = 0 l y ^ i y i − ∑ i = 0 l y ^ i ∑ i = 0 l y i ) 2 ( l ∑ i = 0 l y ^ i 2 − ( ∑ i = 0 l y ^ i 2 ) 2 ) ( l ∑ i = 0 l y i 2 − ( ∑ i = 0 l y i 2 ) 2 ) ， (11) 式(11)中， y ^ i 为预测值， y i 为真实值。决定系数在 [ 0 ， 1 ] 内，系数越接近于1，表明训练效果越接近真实值，反之，系数越接近于0，表明训练效果越差。