研究人员开发出一个能在术前确定动脉瘤破裂风险的数学模型

研究人员开发出一个能在术前确定动脉瘤破裂风险的数学模型大脑动脉瘤出现在约5%至8%的普通人群中。当它们导致血管破裂时，随之而来的脑内血液渗漏可导致严重的中风或致命的后果。超1/4的出血性中风患者在到达医院或医疗机构前死亡。预测动脉瘤的破裂对医疗预防和治疗至关重要。最近一项新研究开发了一个针对病人的数学模型以研究在手术前哪些动脉瘤参数会影响破裂风险。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1326161.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1326161.htm

研究人员开发模型 利用地热发电厂在数十年内提供稳定的锂源

研究人员开发模型利用地热发电厂在数十年内提供稳定的锂源研究人员看到了通过地热发电厂提取锂的长远前景。莱茵河上游河谷现有的地热井可以在几十年内可靠地提取锂，而不会出现锂源枯竭的情况。这是卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员最近进行的数据分析得出的结果。相关结果发表在《能源》杂志上。莱茵河上游河谷的地热井可在数十年内提供稳定的锂源，帮助欧洲实现气候中和。图为视频截图，显示30年后贫锂热能水沿断层带在注入井孔周围扩散的情况。图片来源：ValentinGoldberg和FabianNitschkeKIT应用地球科学研究所（AGW）的瓦伦汀-戈德堡（ValentinGoldberg）说："从理论上讲，莱茵河上游河谷和德国北部盆地的地热发电厂可满足德国每年2%到12%的锂需求。"他和他的团队根据大量数据分析计算出了这一潜力。不过，目前还不清楚还能开采多久。现在，研究人员的另一项研究提供了一个乐观的视角。戈德伯格说："根据我们的研究结果，锂的提取在很多年内都是可行的，而且环境成本较低。为我们的研究开发的模型描述了莱茵河上游河谷的锂提取情况。但我们选择的参数也可用于其他联合系统。"30年后，贫锂热水沿着断层带在注入钻孔周围扩散。资料来源：ValentinGoldberg和FabianNitschke从热水中提取锂不是传统的采矿方式。这就是为什么不能使用常规方法进行分析。"溶解在水中的锂存在于岩石中广泛分支的节理和空腔网络中。然而，只能通过单井在某些点上获取"，AGW的FabianNitschke博士说，他也参与了这项研究。"因此，储层的大小取决于可通过水力打井获取的水量。"为了计算锂的生产潜力，研究人员必须考虑潜在的水提取量、锂浓度以及单位时间内的锂提取量。"我们使用了一个适应莱茵河上游河谷地下条件的动态传输模型。该模型结合了热力、水力和化学过程。"Nitschke指出："石油和天然气行业也有类似的模型，但尚未应用于锂。"使用地热能时，提取的水会通过第二个钻孔泵回地下。研究人员希望了解深层水中的锂浓度是否会随着时间的推移而降低。结果显示，在30年调查期的前三分之一，由于深层水被返回的水稀释，抽取井孔中的锂浓度降低了30%至50%。随后，锂浓度保持不变。Nitschke说："这可以归因于开放式连接系统，它从其他方向持续供应新鲜的深层水。建模表明，连续开采锂可持续数十年：实际上，这种非常规资源的提取呈现出经典的周期性。碳氢化合物开采或矿石开采的产量在开始时也是最高的，然后开始逐渐下降。"来自AGW公司的托马斯-科尔（ThomasKohl）是地热能源和储层技术教授，负责指导相应的研究活动。"我们已经知道，地热资源可以提供数十年的基荷可再生能源。现在，我们的研究显示，莱茵河上游河谷的一座发电厂就可以额外满足德国每年3%的锂消耗量"。科尔的研究小组目前正在研究切实可行的解决方案。最近，他们在《脱盐》（Desalination）杂志上发表了一项研究报告，内容涉及对用于资源提取的热能水进行初步处理。科尔说："下一步是将这项技术转化为工业规模。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393183.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393183.htm

用于帮助计算更有效的前列腺癌治疗的数学方法

用于帮助计算更有效的前列腺癌治疗的数学方法一种经常使用的治疗方法是雄性激素剥夺疗法（ADT），它涉及手术或使用药物来降低睾丸产生的雄性激素数量。雄激素是促进正常和癌症前列腺细胞生长的性激素，ADT剥夺了癌症的这些激素，阻止了其生长。然而，一些病人会对治疗产生抗性。自2012年以来，一种名为恩扎鲁胺（Xtandi）的非甾体类抗雄激素药物被用于治疗晚期前列腺癌或那些对化疗停止反应的男性，通常与ADT联合使用。但是，与ADT一样，患者已经知道会对该药物产生抗药性。近几十年来，使用这种数学模型来确定癌症的生长，作为一种帮助研究人员了解癌症演变的方式，并为药物治疗的疗效提供见解，已经得到了普及。一般来说，数学模型是对现实世界中的情景创建一个数学代表，并利用它来进行预测或提供更多的见解。英国朴茨茅斯大学的研究人员开发了一种新型数学模型，目的是在短期和长期内优化前列腺癌的治疗。他们模拟了使用单一药物--恩扎鲁胺，或化疗药物之一的依维莫司和卡巴他赛--以及在12、18或52周内使用恩扎鲁胺与依维莫司或卡巴他赛的组合。该研究的共同作者之一MariannaCerasuolo博士说："我们最近的研究是通过显微镜观察前列腺的切片，然后通过计算观察当你添加某些药物时，癌细胞的生长是如何受到影响的。"研究显示，对于12周和18周的短期模拟，卡巴他赛是最有效的单一药物疗法，导致肿瘤细胞的数量减少。交替疗法，即在恩扎鲁胺和两种化疗药物中的一种之间互换，比单药疗法更有效。但模拟结果显示，使用恩杂鲁胺和卡巴他赛组合的交替疗法效果最好，可以显著改善癌症治疗。通过与从癌症小鼠身上获得的数据进行比较，这些结果得到了验证。"我们相信我们的数学模拟是对肿瘤短期和长期行为的合理预测，"Cerasuolo说。"然而，这个数学模型是基于小鼠的癌症，需要进一步的工作来获得一个能够支持人类研究和临床试验的数学建模框架。"该研究发表在《数学生物科学》（MathematicalBiosciences）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347975.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347975.htm

新数学模型显示，全球只有1/5的COVID病例被计算在内

新数学模型显示，全球只有1/5的COVID病例被计算在内根据数学模型，在官方记录的5亿个病例中，在大流行病的前29个月发生的COVID-19病例中，只有1/5的病例被计算在内。根据美国疾病控制和预防中心(CDC)的数据，世界卫生组织在2020年1月1日至2022年5月6日期间报告了6,190,349例死亡和513,955,910例病例。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1327765.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1327765.htm

研究人员通过数学模型发现拥塞算法并不能解决网络拥堵的问题

研究人员通过数学模型发现拥塞算法并不能解决网络拥堵的问题他们的新研究发现，鉴于现实世界中网络路径的复杂性，总会有这样一种情况，即无法避免被称为"饥饿"（starvation）的问题--与其他用户相比，网络上至少有一个发送方几乎没有收到带宽....。拥塞控制算法依靠数据包丢失和延迟作为细节来推断拥塞，并决定发送数据的速度。然而，数据包可能因为网络拥堵以外的原因而丢失和延迟。例如，数据可能被搁置，然后与其他数据包一起被释放，或者接收器对其收到数据包的确认可能被延迟。研究人员将不是由拥堵造成的延迟称为"抖动"（jitter）。拥塞控制算法无法区分由拥塞和抖动造成的延迟的区别。这可能会导致问题，因为由抖动引起的延迟是不可预测的。这种模糊性使发送者感到困惑，这可能使他们各自以不同的方式估计延迟，并以不平等的速度发送数据包。研究人员发现，这最终会导致出现饥饿的情况，一些用户被完全拒之门外。在新的研究中，研究人员分析了他们所知道的每一种拥堵控制算法，以及他们设计的一些新算法，是否能够避免饥饿。科学家们惊讶地发现，每种算法都有这样的情况：一些人得到了所有的带宽，而至少有一个人基本上没有得到任何东西....。"即使每个人都合作，也会发生极端不公平的情况，这不是任何人的错。"阿伦说，尽管现有的拥堵控制方法可能无法避免饥饿，但现在的目标是开发一种新的策略，以避免饥饿。——

新的数学模型揭示了“化学花园”的自我修复奇迹

新的数学模型揭示了“化学花园”的自我修复奇迹佛罗里达州立大学化学教授OliverSteinbock实验室制作的化学花园的例子到目前为止，研究人员一直无法模拟这些被称为化学花园的看似简单的管状结构是如何工作的，以及支配其形成的模式和规则。在本周发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中，佛罗里达州立大学的研究人员阐述了一个模型，解释了这些结构如何向上生长，形成不同的形状，以及它们如何从一种灵活的、自我修复的材料变成一种更脆的材料。"在材料方面，这非常有趣，"佛罗里达州立大学化学和生物化学教授奥利弗-斯坦博克说。"它们不像晶体那样生长。晶体有漂亮的尖角，并且是一个原子层一个原子层地生长。而当化学园地中出现空洞时，它是自我修复的。这些是学习如何制造能够自我重组和修复的材料的真正早期步骤。"通常情况下，当金属盐颗粒被放入硅酸盐溶液中时，就会形成化学花园。溶解的盐与溶液发生反应，形成一个半透膜，在溶液中向上喷出，形成一个生物外观结构，类似于珊瑚。科学家们在1646年首次观察到化学花园，多年来一直对其有趣的形成感到着迷。这种化学现象与热液喷口的形成和钢铁表面的腐蚀有关，在这些地方会形成不溶性管子。"人们意识到这些是奇特的东西，"斯坦博克说。"它们在化学中有着非常悠久的历史。它变得更像一个示范实验，但在过去的10-20年里，科学家们又开始对它们感兴趣了。"Steinbock与博士后研究员BrunoBatista和研究生AmariMorris一起开发的数学模型的灵感来自于将盐溶液稳定地注入两个水平板之间的更大体积的硅酸盐溶液的实验。这些实验显示了不同的生长模式，以及该材料开始时是有弹性的，但随着它的老化，该材料变得更加坚硬并倾向于断裂。两层之间的限制使研究人员能够模拟出许多不同的形状模式，有些看起来像花、头发、螺旋和蠕虫。在他们的模型中，研究人员描述了这些图案是如何在化学花园的发展过程中出现的。盐溶液的化学构成可以有很多不同，但他们的模型解释了形成的普遍性。例如，这些图案可以由松散的颗粒、折叠的膜或自我伸展的丝状物组成。该模型还验证了观察结果，即新鲜的膜在应对微破损时膨胀，证明了该材料的自我修复能力。"最新得进展是我们进入了描述化学园地的形状和生长所需的本质，"巴蒂斯塔说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369587.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369587.htm