DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 慢性萎缩性胃炎(Chronic atrophic gastritis， CAG)是一种胃黏膜固有腺体萎缩，常伴有肠上皮化生或不典型增生的消化系统疾病。目前已经公认胃癌的发生与CAG密切，Correa级联反应将其演变规律归纳为非萎缩性胃炎→萎缩性胃炎→胃黏膜肠上皮化生→胃黏膜不典型增生→胃癌 [ 1 ] 。因此，对于CAG的早期诊断、早期干预、阻断部分中重度患者向恶性肿瘤的演变十分重要。但由于CAG患者临床表现缺乏特异性，并且症状与病变程度不一致，以及部分患者对于胃镜的抵触，使得早诊断、早治疗有着很大的难度。在整体观念和辨证论治的理论指导下，中医治疗CAG在很大程度上能弥补这一不足。本文通过检索近年来针灸治疗CAG的相关文献，进一步探讨胃泌素与CAG之间的关系，以及针灸对CAG患者胃泌素的调节作用。
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user: 2. CAG的发病机理与治疗现状 现代医学认为CAG是由多种因素导致的疾病，其中幽门螺杆菌(H.pylori， HP)感染被认为是最主要的病因，临床上也常把HP作为CAG诊断和预后的指标之一。除此以外，饮食习惯、胆汁反流、遗传因素、免疫因素、精神因素也常与CAG的发病密切相关 [ 1 ] 。韦信安 [ 2 ] 采用多因素Logistic回归分析了198名CAG患者，发现年龄、HP感染、胆汁反流、家族胃癌史是影响CAG发病的危险因素。由于HP感染是CAG发病的首要病因，目前针对于CAG的治疗多采用三联疗法(即质子泵抑制剂或铋剂 + 两种抗生素)根除HP以改善临床症状，并根据症状适当选用胃黏膜保护剂、消化酶抑制剂、胃肠动力药等。但在我国抗生素滥用情况愈发严峻，随着抗生素的广泛应用，许多地区的HP根除率均有所降低。钮萍萍 [ 3 ] 等调查分析了浙江地区13，313例胃镜检查患者胃黏膜标本中的HP情况，发现其中有5170株对克拉霉素、左氧氟沙星、甲硝唑的耐药率分别为21.80%、29.32%和94.76%。也有研究 [ 4 ] 发现在接受HP根治性治疗后的人群中，在长期使用质子泵抑制剂(PPIs)后会增加胃癌的发生风险，并且风险因素与药物剂量以及时间因素有关。这些问题都使得CAG的治疗面临考验。
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user: 3. 胃泌素水平与CAG的相关性研究 研究证实部分消化道疾病与胃肠激素紊乱有关，而如何有效的调节胃肠激素也成为治疗消化道疾病的关键之一。胃泌素(gastrin， GAS)作为胃肠激素之一，能够促进胃酸分泌以及胃和上部肠黏膜细胞的增殖与分化；刺激胃窦、胃体收缩，促进胃肠道的运动 [ 5 ] 。有研究 [ 6 ] 表明在人体中，具有生物活性95%以上的是a-酰胺化胃泌素，其中85%为胃泌素-17(G-17)、5%~10%为胃泌素-34 (G-34)，其余是胃泌素-71 (G-71)、胃泌素-14 (G-14)和短胃泌素-6的混合物。其中G-17仅由胃窦部的G细胞分泌，因此对于G-17含量的测定可以一定程度地反应胃黏膜的损伤情况，并检测治疗效果。 目前国内外关于G-17水平与CAG相关性研究的结果各异。郭会玲 [ 7 ] 等收集667例中老年CAG患者观察研究其血清前列腺素(prostaglandin， PG)、G-17水平变化情况，发现G-17水平与HP感染密切相关，与HP阴性者比较，HP阳性者血清G-17水平明显增高，结果显示HP感染可能通过刺激胃窦部G细胞从而升高G-17水平。Lorente [ 8 ] 等研究发现HP以浓度依赖性的方式刺激离体人胃黏膜细胞分泌PG、GAS。蔡惠美 [ 9 ] 等研究PG、G-17及粪便幽门螺杆菌抗原(HpSA)在CAG及胃癌患者中的诊断价值，收录对照组(正常或浅表性胃炎患者) 50例，CAG组50例，胃癌组50例，共观察150例。结果表明CAG组与胃癌组G-17水平较对照组均增高，胃癌组更为显著。Tucker [ 10 ] 等研究HP对GAS基因表达的调节作用，发现HP能刺激GAS mRNA转录启动使GAS基因表达增加，而MAPK信号通路的激活是诱导GAS基因表达的主要机制。另有研究报道 [ 11 ] ，在HP感染患者中，上皮内腺体细胞萎缩抑制PG I、PG II的合成与分泌，从而反馈性导致G-17的分泌增加。 与上列研究相反，孟丽英 [ 12 ] 等研究CAG患者血清G-17、PG水平检测的临床意义，收录慢性CAG患者60例、慢性非CAG患者60例、健康对照组50例，共170例。结果发现慢性CAG、慢性非CAG患者血清G-17水平均明显低于健康对照组，可能由于CAG患者胃黏膜萎缩，胃窦部G细胞减少，导致G-17的分泌随之降低。王亮亮 [ 13 ] 等研究GAS联合PG水平鉴别CAG的临床效果，结果显示CAG组G-17、PG I及PGR水平均明显低于对照组。也有研究报道 [ 14 ] ，胃窦黏膜萎缩(G细胞减少)可导致胃酸分泌负反馈调节中断，造成GAS合成和释放减少。 大量研究表明，G-17水平与CAG患者萎缩部位及程度相关。马曼茹 [ 15 ] 等研究空腹血清PG和G-17对CAG的诊断价值，根据胃镜及组织病理诊断结果将213例HP阳性患者分为非CAG118例、CAG95例；其中轻度CAG组54例、中度CAG组31例、重度CAG组10例；胃窦CAG组45例、胃体ACG组28例、全胃CAG组22例。结果显示CAG组与非CAG组之间血清G-17水平差异无统计学意义；在CAG组中，胃窦组G-17水平明显低于胃体、全胃组；且随着程度的加重，G-17水平呈上升趋势。研究表明G-17水平可能与胃黏膜的萎缩部位及严重程度相关，血清G-17可被认为是胃窦CAG时的血清标志物。虞积耀 [ 16 ] 等研究A型CAG (CAG-A)和B型CAG (CAG-B)中神经内分泌细胞定量研究，结果显示CAG-A中胃窦G细胞明显增生导致大量GAS分泌；CAG-B中胃窦G细胞数目减少导致GAS分泌与释放减少，可能由于CAG-A为自身免疫功能紊乱，发病多在胃体部，导致胃黏膜腺体萎缩减少，胃酸分泌严重不足，失去了对G细胞的反馈抑制作用，造成GAS大量分泌；CAG-B中胃窦及胃体中内分泌细胞明显减少，特别在肠化生中G细胞减少尤为明显，GAS分泌不足导致胃黏膜失去保护营养作用，从而加重萎缩程度。也有研究显示 [ 17 ] 血清G-17水平与胃窦萎缩程度无明显相关性，G-17水平不仅在胃窦G细胞减少时降低，在高胃酸环境下通过反馈抑制，胃窦G细胞对G-17释放也减少；当同时伴有胃窦及胃体萎缩时，G-17水平随着萎缩的严重程度呈负相关趋势，因为当全胃萎缩时排除了高胃酸环境反馈抑制G-17的释放；有研究表明 [ 18 ] 高水平G-17与胃癌的形成和生长有关，GAS分泌过多可能导致胃肠黏膜细胞过度增殖与分化，促使黏膜癌变可能。 因此，目前对于G-17水平与CAG的相关性研究还存在一定的争议，其具体机制还有待进一步的研究；并且G-17在CAG诊断中的灵敏度、特异性差异较大 [ 19 ] ，建议G-17联合HP、PG I、PG II及PGR检测提高诊断效能。
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user: 4. 针灸治疗CAG的疗效机制研究 近年来越来越多的研究显示针灸治疗CAG疗效显著，并且有成本低、无毒副作用的独特优势，因此对于针灸治疗CAG的作用机制研究也愈发火热。沈小军 [ 20 ] 等针灸治疗CAG患者200例，治疗组取血海、关元、膈俞、足三里和气海穴，针刺得气之后气海、关元、足三里上艾柱点燃，每天1次，连续治疗56天，对照组口服常规西药治疗。结果显示治疗组有效率97%，对照组有效率83%。徐璇 [ 21 ] 等采用华佗夹脊穴针刺治疗CAG患者64例，治疗组32例选T7-12双侧华佗夹脊穴，每日1次，5日为一疗程，对照组常规西药治疗，3个月后疗效结果显示针刺组腺体萎缩、炎症程度较治疗前明显改善；临床症状总积分较治疗前、西药组相比明显降低，差异有统计学差异。廖纬琳 [ 22 ] 等系统评价针灸治疗CAG的临床疗效，筛选纳入11篇文献，合计772例患者。Meta分析结果显示针灸在临床总体有效率、胃镜检查黏膜改善情况、血清GAS改善方面优于西药组。在治疗取穴方面，王坤 [ 23 ] 等采用数据挖掘技术总结针灸治疗CAG的选穴规律及核心穴对，共纳入文献138篇，结果显示应用频次较高的穴位依次为足三里、中脘、胃俞、内关等，其中胃俞–脾俞、内关–中脘–足三里关联度较高。研究表明针灸可以通过抑制炎性反应、保护胃黏膜、调节胃肠激素等方面治疗CAG [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] 。虽然不少文献对其作用机制研究探讨，但仍有不少机制尚未清楚，还有待进一步的研究。 4.1. 针灸可降低CAG患者的GAS水平 临床研究发现在高水平GAS的CAG患者中，经过针灸治疗后其GAS水平有所降低。袁静 [ 28 ] 、高希言 [ 29 ] 等观察针灸治疗CAG的临床疗效，取足三里、中脘、天枢穴，针刺组30例常规针刺，每次30分钟；针灸组30例在常规针刺基础上再用细艾条温和灸15分钟；对照组28例服用胃苏冲剂，共治疗2个月。结果显示针刺组与针灸组患者血清GAS水平均明显低于对照组。李璟 [ 30 ] 等观察隔物灸法对64例慢性胃炎患者胃黏膜保护效应。治疗组32例取穴中脘、气海、内关、足三里，将新鲜姜片穿刺数孔置于隔物灸模具下层施灸，每次1壮，一周3次，共12次；对照组两片生姜之间放隔热泡沫片，其余操作同治疗组。结果治疗组有效率83.9%，对照组有效率16.1%；治疗组血清GAS水平明显降低。谭惠斌 [ 31 ] 等探讨针刺调节GAS的具体机制，招募62例健康志愿者作为对照组，实验组46例取右侧足三里常规针刺，得气后头部fMRI扫描观测脑功能区兴奋点，并检测血清GAS水平变化；对照组16例针刺避免得气，其余同上。结果显示两组在大脑功能兴奋区域有明显区别，实验组志愿者血清GAS水平较针刺前降低，对照组无明显变化。因此认为针刺可通过特定传导通路上传到大脑兴奋边缘系特定功能核团，通过神经体液机制调节血清GAS水平。 4.2. 针灸可提高CAG患者的GAS水平 赵彤彤 [ 32 ] 等针灸治疗CAG患者56例，治疗组选穴中院、足三里、内关、公孙、三阴交常规针刺，每日一次，6次一疗程，连续治疗1个月；对照组常规西药治疗。结果显示针刺组疗效、症状总评分、胃镜检查等方面均优于西药组，两组血清GAS水平均明显增高。张迪 [ 33 ] 等研究探讨合募配穴灸法对于CAG的疗效，治疗组32例选穴中脘、足三里灸盒艾灸每日1次，共3个月；对照组给予胃复春片治疗。结果显示两组患者治疗后血清PG I、PGR及G-17均升高，PG II均降低，治疗组明显优于对照组。 4.3. 针灸的良性双向调节作用 针灸调节的一大特点是双向调节，根据机体的功能状态通过穴位的刺激产生兴奋或抑制作用使机体恢复至正常水平。已有不少文献报道过针灸的双向调节作用，如针刺内关穴可以调节心动过速或过缓、针刺中脘穴可治疗腹泻和便秘，在趋向正常状态下针刺效应偏弱 [ 34 ] [ 35 ] ，十分符合中医治未病思想。如上所述，不少CAG患者体内GAS水平高低不一，对于胃肠激素不宜用同种方法统一调节，此时针灸的双向调节是一种较佳的治疗选择。柳力公 [ 36 ] 等观察针刺对胃病患者胃窦G细胞变化研究，结果显示十二指肠溃疡患者治疗前胃窦G细胞数量偏高，治疗后G细胞数量与GAS含量明显减少；CAG患者治疗前胃窦G细胞数量偏低，变异不规则细胞增多，GAS扩散现象严重，治疗后G细胞数量增高，细胞形态趋于正常，GAS扩散现象消失，结果表明针刺可以调节胃窦G细胞功能和形态向正常转化。王渊 [ 37 ] 等观察电针不同穴位对功能性肠病的双向调节机制研究，结果显示功能性便秘(FC)大鼠治疗后血清及组织GAS、P物质(SP)、饥饿激素(ghrelin)含量增高；血管活性肠肽(VIP)、生长抑素(SS)、甘丙肽(GAL)含量降低接近正常水平，排便次数增加；功能性腹泻(FD)大鼠治疗后血清及组织GAS、SP、ghrelin含量降低，VIP、SS、GAL含量升高，排便次数减少。结果表明电针对胃肠运动的双向调节作用与相关脑肠肽有着密切联系。其中天枢、大肠俞主要表现为抑制胃肠运动，曲池、上巨虚主要表现为促进胃肠运动。这种调节作用可能是通过激活脑肠肽对胃肠平滑肌细胞动力调节的信号转导通路以及调节蛋白表达而实现的。
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user: 5. 结论与展望 目前对于针灸调节CAG患者GAS的研究已取得了一定进展，但其结果尚不统一，甚至完全相反。正如《内经》中提到：“阴平阳秘，精神乃治。”当人体出现阴阳失调时，机体就处于失衡的状态，而CAG患者体内胃肠激素紊乱正是阴阳失调的一种表现。中医理论认为针灸可以调节脏腑，平衡阴阳，通过针刺手法和腧穴配伍使人体趋于稳态。本文从GAS水平与CAG相关性研究开始探讨，发现不同CAG患者体内GAS水平有着较大差异，其原因与HP感染、胃窦G细胞数量、胃酸分泌、萎缩部位与程度等因素有密切的关联；大量文献研究证实针灸治疗CAG具有显著的疗效，并且对其GAS水平具有双向调节效应，针灸可升高或降低CAG患者异常水平的GAS含量，其因素涉及神经、免疫、内分泌等多个系统的相互作用，因此认为针灸对于GAS的良性双向调节可能是治疗CAG的重要机制之一，但当前研究仍存在不少问题。首先，目前大多关于CAG与GAS相关性研究并无具体分型，CAG患者体内GAS水平偏高或偏低并存现象可能会导致研究结果无统计学意义；其次，虽然已有不少文献报道证实针灸对胃肠激素的调节效应存在，针刺如何对其发挥调节作用尚未明确；另外，本文仅对针灸双向调节CAG的GAS水平进行综述，针灸是否对于其他胃肠激素有着良性双向调节作用还有待进一步探讨；此外，如何量化针灸的双向调节效应是研究的重点之一。针灸对于哪些疾病发挥双向调节效应？单一穴位还是组穴更有效果？不同的针刺手法与针刺时间产生的效果有无差异？如何选取一种最优的组合方式？目前关于针灸双向调节作用的临床治疗方案并不统一，致使研究结果存在较大分歧。总之，未来关于针灸双向调节的研究应该结合大数据用更优化的方法来选择穴位以及操作时间和刺激强度，展开更深入的机制研究，将传统理论与现代研究相结合，为临床针灸发挥双向调节作用提供依据。
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user: 摘 要 对于多输入多输出(MIMO)系统，对数据量增长的需求促使科研者提出可以减少解码计算量并且保证接收准确性的新型技术。本文研究了基于机器学习的应用以提出一种自适应的干扰感知接收机。对于典型的接收机，干扰抑制合并(IRC)因其可以抑制干扰而能提供更好的性能，但其复杂度要高于最大比合并(MRC)。考虑到性能和计算复杂度的折中，本文提出了一种基于神经网络的自适应接收机，其可以根据信道状态在MRC和IRC间自适应切换。在本文提出的接收机中，从干扰相关矩阵中提取的特征及通过性能分析计算相应的标签用于训练神经网络。该接收机可以自动识别干扰等级并且选择合适的接收机。仿真表明本文提出的接收机可以实现更高的分类准确性，更低的计算复杂度及同IRC相近的性能。 关键词 :自适应接收机，MIMO，神经网络，干扰识别 Copyright © 2019 by author(s) 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 对于无线通信系统，高速率和低失真已经成为基本的要求。多输入多输出(MIMO)系统可以提升系统容量并且正交频分复用(OFDM)技术可以抵抗多径衰落，因此MIMO-OFDM的结合已经得到广泛的应用 [ 1 ] [ 2 ] 。 在实际的MIMO-OFDM系统中，由于存在衰落，干扰及噪声使得接收端收到的信号受到很大影响。因此采取有效的信道均衡技术来抑制干扰并提升MIMO-OFDM系统性能是很有必要的。非线性接收机可以提供优秀的性能但其计算复杂度过大将增加接收机所需功率损耗及处理时间。相比于非线性接收机，线性接收机可以提供较好的性能并且其复杂度较低。一些典型的线性接收机如最大比合并(MRC) [ 3 ] [ 4 ] 和干扰抑制合并(IRC) [ 5 ] [ 6 ] 得到较广泛的应用。IRC因其可以抑制干扰可以提供更好的性能，因此更适用于干扰较大的场景。同IRC相比，MRC更容易实施且计算复杂度较低，但其不能有效抑制干扰，因此更适用于干扰较小的场景。 尤其在5G场景下，干扰热噪声等级(Interference over Thermal noise， IoT)由于波束赋形而变化很快，因此如何在信道条件不同且多变的条件下选择合适的接收机是一个急需解决的问题。A. M. Kuzminskiy提出了一种基于期望似然准则的硬切换方法，但其复杂度过大并且性能有限，尤其是在天线数目较大的情况 [ 7 ] 。 [ 8 ] 中提供一种自适应干扰意识接收机，但其门限值难以确定且自适应能力较差。近些年，随着机器学习的快速发展，其与传统通信的结合为许多问题带来了更好的解决方案 [ 9 ] [ 10 ] 。 基于上述本文提出了一种基于神经网络的自适应干扰感知接收机。考虑到性能和计算复杂度的折中，该接收机可以随着信道条件变化在MRC和IRC间自动地切换。我们提出了三种特征提取方法从干扰相关矩阵中提取所需特征。基于样本传输数据的训练，分类特性可以被神经网络学习并且应用于干扰识别以及接收机判决。此外，子载波组内信道相似性的应用可以进一步减小计算复杂度。仿真结果表明本文提出的自适应干扰感知接收机可以实现接收机分类高准确性，低复杂度及同IRC相似的性能。
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user: 2. 系统模型 2.1. MIMO通信系统模型 本文中MIMO系统包括主基站及L个干扰基站，发射端有 N T 根发射天线，用户端有 N R 根接收天线。不失一般性，将主基站记为0，来自L个干扰基站的信号构成对用户的干扰，因此接收信号可以如下表示： y k = ρ 0 H 0 ， k p 0 ， k x 0 ， k + ∑ i = 1 L ρ i H i ， k p i ， k x i ， k + n k (1) 上述信道模型中k为子载波编号， k ∈ { 1 ， 2 ， ⋯ ， N s c } ，其中 N s c 为子载波总数。 y k ∈ ℂ N R × 1 为用户接收信号。 ρ 0 和 ρ i 表示主基站和干扰基站的发送功率。 H 0 ， k ∈ ℂ N R × N T 及 H i ， k ∈ ℂ N R × N T 分别表示用户和主基站间及用户和第 i 个干扰基站间的信道矩阵。信道矩阵每个元素服从独立的高斯分布，均值为0，方差为1。 p 0 ， k ∈ ℂ N T × 1 和 p i ， k ∈ ℂ N T × 1 为预编码向量。 x 0 ， k 代表发送数据符号， x i ， k 代表干扰数据符号。不失一般性，假定传输比特星座映射为单位功率的QPSK符号。噪声向量 n k ∈ ℂ N R × 1 服从均值为0，方差为 σ 2 的高斯分布。 预编码向量 p 0 ， k 利用信道矩阵 H 0 ， k 奇异值分解(SVD)求得。 H 0 ， k = U k Λ k V k H 表示信道矩阵的SVD分解，其中 U k ∈ ℂ N R × N R 和 V k ∈ ℂ N T × N T 为酉矩阵， Λ k 为对角矩阵，即 Λ k = diag ( λ k ， 1 ， ⋯ ， λ k ， q ) ，其中q为信道矩阵 H 0 ， k 的秩。不失一般性，本文取 V k 矩阵的第一列作为预编码向量 p 0 ， k ，多层时对应取 V k 矩阵的列向量即可。 为了简化表达，定义等效信道变量表示如下： g i ， k = ρ i H i ， k p i ， k ， i = 0 ， 1 ， ⋯ ， L (2) 为了恢复目标信号，在用户端使用MRC/IRC接收机检测接收信号并恢复目标信号。检测过程可以描述为接收信号与接收机加权向量 w k ∈ ℂ 1 × N R 相乘恢复出目标信号，公式形式表示如下： x ˜ k = w k y k = w k ( g 0 ， k x 0 ， k + ∑ i = 1 L g i ， k x i ， k + n k ) (3) 2.2. MRC接收机 MRC是一种常见信号合并方法，按照各接收天线上的信号强度进行合并，信噪比越大，加权系数越大，导致对合并后的信号贡献越大，接收端加权向量可以如下表示： w k = g 0 ， k H (4) 经用户端MRC接收机处理后，其信干噪比(SINR)可表示为： γ k M R C = g 0 ， k H g 0 ， k ∑ i = 1 L | g 0 ， k H g i ， k | 2 / g 0 ， k H g 0 ， k + σ 2 (5) 2.3. IRC接收机 若式(5)中分母的干扰项为0，则MRC接收机可以得到最大化信噪比(SNR)。若其干扰项不为0，IRC接收机可以最大化SINR，其加权向量可以表示如下： w k = g 0 ， k H ( g 0 ， k g 0 ， k H + R k ) − 1 (6) 其中 R k = E [ s k s k H ] = ∑ i = 1 L g i ， k g i ， k H + σ 2 I N R 定义为干扰相关矩阵， s k = ∑ i = 1 L g i ， k x i ， k + n k 为干扰加噪声向量。 同样，经用户端IRC接收机处理后的信干噪比(SINR)可表示为： γ k I R C = g 0 ， k H F k ( F k H R k F k ) − 1 F k H g 0 ， k (7) 其中 F k H 可表示为： F k H = H 0 ， k H Σ y k − 1 (8) 其中 Σ y k = g 0 ， k g 0 ， k H + R k 。
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user: 4. 实验仿真与结果分析 本节给出计算仿真示例来验证本文提出算法的性能。仿真场景参数设置如下：信道设置为9径，最大时延为2.51 us，此外 Δ = 1   dB ， L = 1 ， ρ 0 = 1 ，SINR设置为−10 dB到10 dB，可由此计算出干扰和噪声功率以用于不同场景下的功率分配。为得到充足的训练数据，干扰受限和噪声受限的场景都需要构建。因此，将干扰功率和噪声功率比例设置为 α i 和 α n = 1 − α i ，在50%的训练数据中，设置 0 ≤ α i ≤ 0.5 ，同时在另外50%的训练数据中，设置 0.5 < α i ≤ 1 ，由此不同IoT场景因不同的 α i 及 α n 取值得以构建。收发天线分别设置为8和2。不同接收机的性能以接收端处理后的SINR作为衡量标准。产生了20，000组数据作为训练集及测试集。 Table 1 Accuracy of detection type classification based on machine learning and hard switchin α i opt. 方法1 方法2 方法3 硬判决 0 100% 100% 100% 99.9% 0.05 100% 100% 100% 99.3% 0.1 100% 100% 100% 98.5% 0.15 100% 100% 99.9% 95.5% 0.2 100% 100% 99.2% 88.9% 0.25 99.9% 99.6% 99.0% 79.9% 0.3 99.1% 99.8% 97.2% 71.1% 0.35 97.1% 97.5% 93.9% 62.4% 0.4 92.3% 92.6% 89.7% 56.3% 0.45 88.4% 88.9% 85.1% 54.1% 0.5 86.7% 83.2% 82.4% 50.2% 表1. 基于机器学习和硬判决方法的检测分类准确性 表1示出在不同IoT等级的仿真场景下，基于机器学习和基于硬判决的接收机检测类型分类准确性。测试集与上述的训练集数据有同样的功率分配的比例结构，因此当 0.5 < α ≤ 1 时，其检测分类的准确性等于 1 − α ( 0 < α < 0.5 )。经仿真分析，取 θ = 1 ，此时硬判决方案得到最优性能。从表1可以看出，基于机器学习的接收机判决的准确性高于硬判决，尤其是当干扰功率和噪声功率差别较大时更为明显。对于基于神经网络的检测方案，综合分类性能及实施复杂度分析，方法3是最佳的方案，其保证了较高的接收机检测准确性并且具有较低的实施复杂度。 图3. 低IoT场景下SINR的CDF 图4. 高IoT场景下SINR的CDF 图3，图4和图5示出仿真结果。图中示出基于神经网络的自适应接收机、MRC、IRC的接收端得到的SINR的累积密度函数(CDF)曲线。方法3选取为特性提取方法。图3中，干扰功率比例设置为 α i = 0.25 ，即该信道条件下噪声功率较大。由图3可以看出本文提出的自适应接收机的性能接近MRC接收机，说明在低IoT等级场景下自适应接收机选取MRC作为接收方法。图4中，设置 α i = 0.75 ，该信道条件下干扰功率大于噪声功率。由图4可以看出，在这种信道条件下，IRC接收机被采取作为接收方法。 图5. 混合IoT场景下SINR的CDF 图5中，对于50%的测试数据集，将干扰功率比例设置为 α i = 0.25 ，在另外50%的测试数据集中，干扰功率比例设置为 α i = 0.75 。由图5可以看出本文提出的基于神经网络的自适应接收机的性能优于基于硬切换的接收机。同时可以看出该基于神经网络的接收机的性能接近IRC接收机，这源于在IoT较小的场景下，选择了MRC接收机，MRC和IRC性能接近；而在IoT较大的场景下，选择了IRC接收机，且IRC性能远优于MRC接收机，从而进一步说明该自适应的接收机分类得到很高的准确性。
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user: 5. 结论 本文提出了一种基于干扰感知的接收机，该接收机可以在不同的IoT等级场景下自适应地在MRC和IRC间进行切换，该切换基于对性能及计算复杂度的折中。此外，本文提出了三种特征提取方法进行特征的提取。本文还提出了子载波组中信道相似性的应用进一步减小复杂度。仿真结果表明本文提出的基于神经网络的自适应接收机性能优于现有的硬切换方法，是一种高效的接收机分类方案。
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user: 摘 要 支气管肺炎为小儿肺系疾病常见病、多发病，目前治疗以抗感染为主，虽起效快，但随着抗生素的滥用，使得耐药菌日益增加，对临床疗效产生一定影响。临床研究发现，中医药治疗小儿支气管肺炎的效果显著，近年来得到广泛推广和应用。本文从内治法、外治法、内外合治法角度将近10年小儿支气管肺炎中医治疗相关文献进行归纳总结，以供临床借鉴。 关键词 :支气管肺炎，肺炎喘嗽，儿童，内治法，外治法 Copyright © 2019 by author(s) 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 支气管肺炎(bronchopneumonia)又称小叶性肺炎，是以发热、咳嗽、气促为主要临床表现，以肺部固定中、细湿啰音，呼吸增快，口周及指、趾端发绀为主要体征的儿童期最常见肺系感染性疾病 [ 1 ] 。本病致病因素复杂，发病率高，一项国内16个单位的儿科统计资料显示，22，504例肺炎住院患儿中支气管肺炎占93.% [ 2 ] 。小儿支气管肺炎中医辩病属“肺炎喘嗽”范畴，其病因有内外因两大类，内因责之于小儿气血未充，肺气虚弱，卫外不固，易为外邪侵袭发病，外因责之于外感风邪，“风为百病之长”易夹热或夹寒外袭为病。本病病位虽主要在肺，但肺病可延及他脏而见心阳虚衰、邪陷厥阴等变证，体质虚弱或邪毒炽盛患儿，病情常迁延难愈，日久正气耗散，缠绵难愈而成重症，甚则危及生命。单纯西医治疗常首选抗生素类药物，虽起效快，但近年来抗生素的滥用使耐药菌日益增加，对临床疗效产生一定影响。研究发现，中医药治疗在小儿支气管肺炎的防治方面疗效显著，近年来得到广泛推广和应用，现将近10年中医治疗小儿支气管肺炎相关文献作一归纳总结如下：
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user: 2. 内治法 2.1. 中药汤剂 中药汤剂是在中医辩证论治的基础上，施法遣方，通过对中药饮片煎煮，取其汤液口服的一种方法，为中医内治法的核心，众多医家临证常以此法为主，选方多偏重于在经方基础上化裁，如麻杏石甘汤、清金化痰汤、桑菊饮、葶苈大枣泻肺汤、黄连解毒汤等经方临床使用较多，疗效显著。一项荟萃分析 [ 3 ] 通过对1949~2014年间各大期刊中关于麻杏甘石汤治疗小儿肺炎相关文献进行分析，结果显示：麻杏石甘汤治疗小儿肺炎的临床文献逐年递增，且临床疗效确切有效，优于单纯的西医治疗。刘祥树 [ 4 ] 以清金化痰汤口服配合西药治疗小儿支气管肺炎与单纯西药治疗(注射用头孢曲松钠、注射用盐酸氨溴索、注射用阿奇霉素)对比，结果显示：观察组在白细胞计数、C反应蛋白水平、气道分泌物水平及发热、咳嗽、喘息、肺部湿啰音改善等方面较对照组明显改善。尚建房 [ 5 ] 治疗小儿支气管肺炎以桑菊饮化裁联合常规西医治疗为研究对比常规西医治疗，观察对患儿临床症状、体征、血象以及影像学的影响，结果显示：在有效率方面，治疗组(97.5%)较对照组(85%)有明显差异，且在主要症状、体征、胸部X线片等方面较对照组明显改善，差异具有统计学意义(P < 0.05)。部分医家在经验方使用方面也取得了一定的疗效。翁静 [ 6 ] 等用自拟方宣肺平喘汤(桑白皮、法半夏、生石膏、浙贝母、麻黄、苦杏仁、桔梗、麦冬、瓜蒌皮、紫菀、黄芩、甘草)治疗肺炎喘嗽(痰热壅肺证)，观察组总有效率为94.29%，明显高于对照组的75.71%。汪江涛 [ 7 ] 以自拟痰热咳喘方对比西医治疗小儿肺炎喘嗽(痰热壅肺证) 58例，对照组予常规西医治疗，观察组在常规西医治疗基础上予自拟痰热咳喘方(麻黄、杏仁、生石膏、甘草、紫苑、百部、枇杷叶、浙贝母、瓜蒌皮、射干、僵蚕)，结果显示：观察组总有效率94.8%，较对照组81.3%有显著差异；在退热、止咳平喘、肺部啰音消失、疗程长短等方面观察组较对照组均有明显差异(P < 0.05)，同时缩短了治疗周期。在小儿支气管炎反复易感防治方面，李银姬 [ 8 ] 以小儿反复发作支气管肺炎患儿为研究对象，观察组在对照组单纯使用注射用阿奇霉素的基础上给与太阴调胃汤加减(薏苡仁、莱菔子、麻黄、麦冬、五味子、石菖蒲、桔梗)内服，结果显示：观察组较对照组在显效率、有效率、治疗复发次数上均有显著差异(P < 0.05)，并能明显降低血IgG、IgA、IgM水平，表明太阴调胃汤对太阴人小儿反复支气管肺炎反复易感防治方面疗效确切，且可降低复发次数。 此外，中药煮散剂也属中药内服法的一种液体剂型，是指将中药材制成粗颗粒或粗末后进行煎煮，滤取药液服用 [ 9 ] 。此法盛行于宋代，《太平惠民和剂局方》总共记载煮散方237首之多，其中有关于小儿用药量的记载共33方 [ 10 ] 。杜启鹏 [ 11 ] 等通过分析煮散剂治疗肺炎喘嗽疗效发现，其疗效虽与汤剂无显著差异，但在药材用量、煎煮时间、携带运输等方面具有显著的经济及社会效益。张海霞 [ 12 ] 将183例肺系疾病(风热证)患儿随机分为2组，对照组给予加减麻杏石甘汤煎剂，观察组给与对照组剂量的1/2的煮散剂，两组疗效无明显差异，但可节约煮药时间，减少医疗费用。 2.2. 中成药 随着科学技术的发展，中草药逐渐被加工、提醇为口服液、复方颗粒及中药注射液等剂型，使得中药服用方式变得简单、快捷。王绚 [ 13 ] 等将19篇以痰热清注射液为干预措施治疗(辅助治疗)小儿支气管肺炎的文献进行系统评价，结果显示：痰热清注射液联合西医常规疗法治疗小儿支气管肺炎，可缩短退热、止咳时间，有效促进肺部啰音吸收，加速X线片恢复正常，缩短住院周期，安全有效。现代药理研究亦证实痰热清具有改善肺部血管充血状态、减轻肺部损伤、广谱抗病原微生物抗炎、镇静等作用 [ 14 ] [ 15 ] 。文九芳 [ 16 ] 等通过Meta分析对国内十年间(2001~2011)喜炎平注射液治疗小儿支气管肺炎的文献报道进行评价，结果表明喜炎平注射液治疗小儿支气管肺炎疗效突出，在退热止咳、平喘、消除肺部啰音、及X线片恢复等方面均优于传统药物治疗。林英 [ 17 ] 等观察双黄连粉针剂干预治疗小儿急性支气管肺炎的临床疗效，并对药物不良反应进行评价，实验组在对照组抗感染基础上给与双黄连粉针剂静脉滴注，两组疗效差异及ARD发生率虽无统计学意义(P > 0.05)，但在时间-效应分析方面，两组住院时间、热退时间、总病程、总发热时间方面差异均有统计学意义，说明双黄连粉针剂辅助治疗小儿急性支气管肺炎安全、有效，与单纯使用抗生素治疗相比有明显的优势。
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user: 3. 外治法 3.1. 中药贴敷疗法 穴位贴敷疗法是在中医基础理论指导下，集针灸、经络腧穴、中药理论为一体，应用中草药制剂，施于皮肤、腧穴及病变局部等部位的中医特色疗法。通过药物对穴位刺激，及透皮吸收而起效，避免了胃肠给药过程中的肝脏首过效应，使药效持久而平稳。陆卫娟 [ 18 ] 将100例支气管肺炎患儿分为2组，治疗组在西医治疗的基础上予以中药穴位贴敷(白芥子、姜半夏、胆星等八味药贴于膻中、双肺俞穴)，治疗组总有效率为98%，对照组总有效率为84%，治疗组较对照组临床症状改善明显，并缩短了治疗周期。陈前波 [ 19 ] 在支气管肺炎西医常规治疗基础将中药膏剂贴敷于患儿膻中、天突等穴位，治疗结果显示：患儿临床症状较对照组明显改善，且减少了西药用量及治疗周期，降低了并发症的发生率。陈丽敏 [ 20 ] 观察并评价穴位贴敷辅助治疗小儿支气管肺炎的疗效，发现其疗效明显优于单纯西医治疗，能明显改善患儿发热、咳嗽、喘息、肺部啰音等症，同时缩短的患儿住院天数。郭亚婷 [ 21 ] 对60例痰热闭肺型急性喘息性支气管肺炎患儿采用穴位敷贴联合西药治疗，与对照组单纯西医基础治疗对比，两组在总有效率方面无统计学差异差异，但在显效率方面(对照组66.67%，实验组76.67%)有统计学的差异(P < 0.05)，两组患儿治疗后复发次数方面，实验组总发病次数小于对照组，存在统计学差异(P < 0.05)。 3.2. 中医推拿疗法 小儿推拿是在五行、阴阳、脏腑、经络等中医理论的指导下，将拿、运、揉、推等手法作用于人体，刺激局部腧穴而发挥调整脏腑、调和气血、疏经通络等作用 [ 22 ] 。另外，现代研究表明推拿疗法具有提高人体免疫、改善呼吸功能、调节胃肠道功能等作用 [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] 。国内多项研究表明采用单纯推拿疗法治疗不同证型支气管肺炎患儿，疗效显著。一项对300例支气管肺炎患儿采用单纯推拿治疗的回顾性分析证实，推拿疗法治疗不同证型支气管肺炎疗效显著，其中外感化热型有效率为86.86%，痰饮喘型有效率为91.89%，脾肺两虚型有效率为96.67%，食积型有效率为100% [ 26 ] 。王文辉 [ 27 ] 等采用推拿疗法治疗200例不同证型支气管肺炎的患儿，治愈率为80%，有效率为95%，其中脾肺两虚型、食积型治愈率为100%。潘玮 [ 28 ] 等在西医常规治疗基础上以推拿疗法辅助治疗支气管肺炎患儿60例，统计学分析显示2组总有效率(治疗组98.3%，对照组86.6%)差异有统计意义(P < 0.05)，治疗组疗效优于对照组。刘毛 [ 29 ] 通过观察推拿疗法干预小儿肺炎继发抗生素相关性腹泻的临床疗效，发现推拿组在减少Hart腹泻评分及粪便的Bristol性状积分方面优于酪酸梭菌三联活菌片组(P < 0.05)，表明推拿疗法可明显改善小儿肺炎继发抗生素相关性腹泻症状。 3.3. 中医定向透药疗法 中医定向透药疗法是集超声、电疗、热疗、灸疗、穴位治疗、负压拔罐等于一体的靶向给药治疗。中医定向透药治疗仪利用透皮剂、热疗等作用，增加皮肤的通渗透性，使药物直接作用于局部，通过对相关穴位的刺激，从而有效促进机体代谢、血液循环，改善局部组织营养状况及机体免疫功能，以达到清热泻肺、止咳定喘目的，同时避免了药物在肝脏首过消除及在胃肠道的降解 [ 30 ] [ 31 ] 。孙建华 [ 32 ] 采用西医治疗辅以中医定向投药疗法治疗小儿支气管肺炎，结果显示：中医定向透药辅助治疗明显缩短了抗生素及其他口服药物的使用时间，同时在退热、止咳、肺部啰音消失等疗效方面等方面较单纯西医治疗有明显的优势。朱锐 [ 33 ] 通过观察中医定向透药疗法治疗小儿之气管肺炎的临床疗效，发现中医定向透药组在总有效率、主要症状缓解时间及其胸片恢复时间方面均优于对照组，且患儿依从性良好。王林群 [ 34 ] 等以中医定向透药结合西医常规治疗儿童支气管肺炎，对比西医常规疗法，结果表明，治疗组在风寒闭肺证、风热闭肺证、痰热闭肺证三证之间疗效比较无显著差异(P > 0.05)，但在主要症状及体征消失时间、白细胞计数、hs-CRP恢复正常时间优于对照组(P < 0.05)，说明中医定向透药疗法能明显善支气管肺炎患儿的临床症状和体征，疗效显著。 3.4. 其他 其他外治法包括针灸、穴位注射、拔罐、刮痧、药浴等法，以上诸法具有调和阴阳、开宣肺气、清热止咳、行气活血等功效，临床治疗支气管肺炎患儿虽有一定疗效，但因针刺疗法、穴位注射法进针时有疼痛感，患儿怕针、拒针、配合性差；灸法操作失当，容易灼伤患儿皮肤；小儿皮肤娇嫩、肌肉薄弱，罐子难以附着，刮痧法易刮伤患儿皮肤；肺炎患儿一般病情变化快，药浴疗法起效慢，故上述疗法临床应用较少，鲜有研究对此详细报道。
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user: 4. 中医内外合法 中医内外合治法是目前应用较广的方法，由于其疗效突出，目前临床研究、报道较多。 方艳丽 [ 35 ] 等将110例肺炎喘嗽(痰热闭肺证)患儿随机分为对照组和治疗组，对照组给与西医常规治疗，治疗组西医常规治疗基础上给与中药内服外敷治疗(石膏、薏苡仁、苦杏仁、炙甘草、冬瓜仁、桃仁、麻黄)，结果观察组总有效率为90.91%，对照组为76.36%，观察组治疗后中医症候积分、WBC计数、CRP、IL-6、治疗周期等均低于对照组。申冬冬 [ 36 ] 等运用麻杏石甘汤加减联合中医定向透药疗法治疗小儿肺炎喘嗽60例疗效显著，且与对照组(阿奇霉素、利巴韦林联合治疗组)在热退、咳嗽消失、啰音消失时间及胸片治疗前后改善方面对比均有显著差异(P < 0.01)，证实麻杏石甘汤联合中医定向透药疗法治疗小儿肺炎喘嗽(风热闭肺证)疗效优于单纯西药治疗。戴志国 [ 37 ] 用蒿芩麻杏石甘汤内服配合拔罐及中药离子导入法治疗本病，结果表明此法能明显改善患儿的症状及体征，迅速降低患儿体温，促进肺部啰音吸收疗效显著，明显缩短了肺炎患儿的治疗周期。郝欧美 [ 38 ] 等以多中心随机对照研究方法对中医内外合治法治疗小儿病毒性肺炎中医证候疗效进行比较，结果显示：治疗组患儿中医证候总体疗效及在早期疾病积分变化方面明显优于对照组(P < 0.05)。在中医症候分类方面，治疗组(痰热闭肺证)患儿早期每日证候积分变化在与对照组比较，显著降低(P < 0.05)，提示在早期改善病毒性肺炎痰热闭肺证患儿方面中医内外合治综合方案优于西医治疗。
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user: 5. 讨论 综上所述，随着医疗技术的发展，中医疗法小儿支气管肺炎，不仅局限于传统的中药服外敷，更是与红外线、磁疗、离子导入等现代技术相结合，与时俱进，丰富了中医疗法；在治疗效果方面更是疗效显著、安全、副作用少、适用性强，使得近年来中医有了更进一步的发展。虽然中医治疗小儿支气管肺炎疗效确切，内治法、外治法及内外合治法均取得了良好的临床疗效，但也存在不少问题。通过对本次纳入文献的分析，提出以下三点问题：① 本次纳入的文献，实验设计方面缺乏大样本、多种心随机双盲对照研究，因此相关文献实验设计的严谨性、科学性有待于进一步提高，实验结论的准确性值得探讨。② 在中医药治疗本病作用机制方面，相关实验室研究少，临床实验结论缺乏实验室理论支持。③ 临床实验研究大部分选用西医结合中医对比西医的治疗模式，且中医药治疗急重症肺炎的文献鲜有提及，未能充分突显出中医治疗本病疗效优势，这与中医药治疗起效慢，患儿病情变化快，家长对中医药认识不足，临床医生对中医药疗效缺乏信心有一定关系。针对以上问题，解决关键在于严谨、科学研究方法的设计，实验手段的进一步创新及文献质量的提高，其次在中医药治疗小儿支气管肺炎疗效方面，如何促进起效时间有待进一步探讨与创新。
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user: 摘 要 1球至4球正交构成点、线、面、体的勾股4态，对其4态15种正交球心间场，建立了基于各球半径的正交球心间场同构方程行列式，且以此可推广至任意有限高维。 关键词 :体积勾股定理，应用，场方程，行列式 Copyright © 2019 by author(s) 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 1球至4球正交，构成的点(球)、线(勾股定理)、面(面积勾股定理 [ 1 ] )、体(体积勾股定理 [ 2 ] )均有各自的定理。那么这些各自的定理间，特别是球心间所围场是否存在同构的公式？
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user: 3. 场方程行列式方程的非空子集数量，均符合杨辉三角关系 [ 4 ] 3.1. 勾股4态 根据表1，我们可以认知，勾股除了线、面、体之外，球属于勾股的点态子集，由此证明了勾股的点、线、面、体4态。 Table 1 Quantitative table of determinant equation subsets of field equation between orthogonal spherical center 集 球心点 球心间连线 球心构成的面 球心构成的体 子集数 1 1 1 1 1 2 1 3 1 3 3 1 7 1 4 6 4 1 15 表1. 正交球心间场方程行列式方程子集的数量表 3.2. 正交球心场方程可以推广至任意有限高维 根据正交球心场：公式(1)，公式(2)，公式(3)，不但证明了勾股点、线、面、体4态；更可推广至任意有限高维。
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user: 摘 要 目的：比较4种方法，包括煮沸法、改良碱裂解法、磁珠法和吸附柱法提取金黄色葡萄球菌基因DNA效果，为临床金黄色葡萄球菌感染的快速检测提供技术支撑。方法：选取20株临床分离耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌，分别使用煮沸法、改良碱裂解法、磁珠法和吸附柱法提取基因DNA。通过PCR法扩增所提取DNA模板中金黄色葡萄球菌spa基因、mecA基因和femB基因，以评估4种方法提取效果。结果：磁珠法制备的模板中，PCR法可以扩增出所有标本的spa基因、mecA基因和femB基因；吸附柱法制备的模板中，所有标本均可扩增出spa基因和mecA基因，而仅19个标本扩增出femB基因；以改良手工碱裂解法制备的模板，所有标本均可扩增出mecA基因，19标本可以扩增出spa基因和femB基因；煮沸法制备的模板中，PCR法可以分别扩增出7个标本的spa基因，8个标本的mecA基因，所有标本均未扩增出femB基因。结论：改良碱裂解法、吸附柱法和磁珠法提取金黄色葡萄球菌基因组DNA均可以用于PCR扩增，直接煮沸法提取效果较差，不适合用于临床金黄色葡萄球菌基因组DNA提取；磁珠法用时最短，更适合于大量快速自动化提取。 关键词 :金黄色葡萄球菌，DNA提取，PCR检测 Copyright © 2019 by author(s) 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 金黄色葡萄球菌是人类皮肤表面一种常见致病菌 [ 1 ] ，可以引起多种化脓性感染 [ 2 ] ，也是目前最重要的医院内感染性病原体。随着近年来β-内酰胺类抗生素的广泛应用 [ 3 ] ，临床耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus， MRSA)的分离率迅速上升 [ 4 ] ，并且患者病死率也逐年增加 [ 5 ] 。在MRSA菌感染的治疗中，早期诊断具有重要意义，分子生物学技术(如PCR法)是目前最具前景的诊断方法。 金黄色葡萄球菌是革兰阳性菌 [ 6 ] ，具有较厚的细胞壁结构，主要含有肽聚糖附磷壁酸，而且90%的金黄色葡萄球菌细胞表面都含有蛋白A，并与细胞壁中的肽聚糖结合成致密的共价交联结构 [ 7 ] ，增加了提取该菌基因组DNA的难度。现有的金黄色葡萄球菌基因组DNA提取方法包括煮沸法 [ 8 ] 、免疫磁珠法 [ 9 ] 、各种裂解法(包括CTAB裂解、SDS裂解等) [ 10 ] ，但目前尚缺乏对上述方法提取效果的横向比较研究 [ 11 ] 。 PCR技术是近20年来迅速发展的一种快速检测方法 [ 12 ] ，在医学检验中发挥重要作用，具有高灵敏性和特异度的优良品质，还兼具操作简便、成本较低等诸多优势 [ 13 ] 。获得质量合格的模板DNA是开展PCR检测的先决条件，本研究比较了现有的4种常用金黄色葡萄球菌基组DNA提取方法，现将结果汇报如下 [ 14 ] 。
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user: 2. 材料和方法 2.1. 材料 2.1.1. 菌种来源 本研究中使用的20株MRSA菌株均来自于江苏大学附属医院检验科微生物室鉴定分离。所有菌株均经VITEK 2 Compact全自动细菌鉴定仪(法国生物梅里埃公司)鉴定为MRSA菌。 2.1.2. 主要试剂 细菌基因组DNA提取试剂盒购自北京天根生物有限公司；酵母浸出液、胰蛋白酶(英国OXIOD公司)；羊血琼脂培养平板、Muller-Hinton培养基(法国生物梅里埃公司)；溶菌酶(美国Amersco公司)；蛋白酶K溶液(20 mg/mL) (美国Merck公司)；琼脂糖(西班牙进口分装)；2 × Taq Master Mix (Dye Plus) (南京Vazyme公司)；TanonTM DNA Maker (上海天能公司)；改良碱裂解法中所需试剂配制包括，溶液1 (含25 mol/L Tris·HCl，10 mmol/L EDTA-Na 2 和50 mmol/L葡萄糖)，经高压灭菌后于4℃保存；溶液2含有0.2 mol/L NaOH和10% (w/v) SDS，该液现配现用；溶液3含有醋酸钾150 mg，冰醋酸11.5 mL，以灭菌蒸馏水定容至100mL，室温下保存备用。其他试剂均为国产分析纯。 2.1.3. 引物 参考李克诚 [ 15 ] 等报道合成spa检测引物，参考黄辉 [ 16 ] 等报道合成mecA基因和femB基因(见表1)，由苏州涨迅生物公司合成。 Table 1 Staphylococcus aureus spa， mecA and femB gene amplification primer 基因 引物序列 产物长度 退火温度 spa F: 5'-TAAAGACGATCCTTCGGTGAGC-3' R: 5'-CAGCAGTAGTGCCGTTTGCTT-3' n × 70 bp 55℃ mecA F:5'-GGCATTCGTGTCACAATCG-3' R:5'-CTGGAACTTGTTGAGGAGAG-3' 310 bp 57℃ femB F: 5'-TTACAGAGTTAACTGTTACC-3' R: 5'-ATACAAATCCAGCACGCTCT-3' 651 bp 51℃ 表1. 金黄色葡萄球菌spa、mecA和femB基因扩增引物 2.1.4. 主要仪器 电热恒温培养箱(绍兴市苏珀仪器有限公司)；气浴恒温振荡器(江苏科析仪器有限公司)；恒温水浴锅(嘉兴俊思电子有限公司)；梯度PCR仪(西安TIANLONG科技有限公司)；低温高速离心机(德国Eppendorf公司)；凝胶成像系统(美国Bio-Rad公司)。 2.2. 方法 2.2.1. 细菌复苏和培养 所有细菌均先涂布于羊血琼脂平板，于37℃温箱中培养，12 h后挑取单个菌落接种于3 mL液体LB培养液，37℃、220 rpm连续振摇培养12 h后，取上述新鲜饱和菌液1.5 mL，以12，000 r/min离心2 min，弃上清，收集沉淀用于细菌基因组DNA提取。 2.2.2. 磁珠法 向2.2.1收集的菌种沉淀中加入500 μL LBS溶液，100 μL溶菌酶溶液(20 mg/mL)和20 μL蛋白酶K溶液(20 mg/mL)，充分重悬后于37℃中温育30 min，再转至56℃中温育10 min，其间注意颠倒混匀3次，加入40 μL混匀的磁珠悬浮溶液，充分吹打混匀后于56℃孵育10 min，磁性分离1 min。向样品管加入600 μL Buffer WS1，涡旋震荡30 s，磁性分离1 min；继续向样品管加入600 μL Buffer WS2，涡旋震荡30 s，磁性分离1 min；向样品管加入600 μL Buffer WS3，涡旋震荡30 s，磁性分离1 min；最终向样品管加入50 μL Buffer ES，将磁珠悬浮，65℃混匀温浴5 min以上，磁性分离1 min后用移液器小心吸取上清转移到另一干净的灭菌离心管，此即提取的细菌DNA，−20℃冷冻保存备用。 2.2.3. 吸附柱法 取2.2.1收集的菌种沉淀，向沉淀中加入180 μL溶菌酶溶液(20 mg/mL)于37℃温育30 min，再向管中加入20 μL蛋白酶K溶液(20 mg/mL)，混匀后加入220 μL缓冲液GB，于70℃放置10 min，再加220 μL无水乙醇沉淀核酸，将上一步所得溶液和絮状沉淀全部加入一个吸附柱CB3中，以12，000 r/min离心30 s，倒掉废液；向吸附柱CB3中加入500 μL缓冲液GD，12，000 r/min离心30 s，倒掉废液，将吸附柱CB3放入收集管中；向吸附柱CB3中加入600 μL漂洗液PW，12，000 r/min离心30 s，倒掉废液，吸附柱CB3放入收集管中，重复一次；将吸附柱CB3放回收集管中，12，000 r/min离心2 min，倒掉废液。将吸附柱CB3置于室温放置10 min，以彻底晾干吸附材料中残余的漂洗液。将吸附柱CB3转入一个干净的离心管中，向吸附膜的中间部位悬空滴加50 μL缓冲液TE，室温放置5 min，12，000 r/min离心2 min，将溶液收集到离心管中，−20℃冷冻保存备用。 2.2.4. 改良碱裂解法 取2.2.1收集的菌种沉淀，加入200 μL溶液1充分重悬后加入20 μL溶菌酶溶液(20 mg/mL)充分吹吹打完全重悬后于37℃恒温培养箱孵育过夜，次日加20 μL蛋白酶K溶液于55℃水浴30 min，后加300 μL溶液2 (现配现用)，上下颠倒5~10次，静置5 min，充分混匀，加入300 μL预冷溶液3，上下颠倒5~10次充分混匀(可见大量白色絮状沉淀)，置冰上5 min后12，000 r/min离心10 min，取上清600 μL，加入等体积的酚：氯仿：异戊醇，剧烈震荡30 s后12000 r/min离心10 min，小心吸取上清至一新的Ep管内，加入0.7倍体积异丙醇，颠倒混匀后在−20℃放置1~4 h，12000 r/min离心10 min后弃尽上清，用1 mL 70%乙醇洗涤沉淀2次，弃尽上清放置空气中自然晾干，于白色沉淀中加入50 μL灭菌双蒸水，−20℃冷冻保存备用。 2.2.5. 煮沸法 取2.2.1收集的菌种沉淀，加200 μL灭菌双蒸水充分吹打重悬混匀，于沸水中煮沸10 min，以12，000 r/min离心10 min收集上清液，于−20℃冷冻保存备用。 2.2.6. PCR法检测spa基因、mecA基因和femB基因 PCR反应体系中含有2 × Taq Master Mix预混液12.5 μL，上下游引物各0.5 μL，DNA模板2 μL，以灭菌双蒸水补足体系至25 μL。反应条件为94℃预变性5 min，94℃变性30 s，spa基因55℃退火1 min；mecA基因51℃退火1 min；femB基因57℃退火30 s，72℃延伸1 min，共35个循环，最终72℃延伸10 min。PCR反应结束后，以1.2%琼脂糖电泳检测PCR产物。
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user: 3. 结果 3.1. spa基因检测结果 如图1(a)和图1(b)所示，以磁珠法和吸附柱法制备的DNA模板中spa基因可以全部被检出；如图1(c)所示，改良碱裂解法制备的DNA模板中可以检出19株菌的spa基因，仅1株菌未检出；如图1(d)所示，煮沸法制备的DNA模板中，仅检出7株菌spa基因。 图1. 4种方法制备的DNA模板中金黄色葡萄球菌spa基因检测结果；(a) 磁珠法；(b) 吸附柱法；(c) 改良碱裂解法；(d) 煮沸法 图2. 4种方法制备的DNA模板中金黄色葡萄球菌mecA基因检测结果；(a) 磁珠法；(b) 吸附柱法；(c) 改良碱裂解法；(d) 煮沸法 3.2. mecA基因检测结果 如图2(a)~图2(c)所示，以磁珠法、吸附柱法和改良碱裂解法制备的DNA模板中均可以检出mecA基因；如图2(d)所示，煮沸法制备的DNA模板仅能检出8株菌的mecA基因。 3.3. femB基因检测结果 如图3(a)所示，以磁珠法制备的DNA模板中均可以检出femB基因；如图3(b)~图3(c)所示，以吸附柱法和改良碱裂解法制备的DNA模板中有19株菌femB基因均可被检出出；如图3(d)所示，以煮沸法制备的DNA模板均未扩增出femB基因。 图3. 4种方法制备的DNA模板中金黄色葡萄球菌femB基因检测结果；(a) 磁珠法；(b) 吸附柱法；(c) 改良碱裂解法；(d) 煮沸法
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user: 4. 讨论 金黄色葡萄球菌具有坚固的细胞壁，其基因组DNA提取难度远大于其他细菌 [ 17 ] 。本研究比较了目前常用的4种基因组DNA提取方法效果发现，磁珠法、吸附柱法和手工碱裂解法均具有较好的提取效果，而煮沸法提取效果较差。 磁珠法的提取时间是3种方法中(磁珠法、吸附柱法和手工碱裂解法)最短的。磁珠法采用包裹有氧化硅的磁性纳米粒子 [ 18 ] ，粒径约为20 nm，利用氧化硅在高盐、低pH值条件下能吸附生物核酸，而在低盐、高pH值条件下释放核酸的特性，结合外部磁场实现从生物样本中分离核酸的目的 [ 19 ] 。在外加磁场作用下将负载核酸的磁珠从样品中分离洗脱，加入适当溶液使核酸脱离磁珠可得到纯化的核酸 [ 20 ] 。磁珠法可以省去离心过滤等费时步骤，操作简便且不使用氯仿和异丙醇有毒试剂；磁珠与DNA的特异性结合保证了提取质量，十分适合后续分子生物学研究 [ 21 ] 。目前已有基于磁珠法的基因组DNA自动化提取仪，极大地方便了临床中开展金黄色葡萄球菌的检测工作。 吸附柱法采用特异性结合DNA的离心吸附柱和独特的缓冲液系统提取细菌的基因组DNA [ 22 ] ，其硅基质材料为特有新型材料，能够高效专一吸附DNA，避免蛋白质、酯类以及多糖等生物大分子的污染，提取的基因组DNA片段大，纯度高，质量稳定可靠。手工碱裂解法破壁能力强 [ 23 ] ，提取DNA质量相对煮沸法较好，虽然成本较低但是操作复杂用时过长约需2天，并且提取过程需要多种有毒试剂，对操作人员伤害较大并且不利于绿化环保，所提取DNA模版虽可用于实验研究，但是程序繁琐复杂无法完成大批量自动化提取。煮沸法虽然操作简便但是提取效果很差，不稳定性极高，DNA模版质量很低无法用于后续研究，不推荐用于金黄色葡萄球菌的DNA提取。综合所述，我们可以根据实际需求选取最合适最恰当的方法。
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user: 摘 要 本文主要研究 t α 型热传导方程。从 t α 型热传导方程的导出入手，运用分离变量法求解此方程，得到 t α 型热传导方程的通解。其次，利用 t α 型热传导方程的边界条件以及初值条件，对其解的存在性、唯一性和稳定性进行了研究。最后，利用Matlab编程和有限差分法对热传导方程的解进行数值模拟，并讨论时间的幂次对热传导方程数值解的影响。 关键词 : t α 型热传导方程，分离变量法，初边值条件，有限差分法，离散化 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/