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基于改进V-Net网络的医学图像精准分割算法的研究

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基于改进V-Net网络的医学图像精准分割算法的研究

作者：郭学丽齐鲁工业大学

学位级别：硕士

医学图像分割对于精确诊断、治疗规划与导航以及疾病监测至关重要。它通过从医学图像中精确提取关键结构(如器官、肿瘤)信息,协助医生深入了解病变,从而做出更准确的临床决策。随着医学成像技术和人工智能算法的飞速发展,医学图像分割... 详细信息

医学图像分割对于精确诊断、治疗规划与导航以及疾病监测至关重要。它通过从医学图像中精确提取关键结构(如器官、肿瘤)信息,协助医生深入了解病变,从而做出更准确的临床决策。随着医学成像技术和人工智能算法的飞速发展,医学图像分割领域已经取得了显著的进展。医学图像分割领域已经从初期的阈值、区域生长等技术发展到深度学习的方法,特别是卷积神经网络(CNN)和U-Net架构及其变体成为了主流。尽管医学图像分割方法已经取得了显著进步,但在处理复杂的待分割结构时还是面临着一些挑战。比如;模型的局部与全局信息的捕获能力不足难以确定模糊的边界;医学图像中的结构在不同尺度上具有不同的特征,模型难以同时兼顾多尺度特征的有效提取;复杂的图像分割需要考虑图像中不同部位之间的相互作用,而现有方法往往难以有效捕捉这种长距离的依赖关系;模型计算成本高昂等问题。为了解决以上问题,本文提出了两个模型,主要内容如下:(1)本文提出了CGAS-VNET模型,该模型是一种基于V-Net改进的医学图像精准分割算法。为了增强模型对多尺度空间特征的处理能力,本文提出了3D注意力简化金字塔池化模块,并将该模块用于V-Net编码阶段的最后一层中。为了提高模型对局部和全局上下文信息的捕获能力,本文提出了3D环境感知块,并将该模块用于V-Net的编码和解码阶段。这种设计使得CGAS-VNET模型在处理形态复杂且与周围结构界限不明显的器官时,展现出优越的性能,有效解决了传统卷积神经网络在全局信息捕获和多尺度特征提取方面的不足。本文将CGAS-VNET模型分别在海马体和左心房数据集上进行了验证,证明了模型的优越性。(2)为了让模型在提高性能的同时,又不会增加太多计算量,本文提出了SPDSC-VNET模型。为了克服了模型难以捕获长距离依赖关系的不足,本文提出了3D空间感知通道增强模块,并将该模块集成到SPDSC-VNET架构的高阶语义层中。同时,本文还将3D空洞卷积技术引入到模型中,在不增加计算量的同时,进一步扩大了模型的感受野,增强了模型对图像细节的捕捉能力。此外,为了解决模型庞大带来高昂计算成本的问题,SPDSC-VNET将3D深度可分离卷积用于模型的编码和解码阶段,极大的降低了模型的参数数量。本文将CGAS-VNET模型分别在多个数据集上进行了验证,两个模型均在Dice相似度系数、交并比、准确率和F1分数性能指标上取得了显著提升。

关键词：医学图像分割 V-Net 3D上下文引导模块注意力机制

基于巴比妥酸的聚集诱导发光聚合物的合成及其对离子响应性能的研究

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基于巴比妥酸的聚集诱导发光聚合物的合成及其对离子响应性能的研...

作者：郭学祖齐鲁工业大学

学位级别：硕士

传统的荧光探针分子在发生聚集之后会发生聚集致猝灭（ACQ）现象,这对于荧光类材料的应用来说是一个难以解决的问题;而具有聚集诱导发光（AIE）现象的荧光探针分子则与之相反,因此在近些年来被广泛研究。这些材料的一个共同特点是它们... 详细信息

传统的荧光探针分子在发生聚集之后会发生聚集致猝灭（ACQ）现象,这对于荧光类材料的应用来说是一个难以解决的问题;而具有聚集诱导发光（AIE）现象的荧光探针分子则与之相反,因此在近些年来被广泛研究。这些材料的一个共同特点是它们在良好的溶剂环境中基本不发光,但在聚集状态下会发出强烈的荧光。由于其独特的荧光特性,AIE材料在光电器件、化学/生物传感器和智能材料等方面显示出巨大的应用潜力。在大量AIE分子被创造出来的同时,人们也在致力于发现和完善AIE分子的荧光机理。已知的荧光机制包括限制分子内运动（RIM）、分子内共面、形成J-聚集体以及形成特殊激基缔合物等。在这之间,RIM是许多分子具有AIE效应的原因。而限制分子内运动的方法也是数不胜数,其中通过分子间氢键的形成来对分子内运动进行限制的方法在很多AIE类分子中都有所体现。巴比妥酸作为一种有机化合物,不仅具有广泛的应用范围,还具有形成配位键和非共价相互作用的优异能力,这使得其在超分子化学领域受到了广泛的关注。巴比妥酸分子上存在的多处氢键供体（N-H）和受体位点（C=O）,使得带有巴比妥酸基团的分子更容易产生分子间氢键。因此我们认为一些巴比妥酸类化合物的AIE现象也必然与分子间的氢键有关。一些巴比妥酸类荧光化合物作为一种具有AIE效应的分子已被广泛研究,但是将这一基团应用到聚合物中,并研究结构与其发光机制的关系还是较少的。对此,本文首先设计并合成了一种新型巴比妥酸类荧光分子BNOH,意图通过引入羟基来增加分子间氢键形成的机会,从而观察分子AIE效应的变化。于是我们合成了另外两种分子（BN和DM-BNOH）用以对比分析,通过三种分子之间的结构与AIE效应的对比,我们不仅证明了氢键在AIE类分子聚集诱导发射中的重要作用,还证实了BNOH分子形成聚集体时分子间的结合方式。为了研究巴比妥酸基团在聚合物中起到的影响,我们将BNOH分子的结构进行了细微的调整,合成了带有双键的巴比妥酸类AIE化合物BNEA,意图以其为发光单元与其他丙烯酸类分子共聚。首先对BNEA分子的发光现象与应用进行了检测。发现了分子在水溶液中的扭曲的分子内电荷转移（TICT）现象以及在非质子混合溶剂中良好的AIE现象。此外,在对分子与金属离子的响应方面进行检测时,发现了它能在水溶液中与汞离子结合形成稳定的金属络合物,并且这种络合物的形成可以有效的阻止分子在水溶液中的TICT过程。对此我们巧妙的利用这两种机制实现了BNEA分子在水溶液中对于汞离子的特异性检测,并实现离子检测的可视化。该荧光分子对于水溶液中的汞离子不仅具有良好的选择性和抗干扰性,且对汞离子具有较低的检测限（DL=22.27 n M）。以BNEA为发光单体,将其与丙烯酸共聚得到了一种新型AIE聚合物P-AB,并合成了P-AB的两种类似物（P-MB和P-ADB）与之进行了对比研究用于研究聚合物结构与其发光现象之间的关系。由于P-AB聚合物具有良好的水溶性,其在HO-THF混合溶液中表现出明显的AIE现象。此外,由于聚合物链上大量的羧酸基团,溶液的酸碱性对P-AB的AIE性质有着显著的影响。通过三种聚合物之间的荧光对比研究证实,P-AB中的羧基与巴比妥酸基团之间的氢键对P-AB是否具有AIE效应起到决定性的作用。最后,P-AB对于水溶液中的Fe表现出明显的荧光猝灭,快速地响应时间使得其或许可用于水溶液中Fe的检测。为了进一步研究氢键与聚合物AIE现象之间的关系,将BNEA分子分别与丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺进行共聚得到了两种具有AIE效应的聚合物（P-AMB和P-DMAB）。与BNEA相比,P-AMB和P-DMAB不仅具有更强的AIE效应,而且具有优异的水溶性。此外,测试了两种聚合物在水溶液中对不同阴离子的响应,均表现出对S的高选择性。通过紫外可见光谱、红外光谱和核磁共振氢谱研究了聚合物对S的传感机理,并且通过两种分子间氢键形成能力的强弱分析了两种分子不同的AIE现象与检测能力。这两种聚合物传感器在检测S时抗干扰能力强,p H响应范围宽（5.0～10.0）,可用于100%水溶液中S的定性和定量检测。综上所述,本文设计并合成了多种具有AIE效应的分子与聚合物,分析了分子结构与AIE效应之间的关系。此外,还发现了分子与聚合物对于水溶液中离子良好的响应性能,最后对分子间氢键和分子AIE效应之间的关系进行了分析验证。我们相信本研究不仅会增加对巴比妥酸类AIE化合物的认识,而且有助于研究氢键对于巴比妥酸类AIE化合物发光现象的重要作用,对于以后设计新型的AIE分子也提供了一定的帮助。

关键词：聚集诱导发光(AIE)现象两亲性聚合物高分子结构荧光探针

从外部促动走向内在觉醒:教育援助视域下教师内生性发展路径探寻

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中小学管理 2024年第2期 48-50页

作者：郭学锐张文峰北京市海淀区教师进修学校北京100097 北京市海淀区中关村第三小学北京100086

在教育援助视域下,激活受援学校教师的内生性发展动力,是教育援助行动的核心命题。基于教育援助实践,探索将共建共治共享理念融入教师发展实践,并以新时代教师成长研修站为载体,打造受援教师内生性发展的组织性底盘。在此基础上,通过团... 详细信息

在教育援助视域下,激活受援学校教师的内生性发展动力,是教育援助行动的核心命题。基于教育援助实践,探索将共建共治共享理念融入教师发展实践,并以新时代教师成长研修站为载体,打造受援教师内生性发展的组织性底盘。在此基础上,通过团队人员组建、工作运行机制等方面的优化,推动共建共治理念落地;通过建立成果辐射机制,实现研修资源的最大化共享。

关键词：教育援助内生性发展教师发展共同体成长研修站

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电解水制氢用阴离子交换膜研究进展

储能科学与技术 2024年

作者：邢学奇宋鹏翔申爱景鲁仰辉陈俊刘伟国家电投集团科学技术研究院有限公司

阴离子交换膜电解水制氢融合了碱性电解水和质子交换膜电解水制氢技术的优点，具有电解效率高、响应速度快和成本低等特点，被认为是目前最有前景的可再生绿色能源制氢技术之一。阴离子交换膜（AEM）是提供OH-离子传导和阻隔气体交叉的... 详细信息

阴离子交换膜电解水制氢融合了碱性电解水和质子交换膜电解水制氢技术的优点，具有电解效率高、响应速度快和成本低等特点，被认为是目前最有前景的可再生绿色能源制氢技术之一。阴离子交换膜（AEM）是提供OH-离子传导和阻隔气体交叉的关键部件，其直接影响了阴离子交换膜电解水系统的性能和使用寿命。然而，目前的AEM隔膜面临着离子电导率低和稳定性差的问题。本文首先介绍了AEM在电解槽中的作用，高性能AEM应满足的性能要求和评价参数，并重点讨论了OH-在AEM中的传输机制与影响因素。接着，本文进一步概述了AEM的结构组成，以及常见的阳离子基团和聚合物主链类型；阐述了不同阳离子基团的降解机理和聚合物主链的特点，重点阐释了阳离子官能团稳定性设计的策略，聚合物主链改性制备的方法，以及AEM性能表现。最后，展望了AEM隔膜未来面临的挑战和潜在研究方向，指出应在设计耐碱稳定性AEM的基础上，通过交联、嵌段共聚、侧链接枝和复合膜技术等策略构建和制备满足实际应用需求的高性能AEM隔膜，为AEM进一步发展提供借鉴和参考。

关键词：绿电制氢阴离子交换膜电解水离子传导机理离子电导率耐碱稳定性

乳酸菌与益生元组合的筛选并利用IPEC-J2细胞模型验证其对肠道屏障的作用

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动物营养学报 2024年第7期36卷 4693-4705页

作者：荆学毅禹爱兵程雨菲高杨姜南洪亮天津市现代天骄农业科技有限公司天津市绿色生态饲料重点实验室天津301800 天津农学院动物科学与动物医学学院天津市农业动物繁育与健康养殖重点实验室天津300392 西藏自治区畜牧兽医研究所拉萨850000

为开发改善动物肠道健康的绿色添加剂产品,本研究旨在筛选乳酸菌与益生元组合,并探究其对肠道屏障的影响。首先,根据碳水化合物生化鉴定试剂条的发酵结果确定5种乳酸菌[植物乳杆菌177(LP)、唾液乳杆菌KLW001(LSa)和罗伊氏乳杆菌(LRe)、... 详细信息

为开发改善动物肠道健康的绿色添加剂产品,本研究旨在筛选乳酸菌与益生元组合,并探究其对肠道屏障的影响。首先,根据碳水化合物生化鉴定试剂条的发酵结果确定5种乳酸菌[植物乳杆菌177(LP)、唾液乳杆菌KLW001(LSa)和罗伊氏乳杆菌(LRe)、类干酪乳杆菌(LPa)和鼠李糖乳杆菌(LRh)]对应的候选益生元;其次,根据5种乳酸菌和候选益生元[山梨醇(So)、甘露醇(Ma)、鼠李糖(Rh)、低聚木糖(Xyo)、海藻糖(Tr)、棉子糖(Ra)和普鲁兰多糖(Pu)]的短链脂肪酸(SCFA)发酵能力选择合生元组合,将筛选得到的3种合生元组合(LP+Pu、LSa+Pu、LRe+Ra)通过脂多糖(LPS)构建的“肠漏”细胞模型,以测定单层细胞渗透率、跨上皮细胞电阻(TEER)值的变化、肠道紧密连接蛋白[跨膜蛋白-1(Claudin-1)、闭合蛋白(Occludin)和闭锁小带蛋白-1(ZO-1)]的表达,验证合生元对肠道屏障的作用效果。结果表明:LP+Pu组合能发酵产生更多的SCFA,特别是能增加丁酸含量;“肠漏”细胞模型结果表明,LP+Pu组合上调了Claudin-1和ZO-1的mRNA相对表达量,维持了细胞上皮完整性。综上所述,LP+Pu组合可以作为增加SCFA产量、增加肠道紧密连接蛋白表达的合生元,为今后治疗及预防畜禽肠道屏障相关疾病提供新思路。

关键词：乳酸菌合生元短链脂肪酸肠道屏障 IPEC-J2细胞系

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亲爱的“日记”

快乐作文 2024年第Z2期 29-34+28页

作者：郭学萍江苏省南京市鼓楼区第二实验小学江苏省网络名师工作室南京市语文名师工作室鼓楼区语文名师工作室中国儿童文学研究会诗教委员会

说起日记,我首先会想到非常适合小学生看的《马燕日记》。马燕从小学四年级起就坚持写日记,她将自己对上学的渴望、对辍学的担心都写到了日记中,到小学毕业时已攒了6本日记。其中3本还被父亲当卷烟纸抽掉了。2001年,一次偶然的机会,她...

说起日记,我首先会想到非常适合小学生看的《马燕日记》。马燕从小学四年级起就坚持写日记,她将自己对上学的渴望、对辍学的担心都写到了日记中,到小学毕业时已攒了6本日记。其中3本还被父亲当卷烟纸抽掉了。2001年,一次偶然的机会,她的日记被一位来自法国巴黎的记者发现。2002年《马燕日记》法文版在巴黎出版,2003年,该书由华夏出版社在国内出版。

关键词：

观察,发现动物的细节之美——骆宾王《咏鹅》

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快乐作文 2024年第Z6期 14-19页

作者：郭学萍

凝视一只鹅我凝视一只鹅,它的叫声吸引了我。“鹅,鹅,鹅。”这声音从一千三百多年前传来,依旧洪亮如钟,透着欢喜。“鹅,鹅,鹅。”这声音由远及近,送入每一位读者的耳中,演绎成经典。“鹅,鹅,鹅。”这声音唤醒我的耳朵,唤醒初春的池塘,...

凝视一只鹅我凝视一只鹅,它的叫声吸引了我。“鹅,鹅,鹅。”这声音从一千三百多年前传来,依旧洪亮如钟,透着欢喜。“鹅,鹅,鹅。”这声音由远及近,送入每一位读者的耳中,演绎成经典。“鹅,鹅,鹅。”这声音唤醒我的耳朵,唤醒初春的池塘,唤醒整个初唐。

关键词：

低剂量白细胞介素-2对自身免疫性肝炎小鼠肝细胞损伤的保护机制研究

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解放军医学杂志 2024年

作者：陈晨李竹蓉吕思学郭地武嘉文杨娜刘杨山西中医药大学基础医学院

目的　探讨低剂量白细胞介素-2(IL-2)对刀豆蛋白A(Con A)诱导自身免疫性肝炎(AIH)小鼠的肝保护作用机制。方法　SPF级雌性C57BL/6小鼠18只随机分为正常组、模型组与治疗组，每组6只。治疗组小鼠皮下注射300 μl 10 000 U IL-2，给药频率... 详细信息

目的　探讨低剂量白细胞介素-2(IL-2)对刀豆蛋白A(Con A)诱导自身免疫性肝炎(AIH)小鼠的肝保护作用机制。方法　SPF级雌性C57BL/6小鼠18只随机分为正常组、模型组与治疗组，每组6只。治疗组小鼠皮下注射300 μl 10 000 U IL-2，给药频率为1次/d，连续12 d。末次给药2 h后，模型组和治疗组均通过尾静脉注射Con A(15 mg/kg)。造模8 h后，采用HE染色观察小鼠肝脏病理形态变化，ELISA法检测小鼠血清中谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和干扰素-γ(IFN-γ)水平，Western blotting检测凋亡蛋白caspase 8/9/3的表达情况，流式细胞术检测Treg、Th1细胞百分比。结果　与正常组比较，模型组小鼠肝脏指数、脾脏指数，肝组织坏死面积百分比，血清ALT、AST、TNF-α、IFN-γ水平，凋亡蛋白caspase 8/9/3的表达均明显升高(P学意义(P>0.05)，Th1/Treg比例明显降低(P<0.05)。结论　低剂量IL-2可有效改善AIH小鼠的肝损伤，其作用机制可能与诱导Tregs活化有关。

关键词：自身免疫性肝炎白细胞介素-2 调节性T细胞 Th1细胞

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乡村振兴战略下农民增收路径探析

农村实用技术 2024年第2期 42-43页

作者：白爱学山东省临沭县农业农村局山东临沂276700

在当前乡村振兴战略的背景下,如何实现农民增收已经成为各级政府和社会各界关注的热点问题。本文从政策、科技、市场等角度出发,探讨了如何通过打造农产品品牌、构建农产品供应链、发展农民专业合作社等途径,促进农民增收,并提出相关的... 详细信息

在当前乡村振兴战略的背景下,如何实现农民增收已经成为各级政府和社会各界关注的热点问题。本文从政策、科技、市场等角度出发,探讨了如何通过打造农产品品牌、构建农产品供应链、发展农民专业合作社等途径,促进农民增收,并提出相关的可行建议。

关键词：乡村振兴战略农民增收路径

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