关键词： 深度学习   新冠肺炎   目标检测   注意力机制  

摘要： 新型冠状病毒肺炎(COVID-19,Corona Virus Disease 2019),简称为“新冠肺炎”,具有高度传染性,对人类健康造成巨大影响。然而,由于肺部影像具有高度复杂性、多样性和显著的个体差异,这些因素共同影响了新冠肺炎检测在临床上的准确性和可靠性。为提高新冠肺炎检测的准确性和实时性,本文提出了基于深度学习的新冠肺炎X光图像检测方法,主要工作包括以下三个方面: 1.针对肺部病灶区域难以检测的问题,本文提出了融合注意力机制的新冠肺炎检测算法。该算法引入了C3CBAM(C3 Convolutional Block Attention Module)模块,该模块在提取特征部分提高对肺部病灶区域信息的关注,提升了模型的检测性能。同时,为了改进肺部病灶区域小目标漏检的问题,本文提出了新的检测分支SH128(Detector Head 128),该分支深度融合颈部网络P2层特征与主干网络中对应尺度的特征,增强了模型对微小目标的学习和检测能力。最后,为了减轻数据集样本不平衡的影响,本文采用了Focal loss损失函数思想,通过大量的实验调整加权因子和调制因子,提高模型专注于困难样本的学习能力,减少对易分样本的关注度。实验结果表明,该方法有效地提高了新冠肺炎的检测精度。 2.针对新冠肺炎影像特征在多分类和检测任务中呈现的高度相似性这一难点,本文提出了基于CG2F-YOLO(YOLOv7 with Cross-stage Partial Network of Ghost Bottleneck)的新冠肺炎检测算法。首先,将主干网络中的高效层聚合网络(ELAN,Efficient Layer Aggregation Networks))增强为CG2F模块,该模块加强了模型对病灶区域周边信息的理解,同时增强了模型在不同尺度下的识别能力。其次,结合SPPF(Spatial Pyramid Pooling with Features)思想和分组卷积优点,本文提出了高效的SPPFCSPC-G模块。该模块不仅优化了检测性能,还降低了模型的参数量和计算复杂度。实验证明,本章提出的网络模型有效提升了多分类新冠肺炎病灶区域的检测精度。 3.本文研究了一套基于SSM框架的新冠肺炎检测系统。该系统成功地整合了上述两种先进的检测算法,并将其部署到计算机设备中,为用户提供了一个直观且便捷的可视化界面。这种高效的流程设计极大地缩短了诊断时间,为医生提供了有力的决策支持,使患者能够尽快接受有效的治疗,为患者带来更好的医疗体验。

关键词： 结核病专科医院   肺结核   共病   现况调查  

摘要： 目的:了解结核病专科医院肺结核共病的疾病谱以及分布情况。分析在COVID-19奥密克戎变异株流行背景下肺结核患者感染新型冠状病毒的临床特征、实验室检查、治疗、病情变化、住院时间、预后转归及合并症情况进行分析,为肺结核共病诊断与治疗提供参考。 方法:第一部分回顾性收集2022年某省结核病专科医院肺结核住院2065例患者一般资料性别,年龄、职业、住院次数、疾病诊断信息了解肺结核患者共病情况。第二部分调查收集在COVID-19奥密克戎变异株流行背景下来自某省结核病专科医院住院的肺结核患者128例,对患者进行病史询问、疫苗接种、相关辅助检查治疗的收集,填写调查问卷,统计患者感染新冠发生的临床症状、实验室指标、治疗情况、病情变化、住院时间、预后转归及合并症情况进行分析,为肺结核合并感染COVID-19诊断和治疗提供参考。 结果:第一部分研究共收集肺结核患者2065例,肺结核不合并其他疾病517例(25.4%),肺结核合并其他疾病1548例(74.96%),平均年龄54.0±16.4岁,其中年龄分布以50-80岁为主的中老年人(68.1%),职业以农民为主(54.2%),平均住院次数4.6±3.9,住院次数>7次1272例(82.2%),平均住院天数8.74±5.05,住院天数>10天患者1156例(74.7%)。肺结核合并其他疾病1548例患者分析,合并症按照由高到低排列:合并肺外结核382例(24.68%);合并慢性阻塞性肺疾病(COPD)(21.96%);合并肺部感染329例(21.25%);合并糖尿病(20.28%);合并高血压(20.22%);合并甲状腺疾病(19.32%);合并支气管扩张(17.89%);合并肺炎(14.53%);合并尘肺(14.47%);合并低蛋白血症(14.08%);合并冠心病(12.53%);合并呼吸衰竭(4.59%);合并心律失常(3.94%);合并营养不良(1.29%);合并曲霉菌性肺炎(1.23%);合并心力衰竭(1.10%)。 第二部分对128例符合纳入标准的患者进行分析肺结核合并COVID-19感染的患者55例,肺结核患者未感染COVID-19患者73例,总平均年龄59.0±7.5岁(IQR54-63),男性患者69例(53.9%),女性患者59例(46.1%)。肺结核合并COVID-19感染的55例患者均有发热(P<0.001),咳嗽43例(78.28%),咽痛31例(56.4%)(P<0.001),30例出现肌肉酸痛患者全部为TB/COVID-1,出现味觉减退或丧失22例(40.04%),嗅觉减退或丧失27例(49.15%),胸闷患者27例(49.15%)。COVID-19/TB组白细胞、淋巴细胞百分比、淋巴细胞计数、血红蛋白、直接胆红素、谷丙转氨酶、肌酐、尿素、尿酸、D-二聚体、纤维蛋白原、C-反应蛋白、降钙素原、血沉均高于肺结核组,感染COVID-19的肺结核患者,对肝功能、肾功能和凝血功能均有较大影响。 结论:不同人群肺结核合并其他疾病的分布有差异,本研究可粗略反映肺结核患者合并其他疾病的分布情况,有利于临床医师更加全面了解肺结核这一复杂的慢性传染性疾病,为肺结核的诊治提供帮助。本研究中肺结核合并新型冠状病毒感染患者出现的临床症状轻、治疗效果好、治愈率高、预后良好。肺结核合并新冠肺炎感染出现的临床症状、治疗、预后与肺结核患者存在差异,肺结核是慢性传染性疾病和急性传染病的新冠肺炎,二种疾病诊治方案有着较大差别,轻重缓急程度不同,二者有着相同或相似的症状和病程,二者合并感染对于疾病本身的治疗和诊断带来一定困难,部分患者因两者疾病相互作用出现病情变化。对二者疾病合并感染的研究为肺结核合并新冠肺炎的诊断和治疗提供一定的参考价值;肺结核患者共病都是较为特殊的人群,让临床医师在工作中更加关注合并疾病的预防和变化。

关键词： 突发公共卫生事件   应急准备能力   能力评估  

摘要： 新冠肺炎疫情是近二十年来在国内蔓延速度最快、危害最严重、影响最广泛的一次重大突发公共卫生事件。疫情发生后,理论和实践研究的关注重点从事后处置转为事前应急准备。2022年,国家应急管理部划分出四个应急准备领域并研制一批关键应急基础标准,深入推进应急准备提升强化,推进国家应急准备能力建设成为国家亟待解决且持续关注的关键问题。 本文选取F市应对新冠肺炎疫情为背景,以突发公共卫生事件应急准备能力为研究对象,引入应急管理理论、风险管理理论,对F市突发公共卫生事件应急准备能力进行评估,寻找F市在开展应急准备工作中的不足之处,提出F市应急准备能力的优化路径。运用文献分析法、德尔菲法等方式,选出4个一级指标和17个二级指标,从应急准备社会能力、应急准备文化能力、应急准备经济能力和应急准备韧性能力等维度上建立基层政府应对突发公共卫生事件应急准备能力的评估指标体系。基于F市应对新冠肺炎疫情应急准备工作的实施情况和应急准备能力的回溯性分析,对其应急准备能力进行实证评估。采用层次分析法结合专家打分的方法,依据评分结果分析F市在开展应急准备工作中的优势及薄弱点,发现目前F市在开展应急准备工作中主要存在应急人才队伍建设薄弱、群众风险意识低、应急预案编制实操性有限、应急物资储备保障不足、基础应急设施建设不完善等不足。鉴于以上提到的F市应急准备能力存在的短板,提出以下一系列提升F市应急准备能力的策略与建议:推动应急预案科学编制及动态管理、优化应急物资储备管理及多元化模式、构建专业应急人才队伍、完善基础韧性设施建设等。 通过上述建立的指标体系评估F市应急准备能力,顺应强化应急准备建设的时代要求,为地方政府应急准备能力评估提供深入和丰富的理论基础及依据,深入实证研究,旨在为F市及其它基层政府在提升应急准备能力工作方面提供切合实际的指导和借鉴。

关键词： 新型冠状病毒   周期性介孔有机硅   巨噬细胞诱导的C型凝集素   生发中心   细胞免疫  

摘要： 新型冠状病毒（Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2）感染引起的2019年冠状病毒疾病（COVID-19）大流行,对人类健康和公共安全造成了严重危害。疫苗接种是有效遏制疫情传播的重要措施之一。目前,已有多种形式的SARS-CoV-2疫苗获批上市并在全球广泛使用。然而,随着病毒的不断变异,包括亚单位疫苗在内的各种疫苗均无法有效预防病毒对机体的感染。因此,目前仍需要进一步提升现有疫苗的免疫原性以诱导机体产生更为高效、广谱和持久的免疫应答。佐剂作为亚单位疫苗的关键组分,能够帮助疫苗抗原诱导强大和持久的免疫应答。因此开发更为安全高效的新型佐剂是研发能有效预防感染的SARS-CoV-2疫苗的迫切需求。 课题组前期的研究发现周期性介孔有机硅（Periodic mesoporous organosilica,PMO）作为一种潜在的纳米佐剂可以通过直接激活B细胞帮助蛋白亚单位疫苗引起强效和持久的免疫应答。PMO在激活B细胞的同时上调其表面巨噬细胞诱导的C型凝集素受体（Macrophage-inducible C-type lectin,Mincle）表达。Mincle是参与固有免疫应答的模式识别受体之一,与其配体结合后使免疫细胞进一步活化,参与免疫反应过程。为了进一步增强B细胞的活化和新冠亚单位疫苗的免疫效果,本论文利用PMO具有介孔结构的特点,设计在纳米佐剂PMO的基础上携载Mincle配体TDB,并以新冠病毒表面刺突蛋白（Spike,S）受体结合区（Receptor binding domains,RBD）为免疫原,制备新型的纳米佐剂疫苗,并对其性质和体内激活的免疫应答水平进行系统的研究。 本论文首先对纳米佐剂PMO对Mincle配体TDB的载量进行了摸索,之后与RBD蛋白结合,制备成纳米佐剂疫苗PMO-TDB-RBD,并对其结构和粒径等性质进行了表征。随后,我们采用流式细胞术和实时荧光定量PCR方法在体外和体内分别评价了疫苗对B细胞和树突状细胞（Dendritic cells,DC）的激活能力,结果发现携载TDB后其通过激活Mincle信号通路,进一步增强B细胞活化,同时还增强了DC细胞的活化效果。通过体内抗原提呈细胞吞噬实验,我们发现PMO-TDB佐剂疫苗具有一定的淋巴结靶向性,并能够增加淋巴结中B细胞和DC细胞对抗原的吞噬促进抗原提呈。以上结果表明,纳米佐剂疫苗PMO-TDB-RBD能够通过激活Mincle信号通路同时增强对B细胞和DC细胞的激活水平。 在明确了纳米佐剂疫苗PMO-TDB-RBD对B细胞和DC细胞激活功能后,我们首先对小鼠进行了单次疫苗免疫,并检测了其对短期生发中心（Germinal center,GC）应答的影响。结果表明,相较于PMO-RBD,PMO-TDB-RBD能够进一步提升GC B细胞、滤泡辅助T细胞（Tfh）的激活水平,并降低淋巴结中调节性T细胞（Tregs）数量,进而促进短期GC应答。之后,我们对PMO-TDB-RBD进行了长期免疫评价,系统的分析了三次免疫后诱导机体产生的抗体水平和淋巴结中GC B细胞、Tfh细胞、Tregs和记忆B细胞的变化。同时,也对脾中CD4+T细胞和CD8+T细胞数量和激活水平进行了分析,并通过ELISPOT实验对小鼠T细胞响应进行了检测。结果表明,PMO-TDB-RBD三次免疫后能够显著提升生发中心应答,引起较强的体液免疫反应。同时其能引起较强的系统性CD4+T细胞和CD8+T细胞响应,并促进脾细胞中IFN-γ和IL-2分泌,显著提升了细胞免疫应答水平。总之,相较于PMO-RBD,优化后的纳米佐剂疫苗PMO-TDB-RBD在体内能够诱导更强的体液和细胞免疫应答。 综上所述,本论文在前期开发的纳米佐剂PMO的基础上,通过携载Mincle配体TDB进一步提升了新冠亚单位疫苗的免疫原性。研究证实PMO-TDB-RBD能够同时激活B细胞和DC细胞中Mincle信号通路,增强了B细胞和T细胞的响应,从而诱导机体产生更强的生发中心和系统性应答,进而产生强烈的体液和细胞免疫反应。本研究为PMO作为新型纳米佐剂的应用以及新冠病毒等病原体亚单位疫苗的设计与开发提供了基础和依据。