磁性靶向药物递送中铁磁流体的动力学建模

在所有人体内进行的药物递送技术中,磁性药物靶向递送治疗由于其非入侵性和高靶向性而成为主要的方法．磁性药物靶向递送是将药物装载到磁性纳米颗粒上,利用外部磁场使其移动并聚焦在靶部位的方法．该法能提高靶部位药物的浓度,降低药物对正常组织的毒副作用．尽管已经有不少磁性靶向药物递送的理论分析,但是很少有人研究磁流体在血管里的流体动力学模型．该文提出了一个数学模型来描述作为药物载体的铁磁流体在外磁场作用下,在血管里的流体动力学特性,并在模型中增加了磁场力以及由此产生的不对称应力,增加了磁性纳米颗粒在磁场作用下的角动量方程．由于运动方程的数学复杂性,通过保留数学模型里物理特性最显著项来获得工程近似．用计算流体力学（CFD）进行数值仿真,分析了铁磁流体在一个模拟动脉瘤血管的三维管道里的流动状况,来进一步理解铁磁流体的临床应用．仿真结果和动物实验相一致．分析结果对于磁性靶向药物递送的各种应用提供了可参考的数据．     

一种直线检测的尺蠖蠕行算法

从仿生学的角度提出了一种新的直线检测的尺蠖蠕行算法(cankerworm crawlalgorithm)。该算法首先根据梯度方向将边缘像素集合划分成为具有一定梯度范围的子集,然后采用蠕行策略在独立的边缘点的子集内进行直线提取。理论分析和实验结果证明:该方法大大减小了直线特征提取的复杂度,并且具有较好的直线检测效果。     

研究子窗口对数字散斑相关计算影响的新方法

子窗口尺寸选择是数字散斑相关计算中的一个重要问题,对计算结果的精确度有重要的影响,研究了子窗口内各像素对计算结果的影响,并提出了一种新的方法用于处理该问题。该方法不再像传统数字散斑相关方法中那样平等对待所有的像素,而是根据它们从目标图像中识别出子窗口的能力分别处理,各像素的权系数由分布函数根据它们与参考图像子窗口中心的距离计算得到。与传统的选择子窗口尺寸的方法相比,该方法不仅具有根据不同测试条件选择合适数量的像素包含进子窗口的功能,而且缓解了子窗口边缘像素对计算结果的影响,提高了相关计算的精度。     

一种快速检测圆的抗干扰变形模板方法

提出了一种新的参量式变形模板方法，用于检测带有缺陷和噪声的圆。根据圆的几何形状特性和梯度信息定义了模板的能量函数。然后通过动态调整模板的参量使能量函数和图像进行交互以把能量函数最大化。根据能量函数的定义，在其取得最大值时的参量即为所检测圆的位置参量。为了提高匹配运算速度，先求出被检测圆的圆心和半径的估计值，然后给出缩小了的搜索区域。在此搜索区域内采用贪婪优化的算法得到最终检测结果。实验结果表明算法可以在圆有较大缺陷和噪声的情况下，定位精度在1个像素以内，速度在0．5s左右；有很好的抗干扰和抗噪声能力，并有较快的运算速度。     

磁性靶向药物递送中铁磁流体的动力学建模

Among the proposed techniques for delivering drugs to specific locations within human body, magnetic drug targeting prevails due to its non-invasive character and its high targeting efficiency. Magnetic targeting drug delivery is a method of carrying drug-loaded magnetic nanoparticles to a target tissue target under the applied magnetic field. This method increases the drug concentration in the target while reducing the adverse side-effects. Although there have been some theoretical analyses for magnetic drug targeting, very few researchers have addressed the hydrodynamic models of magnetic fluids in the blood vessel. A mathematical model is presented to describe the hydrodynamics of ferrofiuids as drug carriers flowing in a blood vessel under the applied magnetic field. In this model, magnetic force and asymmetrical force are added, and an angular momentum equation of magnetic nanoparticles in the applied magnetic field is modeled. Engineering approximations are achieved by retaining the physically most significant items in the model due to the mathematical complexity of the motion equations. Numerical simulations are performed to obtain better insight into the theoretical model with computational fluid dynamics. Simulation results demonstrate the important parameters leading to adequate drug delivery to the target site depending on the magnetic field intensity, which coincident with those of animal experiments. Results of the analysis provide important information and suggest strategies for improving delivery in clinical application.     

数字图像直线特征的亚像素位置检测

根据像素点的梯度方向和直线局部特性提出了一种新的亚像素直线特征检测方法。图像中具有相同方向的直线上的点具有相近的梯度方向。因此首先根据边缘点的梯度方向把它们划分为不同的点集;然后在同一点集中扫描得到组成每一直线各自的像素点;再然后根据直线上局部小邻域内像素灰度分布特性,在直线上边缘点的3×3邻域内得到其中的线段解析表达式;最后通过判断在小邻域内所得线段和由边缘点拟合得到直线的位置关系,在线段上得到亚像素精度的拟合点,进一步拟合得到高精度的直线特征位置。实验表明,这种方法的定位精度可以超过0.05像素,角度定位精度超过0 02°,并且具有较好的实时性。     

任意的拉格朗日欧拉边界元－有限元混合法分析物体撞水响应

计算物体的撞水响应目前已有了一些专用的算法．本文在分析和比较这些算法的基础上，提出了一个解撞水问题的任意的拉格朗日欧拉边界元－有限元混合法（ＡＬＥ－ＢＥ－ＦＥＭ），这个方法不仅充分发挥了边界元法计算半空间流场的优越性，而且还能计及液面大晃动的非线性边界条件和物体变形所造成的影响．文中给出圆柱刚体和楔形刚柱体两个撞水算例，结果有力表明该方法的可靠性和有效性。     

有限元网格快速消稳的画家算法

消隐功能对于有限元分析模型的显示是相当重要的。本文针对有限元离散网格的特点,研究并实现了有限元网格隐藏面快速消隐的画家算法,这一算法先将所有单元面分成前向面和后向面集合,通过对各面顶点集合排序,可以极迅速地找到整个模型的边界前后面,对边界前向面采用一种新的动态排序画家算法实现了迅速高效的自动消隐。     

结构优化的GA算法

本文提出了一种用于结构优化的具有动态种源空间的ＧＡ算法，这种ＧＡ算法可以与其它结构优化方法如齿行法结合起来处理结构优化问题。这种ＧＡ具有很好的鲁棒性和较高的效率，可作为一个黑箱处理相当广泛的结构优化问题。