DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 实验仿真 5.1. 时延补偿对信号的影响 下面通过仿真产生两路宽带线性调频信号实验分析验证常规时延方法(最近邻法)、矩形加窗sinc函数插值时延方法以及FFT相移方法对信号的影响。线性调频信号与各种环境噪声相关性小，具有容易检测的特点。其数学表达形式为： (10) 式中， 是线性调频信号的幅值， 和 分别是其初始频率和调频斜率，且有 ， 为信号带宽， 为截取信号的时间长度。 为了判断经时延处理之后两个信号是否在时间上完全一致，我们选取两个信号之间的相关系数来衡量，相关系数可以用如下公式表示： (11) 从上式可以知道，如果两个信号完全一致，则 ；若两个信号存在时延误差，则有 ，且信号之间的时延误差越小则相关系数 越大。 固定两个信号之间的时延真实值为 ，分别利用常规时延方法(最近邻法)，矩形加窗sinc函数插值法、FFT相移法对信号进行时延处理。由于 ， ，取 ，针对不同采样率的情况，我们对信号采用不同的时延方法进行处理，求解两路信号求相关系数，进行信号相关性的比对。 从图2中我们发现，利用常规时延方法(最近邻法)进行信号时延补偿的信号相关性最差，矩形加窗sinc函数插值法与FFT相移法的相关性都非常好，其相关系数达到0.9996，性能相当。随着采样率的提高，常规时延方法(最近邻法)对信号进行时延补偿后，两路信号之间的相关性逐渐提高。 设置两个信号之间的时延真实值为 ，选取线性调频信号， ， ，信号采样率为 。 从图3中我们发现，矩形加窗sinc函数插值法与FFT相移法进行信号时延补偿的信号相关性最好，相关系数可达到0.9996，其在图中的相关系数曲线出现了重叠。常规时延方法对信号进行时延补偿后的相关性与时延的大小有关。 5.2. 改进常规波束形成仿真 考虑16阵元矢量波束形成，信号频率为500 Hz，单次快拍长度2048点，采样率4000 Hz。假设信号与加性噪声互不相关，加性噪声均为高斯白噪声，阵列孔径在信号中心频率对应波长 范围内，入射信号方位角为230度。分别仿真计算了VCBF (最近邻时延)、sinc-VCBF (矩形窗sinc函数插值时延)与VFFTABF (FFT相移时延)三种波束形成方法，仿真结果如图4至图7所示。 从仿真结果图4、图5可以知道，矢量阵波束形成具有分辨左右舷的能力。对比图4、图5和图6可以看出VCBF产生了比较多的伪峰，并且波束形成图不平滑，而sinc-VCBF结果较为平滑。图7表明矩形加窗sinc函数插值法和FFT相移法的处理效果优于VCBF，具有更低的旁瓣级，sinc-VCBF与VFFTABF相比性能基本相当。 图1. 基于傅里叶变换的矢量阵常规波束形成算法流程 图2. 不同采样率下各时延方法性能对比 图3. 不同时延下各时延方法性能对比 图4. VCBF结果 图5. Sinc-VCBF结果 图6. VCBF与sinc-VCBF结果对比 图7. VFFTABF与sinc-VCBF结果对比 Table 1 Comparison of algorithm processing tim 方法 VCBF sinc-VCBF VFFTABF 用时(秒) 59.58 135.97 47.48 表1. 算法处理时间对比 5.3. 运算量对比 运算采用的台式机处理器为Inter(R) Core(TM)2 i7-4770，处理频率3.40 GHz，内存4.00 GB。运算所用软件为Matlab R2012a，运算时间通过Matlab软件中的CPU Time获得。经过100次蒙特卡洛实验，每次处理的点数，即一次快拍长度为2048点，每次完成100次波束形成。所需用的平均时间如表1所示。 从中可以发现，VFFTABF方法执行速度最快并且性能优于VCBF。
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user: 6. 结论 通过理论和仿真分析了常规时延方法最近邻法、矩形窗sinc函数插值法以及FFT相移法对阵列接收信号的影响，矩形窗sinc函数插值法以及FFT相移法对信号进行时延补偿可以提高信号之间的相关度，性能优于最近邻法。同时给出了频域分子带相移的矢量阵常规波束形成算法，以及实现流程，利用三种延时方法的矢量阵波束形成仿真结果可以看出，虽然sinc-VCBF有较好性能，但是运算速度较慢，而VFFTABF比sinc-VCBF和VCBF执行速度更快，且性能较优，更利于工程实现。
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user: 摘 要 目的：研究中药治疗急性胰腺炎的临床应用方法与护理上的发展趋势。方法：通过对近5年来的相关文献进行阅读、分析、总结，得出结论。结论：通过研究发现，中药应用于临床辅助治疗急性胰腺炎的种类多样，应用方法多样，在减轻急性胰腺炎的腹部症状及体征，中西医结合治疗急性胰腺炎成功的案例越来越多，有很好的发展前景。 关键词 :中药，胰腺炎，应用，护理综述 Copyright © 2017 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 急性胰腺炎是临床比较常见的一种急腹症，是多种病因导致胰酶在胰腺内被激活后引起胰腺组织自身消化、水肿、出血甚至坏死的炎性反应。在中医学认为其病机主要是中焦湿热蕴阻，气滞血瘀，腑气不通，不通则痛故而需益气救阴、活血化瘀、清热解毒、通里攻下 [ 1 ] 。有研究 [ 2 ] 证明中药在治疗急性胰腺炎时能起到保护肠道黏膜屏障功能、抑制肠源性感染；抑制全身炎症反应、保护器官功能；保护腺细胞、促进胰腺恢复等作用。因此，近些年来随着临床医务人员对急性胰腺炎发病机制更进一步的认识，许多研究表明采用在胃肠减压、营养支持、抗炎治疗的基础上，使用中药辅助治疗急性胰腺炎，可提高治愈率，减少并发症及降低死亡率。目前应用于临床的中药有多种，如大黄承气汤、柴芍承气汤胃管注入或灌肠；冰片、芒硝、如意金黄散、六合丹外敷；静脉用生脉、丹参、血必净等。这种中西医结合的方式，使越来越多的急性胰腺炎患者治愈率明显提高。现将中药治疗急性胰腺炎的应用方法与护理综述如下。
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user: 2. 中药应用于治疗急性胰腺炎现状 2.1. 中药种类与成分 何晓莉 [ 3 ] 郑秀丽 [ 4 ] 等研究证明，早期清胰汤(柴胡、枳实、厚朴、大黄、木香、芒硝、白芍)佐以中成药参脉和丹参注射液益气养阴，活血镇痛；中期以补气健脾为主，主方参苓白术散(人参、白术、茯苓、山药、白扁豆、莲子肉、砂仁、甘草)加减；晚期以活血化瘀为主，方用桃红四物汤加减。而王园 [ 5 ] 金绍燕等 [ 6 ] 等则根据病因病机进行辨证分型。采用大柴胡清胰汤对脾胃湿热型的胰腺炎进行治疗，组方为：芒硝、蒲公英、广木香、元胡、半夏、枳实、生大黄、黄芩、柴胡等。大承气汤加减：生大黄，芒硝、生地黄，柴胡，玄参，麦门冬，生黄芪，生黄芩，败酱草，白花蛇舌草，炒枳壳。肝胆湿热加茵陈，金钱草，龙胆，木香，桅子；肝郁气滞加陈皮，川楝子；脾胃湿热加胡黄连，牡丹皮，藿香，栀子，赤芍；气滞血瘀加丹参，桃仁，香附，当归。 2.2. 中药治疗给药途径 主要有口服、鼻饲、灌肠、外敷、静脉给药等。静脉用药常用生脉、丹参、参附、血必净等。
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user: 3. 中药治疗急性胰腺炎的护理发展趋势 3.1. 鼻饲中药的护理 刘贵芝等 [ 7 ] 研究认为，每剂中药的浓度为300 mL分3次，每次100 mL为宜，汤剂的温度不宜过冷也不宜过热，温度恒定在40℃，胃管内注入时要经过仔细滤过，防止药渣堵塞胃管；用50 mL注射器匀速注入不能过快，注入前抽吸胃液。刘小丽等 [ 8 ] 认为鼻饲中药汤剂时，量一般每天不超过500 mL。鼻饲方法采用输液恒温器将中药汤剂经胃管缓慢滴入，每次约250 mL，2~3 h滴完，每12小时1次。 3.2. 中药灌肠的护理 孙波等 [ 9 ] 研究认为灌肠护理采用温度为38℃~40℃的中药，灌肠操作过程中动作要轻柔，患者取左侧卧位，臀部抬高10~15 cm，肛管要插入深度为15~20 cm，达到直肠上段以上，缓慢注入药液200 mL。 3.3. 中药外敷的护理 1) 芒硝外敷：边雪梅 [ 10 ] 阐述了芒硝外敷的功效：敷神阙穴温补元阳，健运脾胃，复苏固脱，主治腹痛、久泄、脱肛、痢疾、水肿、虚脱。顾基兰等 [ 11 ] 详细阐述了芒硝外敷的方法及护理：根据患者腹部面积选择大小合适的棉布袋作为药袋，使之能覆盖整个剑突以下腹部为宜。并棉布袋材质要求不能太厚，针织不能太密，保证足够的通透性以利于芒硝发挥作用，但针织也不能太疏，以防止芒硝漏出。芒硝在药袋中要分布均匀，铺盖厚度约1.5 cm。将药袋敷于腹部后需要使用一次性弹力腹带包扎，以防止患者翻身时药袋移动。 2) 大黄粉脐周外敷：游正莉等 [ 12 ] 研究了大黄的应用：大黄粉250克加芒硝25克和适量醋搅拌均匀，调成糊状，置于特制的敷药袋内，以脐周为中心点横向紧贴于患者腹部，再用保鲜膜包裹6~8 h。 3) 中药金黄散外敷有研究 [ 13 ] 表明，金黄散属于中药箍围药，具有抑菌、抗炎、镇痛、解痉，减轻局部疼痛、水肿、渗出物过多和继发感染的作用。用开水(内加适量酒)将金黄散调制成糊状后，将糊状金黄散平铺于纱布上，厚约0.5 cm，包敷于左上腹部，包裹面积大于疼痛的部位，温度以患者感觉不烫为宜。 4) 六合丹外敷：笔者所在医院除应用大黄，芒硝及冰片以外，也用六合丹外敷，外敷腹部主要是左腰肋部、左胁腹部或腹痛压痛较明显的部位、影像学提示有积液或囊肿的部位，可明显促进炎症吸收、缓解疼痛，促进胰周液体及囊肿吸收，有清凉舒适感。一般在发病后3天左右开始外敷，每日1~2次。外敷时先将六合丹贴敷在腹部相应部位，外用数张新鲜菜叶遮盖以达到保湿的目的，再用大纱布覆盖并用胶布固定。一次敷药保留时间一般为8~10小时。 3.4. 静脉使用中药注射剂的护理 近年来，中成药注射剂应用于治疗胰腺炎呈上升趋势，选择精密输液器输注，以减少微粒进入血循环。速度一般控制在60滴/min或者静脉匀速泵入，中药注射剂应该单独给药，输注过程中最好不加温，温度不得超过45℃，密切观察患者有无头晕、恶心、呕吐、腹痛腹泻、心悸、皮疹及皮肤瘙痒等不良反应，一旦发现，即刻处理并通知医生。
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user: 4. 中药应用时的注意事项 4.1. 应用大黄应注意 谭美华等 [ 14 ] 认为大黄液的温度应保持在35℃~37℃，胃内注入液体前，要首先抽尽患者胃内的容物，之后对患者的胃液性质进行观察，当发现患者出现胃出血时，要及时停止，禁止继续注入。注入时速度应尽量缓慢或肌肉注射10 mg甲氧氯普胺，以防止患者在注射中出现不良反应。对患者的呼吸、面色、呕吐、恶心等症状进行观察，如果发现患者有异常症状，应及时开放胃管，并给予负压吸引治疗。 4.2. 应用芒硝应注意 柳喜凤等 [ 15 ] 则阐明芒硝在使用时的注意：芒硝应研磨碎，将其放置在患者中上腹或腹胰腺投影区，药物的分布应尽量均匀；治疗时应使用腰带妥善固定体位，防止体位改变造成的布袋脱落；应尽量保持皮肤干净、整洁。芒硝能吸附患者腹部的水分，治疗后6~8 h可结晶或结成板状，可用温水擦拭皮肤或芒硝涂氧化锌软膏保护皮肤，尽量减少药物对皮肤的刺激。应密切观察患者腹痛及排便次数、排便量、大便性状。用药后当日，最晚2 d后即可顺利排便，患者排便大多2~5次/d。对于用药3 d后排便次数每天十余次的少数患者，应密切观察病情变化，及时补充平衡液，以防腹泻次数过多导致水、电解质平衡紊乱。 4.3. 注意心理疏导 厉月玲等 [ 16 ] 阐明灌注中药时，患者出现腹泻、腹痛等不良反应的几率较高，对腹泻严重者应加强心理护理，做好解释工作，避免因紧张情绪加重病情。王菊英等 [ 17 ] 研究认为情志失调可导致肝郁气滞，进而引发急性胰腺炎。腹胀、腹痛及肌紧张等不适症状困扰着患者，使其产生焦虑、绝望心理，加重病情。护士应主动关心患者，耐心解答其问题，态度要和蔼，介绍以往成功治疗病例，增强患者战胜疾病的信心。
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user: 5. 讨论 急性胰腺炎常常发生胃肠功能障碍，主要表现为动力障碍，肠管的损失和黏膜屏障功能损伤;出现不同程度的腹胀、恶心呕吐，肠鸣音减弱 [ 18 ] 。笔者通过查阅近五年来的大量文献，发现关于中药辅助治疗急性胰腺炎的方法已在各大医院临床广泛应用，在中医药治疗急性胰腺炎的机制研究方面，在多因素环节进行了探讨，中医辨证灵活，目前临床治疗急性胰腺炎的医者多为西医专业，观念为“辨病论治”。中医理论体系的主要特点“辨证论治”。即可“同病异治”，又能“异病同治”。除转娜等研究者认为 [ 19 ] 急性胰腺炎在逐步形成一个相对统一的治疗观点：对坏死感染者采取手术治疗，对未坏死者采取非手术治疗的个体化治疗方案。韦惠云等也认为 [ 20 ] 急性胰腺炎是复杂的、多因素参与的病理生理过程，各因素之间相对独立又相互渗透，共同加速疾病的发生发展。而中药作为保守治疗的一种方法，从中医的痛则不通，通则不痛的角度去缓解了胰腺炎的腹部症状，多种中药逐步被研究应用于临床，应用中药时，从以前的胃管注入，逐渐发展到胃空肠管的注入，中药直肠滴入，静脉输入中药制剂等途径，联合中药外敷，以及西医抗休克，补充水分电解质等方法，起到越来越重要的作用，符合急性胰腺炎多种方法联合治疗的发展趋势。然而，急性胰腺炎尤其是重症患者，在临床上发病率仍然很高，治疗中仍有不少难关，中医博大精深，中药品种繁多，在联合西医治疗急性胰腺炎方面，仍有很大研究与发展空间，护理人员应积累更多临床经验，逐步提高中药应用护理水平，研究出更利于患者的护理方法。
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user: 摘 要 目的：探究麻醉医护人员参与及感知的术后PCIA镇痛管理现状。方法：采用半结构式访谈法，对21名麻醉医护人员参与术后PCIA的体验进行访谈，整理访谈资料并析出主题。结果：麻醉医护人员被动参与PCIA使用的决策过程；认可PCIA的镇痛效果；影响PCIA镇痛效果的因素具有多样性。结论：医护人员可为患者提供专业性意见，助其决策；医护人员的术后疼痛及镇痛知识、信念、行为会影响到术后PCIA的实施；术后镇痛管理模式标准化。 关键词 :患者静脉自控镇痛，参与，感知 Copyright © 2017 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 术后疼痛作为外科最为常见的一种急性疼痛，可以导致机体产生应激反应，对机体产生各方面的不利影响 [ 1 ] 。患者静脉自控镇痛(Patient Controlled Intravenous Analgesia， PCIA)作为一项可以让患者根据自身疼痛需求自我控制给药的新型镇痛技术，是疼痛治疗方法学上的里程碑 [ 2 ] 。一份来自英国36家胸外科医学中心调查结果显示，超过41%的术后患者采用椎旁神经阻滞联合PCIA镇痛 [ 3 ] 。郭向丽等研究表明约58%的患者术后使用PCIA镇痛 [ 4 ] 。虽然目前PCIA广泛应用于临床，但有研究表明仍有50%~75%的患者术后疼痛得不到有效缓解，主诉遭受到了难以忍受的伤口疼痛 [ 5 ] 。由于术后镇痛涉及到麻醉医生或护士、病房外科医生及护士，因此只有加强团队合作，才能达到更好的镇痛效果。故本研究旨在探讨麻醉团队参与感知的PCIA现状，从而发现PCIA管理中存在的问题及其影响因素，以期为PCIA的临床管理提供实证依据。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 研究对象 研究对象来自于上海市某三甲医院麻醉科医护人员，基于研究目的选择符合以下标准者为访谈对象：① 在麻醉科工作2年及以上；② 大专及以上文化程度；③ 能够反思体验并清楚表述体验；④ 自愿接受访谈。采用目的抽样，最终21名麻醉医护人员接受访谈，其中护士9人，学历均为本科以上，平均工作年限3年；医生12人，学历均为硕士以上，平均工作年限15年。 2.2. 资料收集与分析 采用半结构式访谈，辅以现场录音和笔记，每次访谈持续约30 min。访谈开始前，研究者先自我介绍并简介研究目的与意义，征得对方同意后进入正式访谈。访谈主要围绕以下问题展开：1) 目前PCIA的使用情况；2) 患者及家属使用PCIA的影响因素可能有哪些？3) 对PCIA的镇痛效果满意程度？4) 认为影响PCIA镇痛效果的因素有哪些？访谈结束后24 h内完成对资料的转录。具体分析步骤参照克莱齐(P.F. Colaizzi)的现象学资料分析方法的六步骤进行 [ 6 ] 。收集访谈内容采用滚雪球法直至信息饱和终止访谈。
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user: 3. 结果 经过对12名麻醉医师、9名麻醉护士的访谈原始资料的反复分析及对资料中所涌现主题的比较，得出如下主题：1) 被动参与的决策过程；2) 镇痛效果被认可；3) 影响镇痛效果因素多。 3.1. 被动参与的决策过程 该主题主要反映了虽然目前提倡由患者或家属自主决策是否使用PCIA，但本研究中大多医护人员均有提及医护人员被动参与了其决策过程，或许与患者对PCIA的认知程度较低有关。 3.1.1. 患者镇痛意识提高 即患者认可术后镇痛的重要性，逐渐意识到缓解术后疼痛可有利于疾病恢复。如M21：“(临床上使用PCA)多，基本上中大型手术都会用。一些人(患者)可能考虑到，用呢可能是止疼，舒服一点。”医护人员认为，随着患者对医学知识的了解加深，患者认为自己没有必要再忍受疼痛，所以会要求镇痛。M19：“(当然)多啊……(患者之所以这么相信PCA)是因为用了首先(患者)知道疼痛对机体的影响很大，生活水平提高以后，他们觉得没有必要去忍受这个痛苦。” 3.1.2. 患者镇痛知识缺乏 虽然患者意识到了术后镇痛的重要性，但其对术后疼痛及镇痛知识的了解程度高低是其选择使用PCIA与否的重要影响因素。有的患者对PCIA的原理了解甚少，拒绝使用，但经医护人员解释了解后，会更改决策。M10：“有的患者可能对这个不是很了解……就会主动向医生、护士打听手术相关情况，包括术后痛的程度、如何缓解疼痛等。此时，医护人员肯定会提及镇痛泵，虽然他们(医生)没有说是要推荐，但患者肯定觉得医生、护士所说的准没错，所以会考虑到使用的。”另外一些患者可能通过其他途径对镇痛药物作用有一定了解，则会主动要求使用，如M20：“当然有些病人他可能自己的医学知识知道的比较多一点，他会主动提出来，问你(麻醉医生)术后能不能用镇痛泵。” 3.1.3. 医护人员可提供专业意见 术前访视的重要工作内容之一，即评估患者情况，麻醉医生会根据患者的性别、年龄、体重、病史、用药史等提供专业性建议，帮助患者决策是否使用。如M11：“我们在术前会对病人进行评估，了解晕车晕船史，以前手术应用镇痛泵的病史。比如有晕车史的病人，尤其是女性病人，对PCA泵内的药物较敏感，恶心、呕吐反应会比较严重，引起的不适可能会大于疼痛……这样的病人我们就不主张用了。” M1：“他们(麻醉医生)会跟病人谈，还有就是说有些手术，如果说，基本上镇痛泵是需要用的话，他们会建议病人用，如果说，病人因为自身情况，而不适合用，他们也会建议取消用镇痛泵，如果说病人就是可用可不用，我们就尽量不采用。”另外，手术类型、手术大小也是麻醉医师考虑提供决策意见的依据。M12：“比如说，根据他(患者)这个手术，如果说她这个比较小的手术，比如说阑尾炎啊……他(麻醉医生)会建议病人不要用的，然后像那种腹部的手术比较大的手术病人都会建议常规使用镇痛泵，都会谈话，都会体现的。” 3.2. 镇痛效果被认可 约80% (16名)的访谈对象表示满意PCIA的术后镇痛效果，他们认为大部分患者的术后疼痛达到了术前预期目标，认为PCIA至少可实现以下三方面作用。 3.2.1. 缓解术后疼痛 麻醉护士反映，随访时从患者处得到反馈表明，大多数PCIA可缓解切口疼痛。如M7在访谈中提到：“我们的主要工作就是PCA随访……我做了这么久的随访，总结下来，大部分病人对这个(PCA)还是挺满意的，至少觉得没有感觉到病人所说的那么疼，觉得这个可能还是有作用的。”M6也提到：“有些曾经做过手术但没有用过PCA，这次用了，前后有了一个对比，他们就会说这个很管用，能止疼。当然也有同一个病房内，有没用的、也有用的，他们之间有了对比，才知道PCA的好处。” 3.2.2. 促进术后恢复 麻醉医生在谈及PCIA的主要作用时，除了能达到镇痛作用外，还提到因术后疼痛得到缓解，可使患者及早下床活动，进而促进术后恢复。如M19：“那些外科医生总认为PCA会影响术后恢复……其实这些看法都是不对的，你想，病人术后疼痛得到缓解了，他们是不是可以在床上，在医生的许可下适当地活动？如果没有用PCA，他们疼得不得了，怎么会动呢，岂不是更疼？所以啊，没那么疼了，他们就可以早活动，反而能及早恢复肠蠕动功能，促进伤口恢复。” 3.2.3. 促进术后睡眠 当患者疼痛得到缓解后，夜间睡眠质量得到明显提高。如M13：“病人用了它，术后当天晚上就不会那么疼了……以前没有PCA的时候，晚上疼得啊，肯定是睡不好的，只有打一针。现在用PCA，虽然说不能达到完全无痛……但至少能让病人入睡了。” 3.3. 影响镇痛效果因素多 目前因缺乏国际通用的PCIA配方指南，故PCIA的配方设置原则也尚未统一，仅在业界达成共识，并麻醉医生会顾虑到其可能发生的不良反应和过度镇静引发的不良事件等，PCIA尚不能实现完全镇痛，但这却是术后镇痛需实现的最终目标。影响PCIA镇痛效果因素多样，本研究结果表明主要包含以下几方面： 3.3.1. 患者的个体差异 目前医护人员均认识到了PCIA的镇痛效果存在较大的个体差异，且影响因素复杂多样，包括性别、年龄、体重、手术大小、手术部位以及患者对疼痛的敏感性等。如M8在访谈中就提到，“虽然大多数病人对PCA的镇痛效果比较满意，但还是有很大差异的，有的认为恶心、呕吐太厉害了，远超过疼痛。这类病人以女性多见，还有的老年病人，用后就说效果很好，一点都感觉不到疼，但就是觉得昏昏沉沉的，总想睡觉，这就是有些过度镇静，其实也不好。所以镇痛效果千差万别。” 3.3.2. 药物配方多样 医护人员大多认为PCIA的镇痛效果很大程度上受其配方影响，用药不同、剂量不同等均可影响到镇痛效果。如M10：“这个跟用药有很大关系，我们现在没有一个统一的用药原则，就有个按照公斤体重计算，但是这是远远不够的。我们现在更多的是麻醉医生的经验性用药，他对这个药的了解程度，还有就是保守用药。所以很多时候，我们的配方用药量根本不够，那你说能达到好的镇痛效果吗？”M：“其实镇痛效果好与不好，还是与里面用什么药有关。” 3.3.3. PCIA泵的机械故障 镇痛效果还受到泵的质量、人为因素导致的机械故障等影响。如M1：“就是我们肯定偶尔会碰到镇痛泵有质量问题，那如果发生这样的问题……一个就是泵可能它不按照它预设定的速度走，就是一下子都进去了，还有一种就是泵就直接不走药，还有一种就是他可能就是泵会裂掉。这样就不会达到预想的效果了。”M14：“镇痛泵坏了，两天它药就没走(镇痛药物未进入患者体内，达不到镇痛效果)；镇痛泵漏水啦，这个药本来应该全进去的，他漏掉一半，这效果也不会好……”访谈中，病房医生也提到，可能因为护士工作繁忙，在观察PCA泵时不够仔细，发生过管道打折、歪曲等而致泵内药物输入不畅。
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user: 4. 讨论 4.1. 医护人员可为患者提供专业性意见，助其决策 本研究结果表明，虽然目前患者对术后镇痛的意识与需求得到提升，但因其对镇痛药物相关知识缺乏，故在决策是否使用PCIA时，存有顾虑，此时需要专业人员提供指导性意见。因尚无调查患者决策使用PCIA影响因素的相关研究，故本研究采用归因理论对其结果予以分析解释。归因是人们的一种认知过程，即医护人员根据事件结果(患者使用或不使用PCIA)，通过知觉、思维等信息加工过程分析造成该结果原因的认知过程 [ 7 ] 。Heider认为存在内在和外在性归因两类 [ 7 ] 。“内在性归因”，即活动主体(患者)自身原因，如术后镇痛意识提高、对术后镇痛的认知不足等；而“外在性归因”，即活动主体自身以外的影响因素，如麻醉医生的指导作用、PCA泵的特点等。分析访谈资料可知，患者在决策使用PCIA时，主要受其自身内在因素影响，随着生活水平提升，人们对镇痛的需求也为之上升；对术后镇痛方法的了解程度也影响了患者的行为，而麻醉医生在术前的意见，则起到了一定的推动作用，尤其当患者对PCIA了解程度低时，则倾向于依赖专业人员的建议等。 4.2. 知–信–行模式对医护人员的术后疼痛及镇痛知识、信念、行为的解释 研究表明麻醉医护人员满意PCIA的术后镇痛效果，究其原因，主要与其对术后疼痛的重视度较高、镇痛知识较丰富、愿意接受新的镇痛方法等有关。知-信-行模式表明，某个人的行为受其相关问题知识掌握状况的影响，也与其自身在工作生活中形成的信念有一定相关性 [ 8 ] 。医护人员对术后疼痛及镇痛相关知识进行有根据地思考，会逐步形成信念，即正确对待术后疼痛，采用最佳的镇痛方法，由知识变成信念才能改变医护人员的行为，因此信念的转变被认为是关键。故麻醉医护人员认可PCIA的镇痛效果，并能客观认识到其不足，可持续完善PCIA的镇痛管理，缓解患者术后疼痛，促进其生活质量。 4.3. 术后镇痛管理模式标准化 PCIA的镇痛效果已得到医护人员及患者认可，能缓解患者术后疼痛，促进患者睡眠，更促进患者术后恢复，但其仍受诸多因素影响，如患者本身的个体差异、药物配方的多样化、PCIA泵的机械问题等。目前临床上无标准的PCIA配方要求，都是根据患者公斤、体重，自己经验性进行药物配比，其往往不能达到恰当镇痛，且有个别患者存在药物不良反应。作为管理者可组建术后疼痛管理团队定时评估疼痛评分，及时采取相应措施及解答，形成PCIA镇痛评价指标体系以规范临床实践。
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user: 5. 结论 随着现代社会生活水平的提高，患者镇痛意识加强，PCIA成为临床常用镇痛方式，而麻醉医护人员为被动参与PCIA使用的决策过程。但PCIA的镇痛管理模式仍需结合以循证证据，以标准化规范临床实践。
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user: 摘 要 智能问答系统 [ 1 ] 是一种针对自然语言理解的新型的信息交互方式。它的发展将带来新的人机交互模式，带来新的业务形态。智能问答系统涉及自然语言处理、知识管理、智能对话等多领域技术，本文以电信业务场景为例，提出了基于自然语言理解的智能问答系统架构，并对相关关键技术进行了深入分析。 关键词 :智能问答，自然语言理解，机器学习，深度学习 Copyright © 2017 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 传统的客服中心以人工服务的呼叫中心为主，但随着移动互联网与智能手机的不断普及，社交渠道多元化和应用软件功能的不断丰富，传统客服面临着急剧增加的服务需求和更为碎片、多元化的客户服务场景，这导致传统客服中心陷入到现实的多方困境：第一，人工客服受时间影响，难以保证7 * 24小时全天候服务。第二，人工客服业务操作繁琐，响应速度和服务质量的一致性难以保证，容易影响客户满意度。第三，业务知识的更新速度加快，增加了对服务人员的培训成本。第四，为满足增大的业务量和提高并发度，需要增加服务人员或者加班时间，导致成本高昂，而且近年来人力成本不断的上升。同时，服务信息难以保存，难以进行及时有效的分析，导致知识无法共享，服务灵活性不足。
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user: 2. 智能问答系统发展机遇 艾媒咨询在2015年发布的报告显示：中国客服市场整体规模超过千亿人民币 [ 2 ] 。但在庞大的市场规模下，难掩的是多数传统企业客服部门正在陷入上述之高成本、低效率、需求碎片化、满意度低、订单转化率低等矛盾。传统客服面临的现实困境和巨大的市场容量，迫切需要智能化的客服产品来突破发展瓶颈。如何构建可商用的智能问答系统是运营商及客服厂家亟需解决的问题。 当前智能机器人技术不断发展和成熟，智能机器人被应用于金融、财务、客服工作等领域，其中，智能机器人在客服工作中的应用效果最为显著。它通过自动客服、智能营销、内容导航、智能语音控制等功能提高了企业客服服务水平 [ 3 ] 。 智能问答应用在客服工作中有着显而易见的优势。一是提高用户感知，为企业在线客服、新媒体客服等提供统一智能的自助服务支撑，减少了用户问题得到解决的难度和复杂度；二是提升服务效率，缩短咨询处理时限，分流传统人工客服压力，节省服务成本(据统计：智能机器人投入是人工座席成本的10%)；三是收集用户诉求和行为数据，支撑产品迭代优化 [ 3 ] 。 目前国际上的智能问答技术主要采用检索技术、知识网络、深度学习这三大技术，代表性平台是苹果的Siri、谷歌的GoogleNow和微软的Cortana。国内的智能应答技术发展较晚，这和中文的语法、语义复杂性等多种因素有关，目前主要是以人工模板和智能检索技术为主，典型代表有小i机器人、百度度秘等。 为了促进传统客服形态向自动化、智能化、人性化、多渠道的方向演进，更好的支撑电信域的业务发展，推动智能客服在电信领域落地，本项目根据电信业务场景的特性与需求，提出了一种基于自然语言的交互模式，可通过引导式应答或者反问使得问题加以确认，分领域建立领域本体的知识库和问题应答库，采用推理技术进行问题的自动识别与应答，形成基于语义的智能问答机器人IQA(下文简称IQA)。 本文介绍了IQA系统的设计思想及架构，并对其中的关键技术进行了分析。IQA已在电信、移动现网多个局点运营和实证，能快速准确识别用户意图，自组答案，大幅提升客服工作效率，在实践中检验了技术路线的成效，并建立了丰富的电信领域语料库。
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user: 3. 智能问答机器人IQA设计思想 问答系统的目标是给定一个问题，能够得到简短、精确的答案。 IQA是基于自然语言理解技术和知识图谱技术，并配合使用语音识别(ASR)、语音合成(TTS)等智能人机交互技术，通过微信、APP、网页、短信、电话等渠道，以文字、语音等方式提供智能问答交互服务的信息服务系统。 图1展示了IQA的设计和架构图，该系统分为应用层、接入层、分析层和数据层。各层之间相对独立，耦合度小，易于扩展。 智能应答系统首先要有数据，数据可以来自于互联网爬取，也可以是现有的知识库，或者特定的语料库，这就涉及到数据的来源、获取、挖掘、存储等设计。 l 数据源：大致可以分为三类：1、百度知道等社区问答对；2、电信领域内专业数据及网站语料；3、第三方提供的数据接口，比如天气、笑话等。 l 数据获取：针对以上三类数据源，对应的获取方式可以是垂直爬虫爬取、人工维护录入、数据厂家提供，以及第三方开放平台提供，比如中国气象网等。 l 数据挖掘：数据挖掘就是对所获取的数据进行挖掘成有用的信息或结构化信息，按一定的结构和规则来组织有用的信息和知识，最终形成各种语料库，比如问答对FAQ、聊天对话库、各种分词、领域词等词典，以及通用和行业等知识库，以便于问答直接使用或进一步处理。 l 数据存储：存储方式至少包括四类：1、像各种词库等，可直接文本形式存储，为了管理方便也可以存在数据库中；2、对于问答对、训练数据等可采用关系数据库进行存储；3、对于知识库，可以采 图1. 智能应答机器人IQA系统架构 用语义数据库来存储；4、对于大数据量，可以采用分布式文件系统和NoSQL等。 有了结构化或者清洗后的数据支持，需要对数据进行分析，这里的分析主要分为两部分，一部分是对用户输入问题的分析，即问题语义理解，一部分是线下数据的分析，如知识库构建等。分析层是智能问答系统IQA的核心引擎，分为自然语言处理(预处理)、对话管理、问题语义理解、答案检索获取，以及知识库构建更新5大部分，在知识数据已具备的情况下，由这5个模块即可以组成一个问答系统。 l 自然语言处理NLP：该模块属于预处理模块，主要对用户输入问题和知识库进行预处理，比如中文分词、词性标注，供后面的关键词提取使用；抽取语料库的实体和新词发现，获取领域词典；通过句法分析和语义角色标注，获取用户问题的主谓宾、施事受事等。 l 对话管理：该模块属于上下文的复杂问题处理：如问题一次输入多个问题，需要进行子句拆分；问句模糊无法理解，需要问题再次澄清；问题缺少必须元素，需要追问达到回答目的；问题涉及上下文语境的，需要语境识别等。 l 问题语义理解：首先对单个问题进行语义理解：如判定用户的是问题还是聊天；问的是哪类业务或类别问题，便于快速定位；识别用户问的意图，究竟是咨询还是购买等；对缺少的问题成分，根据上下文恢复成语义齐全的问题，便于检索答案。深层语义分析主要是理解问题的真正语义并处理复杂问题，将多个问题拆分，根据上下文进行缺省句恢复和意图理解，对于多种问法可以抽取语义规则，进行规则匹配，对检索的结果进行相似度计算，找出最佳答案。 l 答案检索获取：该模块主要为答案获取模块，如知识库为FAQ，则需要对问题进行复述，或将问题归一化到FAQ库标准问题，在没有的情况下，可以直接根据关键词检索，返回的结果进行相似度计算，答案排序，最终返回答案；如为知识库，则需要进行语义检索，并进行一定的推理；如为文档，则需要进行自动文摘，找到答案。 l 知识库构建更新：构建知识库可以更好的组织知识，更快速准备检索答案，和FAQ相结合，使问答系统适用各种语料，而不仅仅局限于FAQ，需要包括本体提取、领域词提取、关系提取、推理规则构建等功能。 IQA为了方便用户使用，满足用户不同的使用习惯，需要有多种接入方式，主要包括： l 语音：为了解放用户双手，支持语音接入交互，使问答更加智能。 l 微信：支持和微信平台接入，成为微信智能客服和问答机器人，便于用户低成本使用。 l 短信：在传统运营商有些业务依然会使用短信来提醒，为此，用户可以直接在此基础上进行回复，而无需记忆传统的短信代码，使用自然语言，提高用户使用体验。 l App：支持app接入，比如生活助理、吃喝玩乐等app应用中的智能问答。 l 平台：在设计时，需要考虑各个模块、算法和接口的松耦合性，做到可插可拔，黑盒复用，因此中间的分析层可以独立成问答平台，以便开放给第三方调用。 应用层是在智能问答核心技术的支撑下产生的各种应用和服务，不仅仅是问答，还可以是信息服务、搜索服务和助理等服务。 l 信息服务：可面向运营商或政企等在线客服场景，做业务咨询、业务办理、业务推荐等，也可和传统人工坐席相结合，在智能问答无法回答的情况下，再呼叫人工坐席。 l 搜索服务：我们的知识库支持专业的知识工程构建，因此可以提供知识检索、语义检索等，也可以作为智能检索，嵌入企业管理系统，作为垂直企业检索。 l 助理服务：生活助理、个人助理、语音助理也是智能问答的应用场景，为用户提供助理等服务。 此外，IQA涉及大数据量的语料处理，需要支持离线分析。IQA系统又是在线的高并发服务系统，需要支持实时访问、分布式扩展。
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user: 5. 总结与展望 智能问答系统是目前人工智能和自然语言处理领域中一个备受关注并具有广泛发展前景的研究方向 [ 1 ] 。从行业发展方向来看，融入了人工智能技术的智能客服机器人成为了推动传统客服转型升级的变革力量。从技术现状和我们项目的实际应用经验来看，目前智能问答机器人IQA还需要借助于工程化的方法达到商用要求，例如关键词、等价句等配置使用等。通用的、高质量的智能应答系统，仍然是较长期的努力目标。随着大数据和深度学习技术的发展，基于知识和推理的深层方法和基于统计等“浅层”方法有机结合，未来智能问答系统将向着更智能化和人性化的方向发展。随着项目语料库的扩充和丰富，IQA将在省略恢复技术点上使用深度学习的LSTM网络进行训练，尝试通过自动学习得到隐藏信息的网络结构；在领域分类技术点上，当LSTM训练模型的准确率积累到一定的程度时，摒弃线上分类规则，直接使用LSTM进行领域分类处理；问题归一化能力的强弱决定问答系统智能化程度的强弱，现在研究解决通用领域的问题归一化还有很多困难，但研究解决垂直领域的归一化还有很大的可能性。2016年9月，谷歌提出了一种使用单个神经机器翻译(NMT)模型在多种语言之间进行翻译的简洁优雅的解决方案 [ 11 ] ，实现了机器翻译领域的重大突破。而问题归一化本质上也是一种机器翻译，可以尝试使用神经网络训练得到口语化到标准问题转换的模型网络。
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user: 摘 要 基于前期钯与氢同位素间的基础研究以及相关的工艺实验探索结果，提出了一种能从氘氚气体中快速去除少量氕的新方法—钯留滞法。该方法充分利用常温或低温下钯氢化物的同位素效应，使含氕的氘氚气体流经钯分离柱后，能将少量氕优先留滞在钯分离材料中，从而达到气相氕贫化、固相氕富集的分离效果。实验结果表明，与钯热置换法相比，在相同的处理时间及装钯量下，分离能力提高了近10倍，产品气的提取效率由40%提高至50%~60%左右，大大降低了工作人员的操作强度，提高了工作效率。 关键词 :钯留滞法，氢同位素，去除，分离 Copyright © 2017 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 氢同位素分离是聚变反应堆氘氚核燃料循环和尾气处理的核心技术之一，不仅因为通过同位素分离可使反应堆运行中大量未燃烧的氘氚气体重新使用，而且还可实现对聚变反应堆运行过程中氚的环境释放量的有效控制。诸如ITER这样大规模的聚变反应堆，其氚工厂中氚处理系统运行过程中会产生大量不同含氕量的氢同位素混合气体，需要大规模连续操作的氢同位素分离配套技术进行批次处理。同时，在氚的生产、贮存等工艺过程中，氚不可避免会与环境中的H 2 O等环境气氛接触，由于氢同位素气体之间的同位素交换作用，环境中的氕容易与氘氚混合。对于氘-氚聚变堆而言，氘氚燃料中对氕的含量有严格限制，要求对排灰气进行除氕去杂质处理后方可注入环形室，实现氘氚燃料闭合循环。 迄今为止，国内外已发展了多种氢同位素分离方法，主要包括热扩散柱法 [ 1 ] [ 2 ] (TD-Thermal Diffusion Column)、低温蒸馏法 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] (LHD)、洗提色谱法(Elution Chromatography) [ 6 ] 、热循环吸附法(TCAP) [ 7 ] [ 8 ] 等。其中低温蒸馏法是目前公认的分离能力最大的氢同位素分离技术，但分离系统体积较大，很难进行二次密封，运行控制要求高。热循环吸附法分离氢同位素的技术是美国氚工厂萨凡那河场地(SRS)于1980年发明，具有操作条件温和、分离纯度高、分离能力大等优点，不仅可以用于氢同位素气体的分离，也可用于含氚废气的净化、低浓度氚气的富集；若是多个TCAP单元级联，还可以直接分离三元氢同位素气体。 本文提出了一种能从含氚氢同位素气体中快速去除少量氕的方法—钯留滞法，该法充分利用了常温或低温下钯氢化物的同位素效应，使含氕的氘氚气体流经钯分离柱后，能将少量氕优先留滞在钯分离材料中，从而达到气相氕贫化、固相氕富集的分离效果。本法与其它氢同位素分离方法相比，具有操作模式简单、体积小、批处理能力大、工作温度低等特点，减少了氚的高温渗透及降低了操作人员的个人吸收剂量。
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user: 2. 原理及方法 2.1. 钯留滞法降氕原理 利用钯氢体系的氢同位素效应可实现氘氚气体中少量氕的富集分离，方法是，在一根填充了载钯材料的分离柱内，在常温或低温下，从分离柱的入口端送入一定量的氢同位素混合气体，使之形成一混合吸附段，随后继续送入氘氚混合气体，由于同位素效应，原先混合吸附段内的重同位素被氢置换出来，并推向前面，在前面形成新的吸附段，随着分离过程的发展，整个分离柱内渐渐地形成较纯的D 2 /T 2 同位素谱带，最易被置换出来的D 2 /T 2 同位素色层处在谱带的最前端，而氕处在谱带的最后端并滞留在载钯材料。如图1所示。 2.2. 钯留滞法除氕装置 图2给出了钯留滞法降氕的流程示意图。钯留滞法除氕主要由除杂净化器、钯留滞柱、循环泵、循环罐、贮氢铀床等构成。实验中，可通过两种气流流向的控制来完成氘氚气体中氕在分离柱上的富集，即A→C法和C→A法。采用A→C法时，氘氚气体在分离柱进口端(A端)的压力由循环泵控制；采用C→A法时，氘氚气体在分离柱进口端(C端)的压力由加热贮氢铀床直接控制。两种方法最大的区别为在氘氚混合气体分离过程中，分离柱的固相钯粉气体吸附饱和度不一样。对于A→C法，由于C柱内径较小，气阻处于分离柱末端，使得在分离过程中三个分离柱柱内气体压力增大，分离柱内固相钯粉的气体吸附趋于饱和状态；对于C→A法，气阻处于分离柱前端，分离柱内气体压力明显小于A→C法，使得柱内固相钯粉气体吸附饱和度大大降低。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 钯留滞法降氕原理验证 为了验证钯留滞法降氕的可行性，进行了原理性探索实验，让三级联的钯床在实温下吸气，再在实温下放气。钯床的外形尺寸为：f60 mm × 190 mm；装钯量：1#床：721.45 g；2#床：788.68 g；3#床：738.11 g。实验结果如表1所示。结果表明，在上述实验条件下，产品气的提取率可达到44.5%，单次处理气量较现役钯热置换分离装置提高了约8倍，虽然，产品气中的氕含量仍高于1%，但此实验验证了钯留滞法 图1. 钯留滞法降氕原理图 图2. 钯留滞降氕柱的级联方式示意图 Table 1 The original rational experiment result 次数 同位素丰度，％ 产品提取率，％ 处理时间，h C H C D C T 气体量，L 1 原料气 4.18 75.92 16.30 106.67 44.5 6 产品气 0.73 78.84 20.43 47.44 尾气 5.43 81.54 13.03 59.23 表1. 原理性验证实验结果 Table. 2. The experimental results to drop protium by palladium retention method 表2. 钯留滞结合置换色谱法降氕实验结果 降低含氚氢同位素中的氕含量完全是可行的。同时，此实验也验证了钯留滞法是和其它氢同位素分离方法是有本质区别的。 3.2. 钯留滞法降氕实验 按照图2所示的钯留滞法降氕流程，进行了低氕含量的大量氘氚混合气体的降氕处理实验。其实验过程为： a) 将贮存于铀床中的待处理的低氕含量氘氚混合气体解吸并贮存于循环罐中； b) 在循环泵的驱动下(压力控制在0.25 MPa左右)，解吸气通过常温下的钯分离柱，分离后的产品气用铀床吸收； c) 分离完毕后，分别取样分析产品气和尾气，计算其回收率。结果见表2。 结果表明，在相同的分离时间及装钯量下，留滞法降氕气体分离量较钯热置换法提高了约7倍，产品气提取比例约为50%~60%左右，大大提高了工作效率，提升了氢同位素气体分离规模。
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user: 4. 结论 1) 首次采用钯留滞法进行了低氕量的氘氚气体分离，通过工艺参数的优化，直接让净化气通过常温钯分离柱并用铀床直接吸收。在相同的处理时间及装钯量下，分离能力提高了近10倍，产品气的提取效率由40%提高至50%~60%左右，降低了工作人员的操作强度，提高了工作效率。 2) 采用钯留滞法，能快速地将大量的低氕含量的氘氚混合气体中的氕降低使产品气中的氕含量小于1%，使氚得到回收再利用，具有重要的军事和经济效益。 3) 钯留滞法主要在常温或较低温度的工况下运行，大大地降低了氢同位素的高温渗透，提升了装置运行的安全性，减少了氚的环境释放，为大规模氘氚分离系统的工程化研制提供了行之有效的方法。
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user: 摘 要 针对现有异常表示方法对视觉感知层级关系描述能力的不足，基于生物视觉感知编码特性启发，本文提出一种基于运动外观多通道层级ICA编码模型，实现复杂场景中的异常检测任务。首先，对现有的生物视觉层级编码框架，进行三级逐层学习拓展，采用ICA统计方法提取层内视觉感知编码模式，利用HMAX机制实现层级信息传递。其次，借助视觉双通道处理机制，各通道独立完成三层编码模式学习，随后联合双通道特征构建异常模式表达，最终，利用单类支持向量机模型对正常和异常情况进行判定。在UCSD数据集上，分别验证了本文方法的运动感知编码特性和异常检测的性能，实验结果能够说明本文异常模式表达优于现有的手工设计特征，以及深度学习特征。 关键词 :层级独立成分分析编码，运动外观联合表达，单类支持向量机，异常检测 Copyright © 2017 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 视频场景分析与理解研究已经吸引了来自计算机视觉领域众多研究者的关注，其致力于研究新技术、新方法去更精确快速地分析、理解场景内容，从而更有效地协助监控人员获取准确信息以及处理突发事件，并最大限度地降低误报漏报，起到监督管理的作用 [ 1 ] 。视频场景中的异常事件检测是其中一项重要的研究内容，同时也是研究的热点和难点。 异常检测最经典的做法通常是基于训练数据学习描述正常运动模式的模型，然后通过评估新视频中的运动模式偏离该模型的程度来判断其是否属于异常运动。如Hu等人 [ 2 ] 采用多目标追踪算法提取正常运动轨迹特征，然后学习其统计分布，充分考虑时空信息用于异常检测。Mehran等人 [ 3 ] 首次采用表达行人交互力信息的社会力模型(Social Force Model，SFM)来检测视频中的异常行为。此外，基于多尺度光流直方图的稀疏编码模型 [ 4 ] 也成功用于异常检测，该模型采用稀疏重构代价(Sparse Reconstruction Cost，SRC)为判断准则。Li等人 [ 5 ] 采用混合动态纹理模型(Mixture Dynamic Texture，MDT)对外观、运动以及空间尺度特征进行建模，提出了时空异常的联合检测器。上述方法虽然能够实现异常检测，但是其采用的是手工设计特征，该类特征需要专业的先验知识，而这在复杂的视频场景下难以实现，也限制了检测性能的进一步提升 [ 6 ] 。 近年来，深度学习方法被成功应用于各项视觉任务，证明了其强大的编码表达能力。深度学习本质思想也是以人类大脑对视觉信息的层次处理方式为基础，构建多层次学习模型进行学习。如蔡瑞初等人 [ 7 ] 提出了一种基于多尺度时间递归神经网络的人群异常检测和定位方法。Xu等人 [ 6 ] 则提出外观和运动深度网络(Appearance and Motion Deep Net，AMDN)学习运动、外观以及联合信息的特征表达用于异常检测。该方法采用堆栈去噪自动编码器网络进行特征学习，并提出双融合策略，分别是输入端的运动外观信息融合和输出端的异常得分融合，其中，前者融合是为了充分考虑外观和运动信息之间的互补性，后者融合是为了得到运动区域的最终异常得分。但是，在异常检测任务中，这些深层框架仅仅被看作是输入直接至输出的黑盒子模式的学习过程，即图1中红框部分，忽略了运动感知层次编码中潜在的编码特性，而且其层级较多，结构较为复杂，在学习过程中易产生过度拟合现象，从而导致结果不准确。 针对现有手工设计特征和端对端深度学习特征，在特征编码的层级关系描述能力的不足，即缺少对图1中红色框中的编码机制的深入研究，本文启发于仿生物视觉计算模型的(Hierarchical Max-pooling，HMAX)机制 [ 8 ] ，对现有层级模型进行了扩展，采用具有稀疏特性的独立成分分析(Independent Component Analysis，ICA)统计方法，分析了运动感知编码中潜在的三层编码特性，并模仿人类视觉的双通道处理机制，采用独立的外观通道和运动通道分别学习高层结构特征，通过特征层融合来进行正常运动模式表示和异常检测。本文的异常检测框架如图1所示。与现有的异常检测方法相比，本文主要贡献如下： 1. 针对异常检测任务中的特征编码难题，对现有的生物视觉层级编码框架，进行三级逐层学习拓展，采用ICA统计方法提取层内视觉感知编码模式，利用HMAX机制实现层级信息传递，如图1中的层级ICA基元学习部分。 2. 借助视觉双通道处理机制，运动外观各通道独立完成三层编码模式学习，随后联合多通道信息构建异常模式表达，采用One-Class SVM对正常和异常情况进行判定，多通道特征层融合效果能够提升现有层级编码表达的准确性。 3. 在UCSD数据库上，与其他公认手工设计特征 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 和AMDN [ 6 ] 深度学习特征进行了对比，实验表明本文方法的检测性能要优于对比方法，同时也直观解释了层级框架的三层运动感知编码特性。
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user: 2. 基于高层结构特征的异常检测 现有异常检测方法主要采用手工设计特征，如轨迹特征，光流直方图特征和3D时空梯度特征等等。这类特征不仅属于低层特征，也缺乏强大的编码表达能力，从而导致不佳的检测性能。AMDN方法首次用深层结构分别学习外观、运动及两者联合的编码特征用于异常检测。本文方法是生物视觉启发式的计算模型，采用层级学习结构，不同于传统手工设计特征提取，与AMDN方法在层级处理上也存在明显不同：1) 本文层级编码框架是模拟人类视觉系统的双通道处理机制，AMDN方法采用复杂的三通道学习机制；2) 本文层级框架包含三层学习结构，AMDN方法的深度更为复杂，层级与视觉通路的对应关系不明确；3) 运动外观通道融合策略不同：本文采用特征融合方式，AMDN方法采用得分融合方式；4) 本文能够有效解释层级结构的运动感知编码特性，AMDN方法只是当作输入至输出的黑盒子模式；5) 本文采用具备稀疏特性的ICA学习算法，而且在卷积之后增加了归一化和校正线性单元 [ 9 ] 等非线性操作以提高层与层之间的信息传输能力，AMDN方法采用传统稀疏编码学习算法。 2.1. 层级编码理论 人类视觉系统中存在结构和功能相对分离的两条通路 [ 10 ] ：一条是腹侧通路，主要感知目标形状和纹理等信息；另一条是背侧通路，主要感知目标位置和运动方向信息等。两条通路均呈现出明显的层次特性，层与层之间存在信息相互传递。图1中红框部分体现类似的双通道信息处理机制。两条通路拥有相似的层级学习过程 [ 11 ] ，静态视觉信息具有层级编码过程 [ 12 ] ，启发于此，本文的双通道机制采用相同的算法学习方式，如算法1所示。 层级编码特性中不同层次具有不同的感受野。感受野理论 [ 13 ] 是支持视觉信息分层串行处理的生物学基础理论，其主要是指视野某特定区域受到光线等刺激时，该区域可以引起相应神经元细胞的响应。研究表明，运动感知层级编码过程中，随着层级的不断提升，即算法1中参数 的增加，感受野区域也在不断地增大，所提取的特征表达复杂度在不断增加。因此，根据感受野特征的不同，本文模型的编码特性可以分为以下三层：低层主要编码运动模式边缘和方向等信息，中层则主要编码运动模式的局部结构 图 1. 本文异常检测框架 算法1. 多通道层级ICA编码算法 信息，而高层则编码运动模式的全局结构信息，更趋于类别信息。 为了在实际数据集上充分验证上述编码特性，本文将采用ICA学习算法进行运动模式的学习，算法1描述了模型的学习过程。其中， 表示第 层的神经元卷积核。 表示白化操作，此外，受上述启发可知， ，表示低中高三层编码。该方法与传统稀疏编码方法相比，具有更高效的计算速度，也具备很好的稀疏特性，被广泛应用于生物视觉模拟。层级框架通过逐层非线性变换学习，提取运动模式的高层全局特征。 2.2 独立成分分析 独立成分分析(ICA)方法是利用统计独立作为目标来分离独立成分的信号分解技术，有利于小目标以及小类别信息的保留，其目的是把观测到的混合信号分解为相互之间统计独立的成分，然后利用该独立成分信息对其他信号进行线性组合表达，即ICA通过在特征空间上寻找能使数据互相独立的空间，将 维随机信号分解成一组统计独立的随机变量的线性组合。此外，相互独立的各个分量之间需要满足正交的约束限制 [ 14 ] 。假定一组观测信号 是源信号 的观测值，假设第 个观测信号是由 个独立分量 线性混合而成，公式表达如下： (1) 上式可以用矢量表达为 ，其中 表示混合矩阵， 表示混合矩阵的基向量。而ICA方法就是仅通过数据观测信号估计出独立源信号或混合矩阵数据。 稀疏编码模型学习到的基矩阵属于超完备基，维数较大，基与基之间也存在相关性。而ICA算法学习到的基不仅线性无关，还会保持相互正交的特性。ICA算法的目标函数为 ，其加入正交约束后的优化策略如下： (2) 此外，在迭代优化过程中，如果每次用梯度下降法更新权值 后，都需要对其进行正交约束，更新方式如下面公式所示： (3) 其中权值 矩阵中基的维数低于输入数据的维数，并且在采用ICA算法进行学习时，要对输入数据进行白化预处理操作，目的是为了去除数据维度之间的相关性，保证特征间的协方差矩阵为单位矩阵。 2.3. 异常判断 本文把异常检测问题看成是基于数据块的二分类问题，为了降低计算代价及提高计算效率，异常检测过程中只考虑包含有运动区域的数据块，忽略背景信息块，即给定含有运动区域的测试块数据，采用训练学习所构建的模型来预测该数据块包含的运动模式是属于正常模式还是异常模式。综上，本文模拟人类视觉系统中的双通道机制，采用外观和运动两个独立编码框架，分别学习运动模式的高层表达。为了充分考虑视频场景中具有互补性的外观和运动两类信息，需要对运动和外观特征进行融合操作共同表达运动模式。本文采用线性加权的融合方式进行整合，即按照公式 进行融合操作获得最终的特征矢量，描述运动模式信息，框架如图1所示。基于该高层融合特征，采用单类支持向量机 [ 15 ] 对正常运动模式进行学习建模，评估其分布，建模优化策略如下： (4) 其中 表示权重矢量， 表示偏差， 为平衡控制参数， 表示特征映射函数。然后对测试样例判断其是否符合正常运动模式的分布并采用已训练好的权重和偏差计算相应异常得分 。此外，根据接收器操作特性曲线计算取得最大曲线围成的面积时的阈值作为判断的最终阈值。当异常得分 大于阈值时，表示该样例是异常运动模式，反之，其属于正常模式。