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Improving error-correcting capability in DNA digital storage via soft-decision decoding

National Science Review 2024年第2期11卷 135-144页

作者：丁璐璐伍世刚候志浩李阿伦许亚苹冯虎潘玮华阮珏 Shenzhen Branch Guangdong Laboratory of Lingnan Modern AgricultureGenome Analysis Laboratory of the Ministry of Agriculture and Rural AffairsAgricultural Genomics Institute at ShenzhenChinese Academy of Agricultural Sciences Guangdong Provincial Key Laboratory of Plant Molecular Breeding State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-BioresourcesSouth China Agricultural University

Error-correcting codes(ECCs) employed in the state-of-the-art DNA digital storage(DDS) systems suffer from a trade-off between error-correcting capability and the proportion of redundancy. To address this issue, in this study, we introduce soft-decision decoding approach into DDS by proposing a DNA-specific error prediction model and a series of novel strategies. We demonstrate the effectiveness of our approach through a proof-of-concept DDS system based on Reed-Solomon(RS) code, named as Derrick. Derrick shows significant improvement in error-correcting capability without involving additional redundancy in both in vitro and in silico experiments, using various sequencing technologies such as Illumina, Pac Bio and Oxford Nanopore Technology(ONT). Notably, in vitro experiments using ONT sequencing at a depth of 7× reveal that Derrick, compared with the traditional hard-decision decoding strategy, doubles the error-correcting capability of RS code, decreases the proportion of matrices with decoding-failure by 229-fold, and amplifies the potential maximum storage volume by impressive 32 388-fold. Also, Derrick surpasses ‘state-of-the-art' DDS systems by comprehensively considering the information density and the minimum sequencing depth required for complete information recovery. Crucially, the soft-decision decoding strategy and key steps of Derrick are generalizable to other ECCs' decoding algorithms.

关键词： DNA digital storage (DDS) error-correcting code (ECC) soft-decision decoding error-correcting capability storage volume

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基于特征差异的多尺度特征融合去雾网络研究

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计算机工程 2024年第4期50卷 247-257页

作者：刘彦红杨秋翔胡帅中北大学软件学院山西太原030051

雾霾是大气污染物在逆温等气象条件下聚集和累积而形成的混浊物质,其可见性十分有限。图像去雾技术能够消除由雾霾导致的模糊、低对比度等问题,提高图像的清晰度和可见性,但也存在图像细节信息丢失等问题。为此,提出一种基于特征差异的... 详细信息

雾霾是大气污染物在逆温等气象条件下聚集和累积而形成的混浊物质,其可见性十分有限。图像去雾技术能够消除由雾霾导致的模糊、低对比度等问题,提高图像的清晰度和可见性,但也存在图像细节信息丢失等问题。为此,提出一种基于特征差异的多尺度特征融合去雾(FD-CA dehaze)网络。对FFA-Net的基本块结构进行改进,分别从特征差异维度、坐标维度和通道维度提取中间特征信息。提出有效坐标注意力(ECA)模块,将全局池化、最大池化与坐标位置信息相结合,用于减轻特征融合过程中的位置信息丢失问题;将通道注意力与ECA模块相结合,构建双注意力(D-CA)模型,更好地利用空间信息和通道信息,进一步提升模型在图像去雾任务中的表现。在此基础上,改进损失函数,将L1损失与感知损失相结合。在综合目标测试集(SOTS)和混合主观测试集(HSTS)中进行实验,结果表明,FD-CA dehaze网络在峰值信噪比、结构相似度2个指标上分别达到37.93 d B和0.9905,相较于FFA-Net、GridDehazeNet等经典去雾网络,FD-CA dehaze的去雾效果得到明显提升。

关键词：图像去雾特征融合特征差异坐标注意力通道注意力

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针刺配合穴位注射治疗颈椎病患者的临床疗效及症状改善情况

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辽宁中医杂志 2024年第6期51卷 155-158页

作者：郭琴胡小山李华中国人民解放军海军安庆医院安徽安庆246003

目的分析针刺配合穴位注射治疗颈椎病患者的临床疗效及症状改善情况。方法选取2020年12月—2022年12月中国人民解放军海军安庆医院收治的80例混合型颈椎病患者为观察对象,采用随机数字表法分为针刺组和穴位注射组各40例,针刺组采用针刺... 详细信息

目的分析针刺配合穴位注射治疗颈椎病患者的临床疗效及症状改善情况。方法选取2020年12月—2022年12月中国人民解放军海军安庆医院收治的80例混合型颈椎病患者为观察对象,采用随机数字表法分为针刺组和穴位注射组各40例,针刺组采用针刺穴位进行治疗,穴位注射组采用针刺配合穴位注射丹参注射液进行治疗,比较两组治疗后的临床疗效、症状改善情况、颈椎活动度、血液流变学指标水平、生活质量评分,并进行安全性评价。结果治疗后,穴位注射组临床总有效率(92.50%,37/40)显著高于针刺组(75.00%,30/40)(P<0.05);两组中医证候积分均显著降低(P<0.05),颈椎整体症状积分均显著升高(P<0.05),且组间各积分差异有统计学意义(P<0.05);两组颈椎前屈、后伸、左侧屈、右侧屈活动度均显著升高(P<0.05),且穴位注射组各活动度明显高于针刺组(P<0.05);穴位注射组红细胞聚集指数、红细胞压积、血浆黏度均显著下降(P<0.05),且血浆黏度明显低于针刺组(P<0.05);两组主观症状、临床体征、适应能力评分及总分均显著升高(P<0.05),且穴位注射组分数均明显高于针刺组(P<0.05);治疗期间两组均未出现明显不良反应。结论应用针刺配合穴位注射有助于提高混合型颈椎病患者临床疗效,改善临床症状、颈椎活动度及生活质量,且可调节血液流变学状态,安全可靠,值得临床推广应用。

关键词：颈椎病针刺穴位注射颈椎活动度血液流变学丹参注射液

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基于标准差椭圆的中国对非洲援助空间分配问题研究

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世界地理研究 2024年第3期33卷 79-88页

作者：胡建梅于嘉林张超河北工业大学经济管理学院天津300401

贫困问题是非洲实现联合国2030年可持续发展目标所要解决的首要问题,中国对非援助以消除贫困为出发点和落脚点,那么中国对非援助的空间分配是否考虑了非洲贫困人口的空间分布情况呢?以“援助空间差异”衡量中国对非援助空间分配和非洲... 详细信息

贫困问题是非洲实现联合国2030年可持续发展目标所要解决的首要问题,中国对非援助以消除贫困为出发点和落脚点,那么中国对非援助的空间分配是否考虑了非洲贫困人口的空间分布情况呢?以“援助空间差异”衡量中国对非援助空间分配和非洲贫困人口空间分布之间的差异,基于2000—2014年中国对非援助项目地理编码数据和非洲人口数据,运用标准差椭圆的方法,从援助项目数和援助金额两个视角分析中国对非援助和非洲贫困人口的时空演化关系。研究发现,中国对非援助的空间分配倾向于非洲贫困人口的空间分布,特别是在援助项目选址、对非援助的增速和援助金额重心的变化上表现更为突出。这与中国对外援助坚持优先消除贫困的目标相一致,有助于帮助非洲实现联合国2030年可持续发展目标。

关键词：中国对非援助援助空间差异减贫标准差椭圆

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罗沙司他治疗难治性非重型再生障碍性贫血的疗效与安全性

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中华血液学杂志 2024年第3期45卷 264-270页

作者：徐璐胡青林杨辰陈苗韩冰北京协和医院血液内科北京100730 海南医学院第一附属医院血液内科海口570102

目的评估罗沙司他在难治性非重型再生障碍性贫血(NSAA)患者中的疗效与安全性。方法回顾性收集2020年10月至2022年8月在北京协和医院连续使用罗沙司他至少3个月,并在使用后随访超过6个月的难治性NSAA患者的临床资料,收集其人口学信息、... 详细信息

目的评估罗沙司他在难治性非重型再生障碍性贫血(NSAA)患者中的疗效与安全性。方法回顾性收集2020年10月至2022年8月在北京协和医院连续使用罗沙司他至少3个月,并在使用后随访超过6个月的难治性NSAA患者的临床资料,收集其人口学信息、临床资料、疗效、不良反应及转归,并分析可能影响疗效的因素。结果共纳入41例患者。男女比例为16∶25,中位年龄52(18~84)岁,罗沙司他中位治疗时间5(3~20)个月,中位随访时间15(6~26)个月。1、2、3、6、12个月的血液学改善-红系(HI-E)率分别为12.2%、29.3%、46.3%、43.9%和30.3%。治疗后3、6、12个月摆脱输血依赖比例分别为28.5%、38.1%、33.3%。治疗后部分患者HGB恢复正常。不良事件发生率为22%,均为Ⅰ~Ⅱ级,可恢复。未发现影响HI-E的因素。至随访期末,有45%(9/20)的患者复发,中位复发时间为7(3~12)个月。未观察到克隆演变。1例患者死于肺部感染。结论罗沙司他可有效改善难治性NSAA的贫血,安全性好。

关键词：罗沙司他非重型再生障碍性贫血难治性疗效安全性

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某院上报的药物不良反应的流行病学分析

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抗感染药学 2024年第3期21卷 242-246页

作者：胡小倩濮阳市安阳地区医院河南安阳455000

目的:分析医院上报的药物不良反应(adverse drug reactions,ADRs)的发生特点和规律,为临床安全合理用药提供参考。方法:选取2022年7月—2023年6月濮阳市安阳地区医院上报至国家药品不良反应监测系统的311例ADRs报告作为研究资料,采集ADR... 详细信息

目的:分析医院上报的药物不良反应(adverse drug reactions,ADRs)的发生特点和规律,为临床安全合理用药提供参考。方法:选取2022年7月—2023年6月濮阳市安阳地区医院上报至国家药品不良反应监测系统的311例ADRs报告作为研究资料,采集ADRs的报告类型和累及器官、所涉患者的年龄和性别、所涉药物品种和剂型等信息,分析医院内ADRs的发生特点和规律。结果:311例ADRs报告中,报告类型主要为“一般的”(271例,占87.14%),“严重的”(22例,占7.07%)和“新的一般的”(16例,占5.14%)较少;在性别上,女性略多于男性(164例vs 147例);在年龄上,ADRs主要发生于>40岁者(260例,占83.60%);在药物方面,311例ADRs涉及12类107种药品,其中主要的类为中枢神经系统用药(60例,占19.29%)、心血管系统用药(53例,占17.04%)、抗感染药物(50例,占16.08%);而涉及的药品剂型主要为注射液(194例,占62.38%),其次为粉针剂(88例,占28.30%);在累及器官方面,311例ADRs主要累及胃肠道系统(76例,占24.44%)、皮肤及其附件(56例,占18.01%)和神经系统(53例,占17.04%)。结论:医院所上报的ADRs主要发生于40岁以上的中老年,并且所用药物多为注射剂,尽管其中新的或严重的ADRs发生较少,但临床仍应当做好用药后的监测,以确保患者的用药安全。

关键词：药物不良反应流行病学特点合理用药

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UPLC-Q-TOF/MSE技术分析鉴定Zg02在大鼠体内的代谢产物

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药学学报 2024年第8期59卷 2305-2312页

作者：张曼陈瑞胡克荣程瑶黄静贵州医科大学贵州省化学合成药物研发利用工程技术研究中心贵州贵阳550004 贵州医科大学药学院贵州贵阳550004

本研究采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间-串联质谱(UPLC-Q-TOF/MS^(E))技术对SD大鼠经灌胃新型胰岛素增敏剂Zg02 (20 mg·kg^(-1))后所收集的血浆、尿液及粪便样品进行检测,获得化合物的分子离子及质谱碎片离子信息,并结合UNIFI软件... 详细信息

本研究采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间-串联质谱(UPLC-Q-TOF/MS^(E))技术对SD大鼠经灌胃新型胰岛素增敏剂Zg02 (20 mg·kg^(-1))后所收集的血浆、尿液及粪便样品进行检测,获得化合物的分子离子及质谱碎片离子信息,并结合UNIFI软件,对代谢产物进行快速分析。结果表明,单次灌胃Zg02 (20 mg·kg^(-1))后在大鼠体内共推测出12个代谢产物,其中血浆、尿液、粪便中分别有5、7、11个代谢产物(含交叉分析),代谢途径主要为葡萄糖醛酸化、葡萄糖基化等结合反应。所有动物实验方案均获得贵州医科大学动物伦理委员会批准(编号:2100856)。

关键词： UPLC-Q-TOF/MS^(E) 代谢产物大鼠体内

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青藏高原气候变化及其对水资源影响的研究进展

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气候变化研究进展 2024年第2期20卷 158-169页

作者：包文段安民游庆龙胡蝶中国科学院科技战略咨询研究院北京100190 中国科学院大学公共政策与管理学院北京100049 厦门大学厦门361005 复旦大学上海200433 中国科学院大气物理研究所北京100029

回顾总结了近20年、特别是近10年来青藏高原气候变化的特征、变化的原因及其对高原水资源的影响方面的最新研究进展。1960年以来青藏高原地区总体气温显著升高,升温趋势存在明显的海拔依赖性,温室气体、冰雪反照率反馈、云-水汽-辐射反... 详细信息

回顾总结了近20年、特别是近10年来青藏高原气候变化的特征、变化的原因及其对高原水资源的影响方面的最新研究进展。1960年以来青藏高原地区总体气温显著升高,升温趋势存在明显的海拔依赖性,温室气体、冰雪反照率反馈、云-水汽-辐射反馈、局地强迫等是影响高原气温上升具有海拔依赖性的重要因素。总体上青藏高原降水呈现增加趋势,变化的区域性和季节性差异比气温变化的时空差异更强;降水空间变化主要分为南北偶极型、东西偶极型、中部和边缘差异型和多元型;夏季降水增加最为显著。受气候变化和人为气溶胶排放等影响,青藏高原水资源特别是冰冻圈水资源发生剧烈的变化,大部分冰川加速退缩、冰川径流增加、湖泊严重扩张,导致青藏高原上水循环加强和气候偏暖湿化;青藏高原积雪的变化具有明显的年代际特征。最后提出未来需要进一步开展的研究方向和政策建议。

关键词：青藏高原气候变化水资源影响研究进展

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级联耦合纳米激光器混沌时延特征消除和带宽增强

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物理学报 2024年第10期73卷 184-193页

作者：穆鹏华陈昊刘国鹏胡国四烟台大学物理与电子信息学院烟台264005

纳米激光器作为光学源的重要组成部分,其非线性动力学更是成为近年来研究的热点之一.本文针对级联耦合纳米激光器系统中时延特征和带宽特性进行了研究.引入0-1混沌测试对纳米激光器的动力学特性进行了量化,利用自相关函数分析激光器输... 详细信息

纳米激光器作为光学源的重要组成部分,其非线性动力学更是成为近年来研究的热点之一.本文针对级联耦合纳米激光器系统中时延特征和带宽特性进行了研究.引入0-1混沌测试对纳米激光器的动力学特性进行了量化,利用自相关函数分析激光器输出信号中的时延特征.仿真中,针对中间纳米激光器是否带有明显时延特征峰的两种情况进行对比分析.研究结果表明:选择合适的系统参数,可以使从纳米激光器始终输出无明显时延特征的宽带混沌信号.通过改变频率失谐参数使得中间纳米激光器存在明显的时延特征,此时从纳米激光器可以在较小的参数区间内输出时延抑制及带宽增强的混沌信号,当中间纳米激光器时延信号完全隐藏时,从纳米激光器可以在较大的参数平面上实现时延特征的抑制,同时带宽得到明显展宽.此外,还通过绘制频率失谐及注入强度下从纳米激光器输出的二维空间分布图和带宽线图,确定了纳米激光器在混沌信号下能够同时实现抑制时延特征与带宽增大的较宽参数范围.这对于实现保密性增强的混沌光通信应用提供了重要理论基础.

关键词：纳米激光器混沌时延带宽

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腹腔镜肝切除术中不同肌松程度对肝脏灌注和肝功能的影响

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复旦学报（医学版） 2024年第1期51卷 56-61页

作者：王时来蔡菲吕虎张军陈蔚复旦大学附属肿瘤医院麻醉科上海200032 复旦大学上海医学院肿瘤学系上海200032

目的比较腹腔镜肝切除术中深度和中度神经肌肉阻滞(以下简称:肌松)对肝脏灌注和围术期肝功能的影响。方法选择2021年12月至2022年12月于复旦大学附属肿瘤医院择期行腹腔镜肝切除术患者60例,随机分为深度肌松组(D组,n=30)和中度肌松组(M... 详细信息

目的比较腹腔镜肝切除术中深度和中度神经肌肉阻滞(以下简称:肌松)对肝脏灌注和围术期肝功能的影响。方法选择2021年12月至2022年12月于复旦大学附属肿瘤医院择期行腹腔镜肝切除术患者60例,随机分为深度肌松组(D组,n=30)和中度肌松组(M组,n=30)。麻醉诱导时,D组给予罗库溴铵0.9 mg/kg,M组给予罗库溴铵0.6 mg/kg,术中持续输注罗库溴铵,维持D组强直刺激后计数(post-tetanic count,PTC)1-2和M组四个成串刺激(train-of-four ratio,TOF)1-2。两组患者分别于麻醉诱导后和标本切除后,静脉给予吲哚菁绿(indocyanine green,ICG)0.25 mg/kg,监测ICG 15 min残留率(retention rate at fifteen minutes,ICG_(R15))。记录两组患者术中罗库溴铵用量、外科手术操作满意度、术后肩膀疼痛以及术后第一天肝功能和呕吐发生情况。结果与M组相比,D组罗库溴铵用量明显增加(P<0.01),但两组间麻醉诱导后和标本切除后ICG_(R15)差异均无统计学意义(P=0.581),围术期肝功能各指标差异亦无统计学意义。与M组相比,D组外科满意度评分明显升高(P<0.05),术后肩膀痛发生率(P=0.037,OR=1.37,95%CI:1.01~1.86)及术后第一天呕吐发生率(P=0.017,OR=1.64,95%CI:1.07~2.53)明显降低。结论与中度肌松组相比,腹腔镜肝切除术中深度肌松组外科手术操作满意度增加,术后肩部疼痛以及呕吐发生率降低,但两组患者术中肝脏灌注及围术期肝功能未发现明显差异。

关键词：神经肌肉阻滞吲哚菁绿(ICG) 残留率肝脏灌注肝功能肝切除术腹腔镜手术

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