近日，我实验室邱让建副教授在《Agricultural and Forest Meteorology》（农林科学I区top期刊，2020年影响因子4.651）上发表题为“An improved method to estimate actual vapor pressure without relative humidity data”的研究论文，该论文第一作者是我校邱让建副教授，硕士研究生李隆安为第二作者，合作作者为中国农业大学康绍忠院士等。这是邱让建副教授近期在该期刊发表的第二篇文章。 实际水汽压是评估大气中水汽含量的一个间接指标，是气象、水文、农业等相关学科中经常使用的重要参数，可反映地表与大气间的水分传递，以及局部到区域尺度的水平衡。虽然大多数国家对最高和最低气温的有较高的观测精度，但相对湿度或和露点温度数据通常不易获得，或无法获取长期高质量的观测数据，造成较难计算实际水汽压。因此无相对湿度数据条件下估算实际水汽压成为气象、水文、农业等相关学科的研究热点。 当缺乏相对湿度数据时，前人主要采用最低温度替代露点温度或基于最低气温静态修正最低温度以估算实际水汽压。该文通过评估886个气象站点的数据发现上述两种方法在干旱区大大高估了实际水汽压。而基于最低气温修正露点温度的修正因子与干旱指数间存在极显著的对数函数关系。基于该关系可动态修正露点温度，进而准确估算不同气候区的实际水汽压。提出的动态校正露点温度的方法较文献中的不修正或静态修正露点温度的方法在所有气候区均大幅提高了估算精度。该方法适用于日尺度以上的实际水汽压的估算。

本发明属于上气道阻塞手术领域，具体的说是一种基于计算流体力学模拟上气道阻塞手术方案的方法，排查确诊患者上气道解剖异常，涉及多部位病症；首先使用CT扫描图像经处理构建原始三维模型；接着划分三维网格和使用计算流体力学软件进行气流模拟，通过模拟结果判断气流受阻部位与程度以确定手术针对的部位；然后针对该部位用数字模拟雕刻获得术后模型；最后在术后模型重复模拟气流场，通过对比气流场数值选出理想方案，本发明通过模拟手术前后的气流场使医师精准确定手术针对的部位、模拟不同手术方案、提高手术的个体化、精细化；使患者症状得到最理想的改善，并降低术后并发症发生的风险。

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现阶段所设计的存算一体器件单元结构如图 1 所示： 器件的基本结构由波导和功能层（由下到上分为加热层、电极层、保护层、相变材料（硫系化合物）层）所构成。拟通过在当前流行的绝缘层上硅(SOI)光子平台上集成四氮化三硅光波导的方式实现器件的光学读取功能，即在非常厚的硅衬底层上生长一层绝缘层二氧化硅和波导层，然后在基片上通过光刻、显影、刻蚀等工艺制备四氮化三硅波导。功能层主要用于实现器件的电学写入功能。加热器层的主要用途是与相变材料层形成电接触，通过较小的接触面积使接触处的热量集中，从而可以在较小的电压或电流下使相变材料发生相变。因此需要加热器层具备较好的导热和导电性能，同时在近 C 波段具有较低的光损耗，可采用石墨烯。电极层可用于提供相变材料器件单元所需要的编程电脉冲。当前拟采用硒掺杂的相变材料合金（如 GSST）作为器件的核心功能层的相变材料。该材料在通信/非通信波段显示了极低的光损耗和更高的品质因数，且相变前后在通信 C 波段具有足够大的光学常数反差，可在更恶劣的高温环境下进行操作，适用于硅基光子器件应用。 采用的主要技术手段包括： ① 依托于相变材料的电致和光致相变特性，通过电学编程、光学读取的方法实现器件的存储、算术运算和逻辑运算功能：  存储功能的实现：拟利用相变材料晶态低透过率和非晶态高透过率分别代表二进制中的‘1’和‘0’，实现数据存储（编程）功能。例如在电极两端施加合适的电脉冲，所产生电流流经加热层时，生成的热量主要集中在加热层和相变材料层接触处，使得接触处的相变材料发生相变，实现存储功能。在完成上述编程操作后，从器件波导输入端输入读取连续光。由于相变材料功能层对光强的吸收能力在编程和非编程区域间存在着显著的差异，因此当输入光经过波导后，其能量会因为相变材料编程区域的吸收而发生改变，进而显著改变输出光强能量。所以通过测量输入输出光强的能量之比（即透过率），可实现对先前编程区域的读取。  算术和逻辑功能的实现：通过调整编程电脉冲的幅度和宽度可以动态调控相变材料的相变程度，使得器件的中间透过率值可用于代表不同的数值，实现多级存储功能。所以拟采用输入脉冲数量对应加数的方法实现标量加法计算。同时由于所设计器件的读取连续光输出功率可视为读取连续光输入功率和器件透过率的乘积，因此可采用将输入功率和透过率作为被乘数和乘数的方法实现基本乘法运算。除此之外还可以将器件功能层的初始状态设置为非晶相，把晶化脉冲幅值和不足以产生晶化的脉冲幅值分别作为输入逻辑‘1’和‘0’；同时设定一个判定阈值并与编程后器件透过率的变化率进行对比，把高于和低于阈值的透过率变化率分别作为输出逻辑 ‘1’和‘0’；通过合理选择编程脉冲有望实现各种逻辑功能输出。 ② 基于器件透射率可调特性验证其实现神经突触的可行性。并依托所设计人工突触构建人工神经网络芯片，实现图像、语音和文本识别功能：  突触可塑性是大脑记忆和学习的神经生物学基础，也是人工类脑器件需要实现的首要功能。为实现突触可塑性，拟把相变材料和波导之间的耦合区域视为仿生神经突触，左右两端电极分别代表突触前和突触后，分别施加在两端电极上的电脉冲则作为突触前和突触后刺激。通过调节从左右两端电极输入耦合区域的电脉冲时间差对耦合区域的光透过率进行连续调控，进而依托于上述存算理论模型和实物器件仿真和实验实现仿生神经突触的脉冲时序依赖可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  将不同波长的光脉冲序列输入所设计的突触单元, 经过相变材料的作用，脉冲强度发生变化，对应于乘法器。进而借助于微环结构，将不同波长的脉冲导入进同一波导中，该功能类似加法器。相加后的脉冲光强较小时，读取光与微环发生共振，在输出端口没有光强输出。当光强达到一定的阈值后，读取信号不再和微环发生共振，而是传播到输出端口。这一过程类似神经元脉冲信号的激发，实现了非线性激活函数的功能。利用上述的单个神经元结构，验证其监督式机器学习和非监督式机器学习。对于监督式机器学习，权重的数值通过外部管理器设置；对于非监督式机器学习，不再需要外部管理器来设置权重值，而是通过输出光脉冲进行反馈控制，调整权重值。在单个神经元结构的基础上，更复杂的光学脉冲神经网络结构，证明该结构的可扩展性。拟设计的神经网络中的每一层结构包括三个功能单元，即收集器、分发器和神经突触结构。收集器将上一层不同波长的光脉冲信号收集到同一根波导中，分发器将光脉冲分发给多个神经元，神经突触结构则产生光脉冲信号，输入给下一层结构。基于上述结构实现图片、语音和文本的识别。 创新性分析：①首次研究了一款基于“电学编程、光学读取”模式的光电混合存算一体化器件。与传统电学存算一体化器件相比,拟研发的器件可以进行长距离的信息传输，具有传输带宽高、信号间延迟低、损耗低、抗干扰、集成密度高等优点。②采用硒(Se)掺杂的相变材料作为存算一体化器件的核心功能材料。与采用其他相变材料的存算一体器件相比，以硒参杂的相变材料作为功能材料的存算一体器件有望展现出极低的光损耗。③提出了一种基于“电学脉冲刺激、光学权重调节”的人工神经突触。该突触器件有望成为未来通用型人工神经突触，填补了光电混合型人工突触的技术空白。 先进性分析：①所提出的光电混合工作模式使得该存算一体化器件不但具有传统集成电路的高密度特性，且兼具光通信技术的宽频带、低延迟、抗干扰的优越性能。②所采用硒参杂的相变材料不但继承了传统材料具有的快速相变转化速度、低功耗和稳定性强等特性，且本身在通信波段非晶态透明的同时还保持了相变前后足够大的光学性能差异的特点。③所设计的突触继承了人工电子突触和全光突触的优点，具有高集成度、低功耗、超快响应时间、稳定性强等优点。 独占性分析：根据已取得成果正在撰写专利，以获得该关键技术的独有权。 

本技术成果涉及医疗器械中的生物反应器技术领域，研发了一种 双层循环系统的灌注式生物反应器及其应用方法。

本发明提出单糖-木糖（D-xylose）通过与尿道致病性大肠杆菌的菌毛抗原相结合，抑制尿道致病性大肠杆菌在尿道中的定殖，从而具有预防和治疗尿道致病性大肠杆菌造成的泌尿系统感染的效果。

基于肝细胞球技术的新一代生物人工肝支持系统SRBAL （Spheroids reservoir bioartificial liver）由美国Mayo Clinic医学中心人工肝项目主任Scott L. Nyberg教授研发，目前处于Ⅰ期临床试验研究阶段。Mayo Clinic是全球著名医疗机构，是美国排名第二的医学中心，其消化科排名全美第一。Nyberg教授是Mayo Clinic血管外科中心主任，William J. von Liebeg移植中心外科学教授，肝脏疾病转化医学“Advanced Liver Diseases Study Group”计划负责人之一，人工肝项目主任，从事生物人工肝（BAL）研究21年。Nyberg教授带领的BAL研究团队在Mayo Clinic完成了 HepatAssist BAL的Ⅲ期临床试验，同时开发了SRBAL系统，目前SRBAL系统因能容纳超过400克的肝细胞，同时采用有利于肝细胞功能发挥的肝细胞球结构，其肝脏支持性能在文献已报道的BAL系统中处于领先地位。同时Nyberg教授小组在全球首先培育并利用FAH-deficient猪作为生产人源性肝细胞的生物“工厂”，创造性的解决了各种肝细胞治疗，包括BAL 系统所面临的高活性人源化肝细胞来源问题。 ELAD(extraorporeal liver assistant device, ELAD) 体外肝脏支持系统是上世纪90年代，由Baylar设计, 美国Vital治疗公司研制开发，运用HepG2-C3A 人肝癌细胞株,包括四个中空纤维透析生物反应器，每个反应器含有大约100g的肝癌细胞。ELAD系统已经进入Ⅲ期临床试验多年，是目前最接近上市的生物人工肝支持系统。SRBAL系统采用和ELAD系统不同的细胞来源，培养方式和生物反应器形式，预期对ELAD系统肝脏支持功能有显著改进。

本成果来自省部级科技计划项目和国家发明授权专利，知识产权归属西南交通大学。项目创新性和先进性：将模型诊断方法引入牵引供电系统故障诊断中，详细讨论了轨道交通供电系统各元件抽象化、系统建模、系统故障在线诊断等关键内容。同时给出了地铁牵引供电系统可靠性的指标体系，建立了可靠分析模型。采用层次分析法对其进行安全评估，为提高牵引供电质量和系统工作可靠性提供有力支撑。