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Coherence phase spectrum analyzer for a randomly fluctuated fractional vortex beam

Photonics Research 2024年第1期12卷 33-39页

作者： ZHUOYI WANG XINGYUAN LU jianbo gao XUECHUN ZHAO QIWEN ZHAN YANGJIAN CAI CHENGLIANG ZHAO School of Physical Science and Technology Soochow UniversitySuzhou 215006China School of Optical-Electrical and Computer Engineering University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China Shandong Provincial Engineering and Technical Center of Light Manipulations&Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device School of Physics and ElectronicsShandong Normal UniversityJinan 250358China Shandong Joint Research Center of Light Manipulation Science and Photonics Integrated Chip of East China Normal University and Shandong Normal University East China Normal UniversityShanghai 200241China

Fractional vortex beams exhibit a higher degree of modulation dimensions than conventional vortices,thus inheriting superior anti-turbulent transmission properties through the incorporation of additional coherence ***,aliasing the mixed modes induced by coherence degradation makes the quantitative measurement of the topological charge in fractional vortex beams *** this study,a coherence phase spectrum was introduced,and experimental demonstrations to quantitatively determine the fractional topological charge of partially coherent fractional vortex beams were *** leveraging the four-dimensional measurement of a partially coherent light field,the source coherence function was inversely reconstructed,and fractional topological charges were determined with high precision by extracting the phase spectrum of the coherence ***–Gaussian,elliptical Gaussian,and plane-wave-fraction vortex beams with various degrees of coherence were used to demonstrate measurement *** proposed method is applicable to X-rays and electron *** has potential applications in optical encryption,high-capacity optical communication,and quantum entanglement.

关键词： function fractional vortex

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Single-shot phase retrieval for randomly fluctuated and obstructed vortex beams

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2024年第4期67卷 72-80页

作者： Hao Zhang Jun’an Zhu Xingyuan Lu Zhiquan Hu jianbo gao Kun Liu Qiwen Zhan Yangjian Cai Chengliang Zhao School of Physical Science and Technology Soochow UniversitySuzhou 215006China School of Optical-Electrical and Computer Engineering University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China Shandong Provincial Engineering and Technical Center of Light Manipulations Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic DeviceSchool of Physics and ElectronicsShandong Normal UniversityJinan 250358China Joint Research Center of Light Manipulation Science and Photonic Integrated Chip of East China Normal University and Shandong Normal University East China Normal UniversityShanghai 200241China

Vortex beams with orbital angular momentum play a crucial role in increasing the information capacity in optical *** magnitude of orbital angular momentum determines the ability of information *** practice,a vortex beam can encounter random objects or turbulence during free-space propagation,resulting in information ***,accurately measuring the orbital angular momentum of a randomly fluctuated and obstructed vortex beam is a considerable ***,we propose a single-shot method for the phase retrieval of a randomly fluctuated and obstructed vortex beam by combining the phase-shift theorem and self-reference *** results reveal that the sign and magnitude of the initial orbital angular momentum can be simultaneously determined based on their quantitative relation with the number of coherence singularities on the observation plane,thus addressing the effects of random occlusion and atmospheric *** proposed method considerably improved the accurate decoding of orbital angular momentum information in nonideal freespace optical communications.

关键词： optical vortex phase retrieve orbital angular momentum measurement antiturbulence antidisturbance

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Hydralazine represses Fpn ubiquitination to rescue injured neurons via competitive binding to UBA52

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Journal of Pharmaceutical Analysis 2024年第1期14卷 86-99页

作者： Shengyou Li Xue gao Yi Zheng Yujie Yang jianbo gao Dan Geng Lingli Guo Teng Ma Yiming Hao Bin Wei Liangliang Huang Yitao Wei Bing Xia Zhuojing Luo Jinghui Huang Department of Orthopedics Xijing HospitalFourth Military Medical UniversityXi'an710032China

A major impedance to neuronal regeneration after peripheral nerve injury (PNI) is the activation of various programmed cell death mechanisms in the dorsal root ganglion. Ferroptosis is a form of programmed cell death distinguished by imbalance in iron and thiol metabolism, leading to lethal lipid peroxidation. However, the molecular mechanisms of ferroptosis in the context of PNI and nerve regeneration remain unclear. Ferroportin (Fpn), the only known mammalian nonheme iron export protein, plays a pivotal part in inhibiting ferroptosis by maintaining intracellular iron homeostasis. Here, we explored in vitro and in vivo the involvement of Fpn in neuronal ferroptosis. We first delineated that reactive oxygen species at the injury site induces neuronal ferroptosis by increasing intracellular iron via accelerated UBA52-driven ubiquitination and degradation of Fpn, and stimulation of lipid peroxidation. Early administration of the potent arterial vasodilator, hydralazine (HYD), decreases the ubiquitination of Fpn after PNI by binding to UBA52, leading to suppression of neuronal cell death and significant acceleration of axon regeneration and motor function recovery. HYD targeting of ferroptosis is a promising strategy for clinical management of PNI.

关键词： Ferroptosis UBA52 Ferroportin Ubiquitination Hydralazine Peripheral nerve injury

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Advantageous properties of halide perovskite quantum dots towards energy-efficient sustainable applications

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Green Energy & Environment 2024年第6期9卷 949-965页

作者： Qian Zhao Shuo Wang Young-Hoon Kim Shekhar Mondal Qingqing Miao Simiao Li Danya Liu Miao Wang Yaxin Zhai jianbo gao Abhijit Hazarika Guo-Ran Li School of Materials Science and Engineering Nankai UniversityTianjin300350China Department of Energy Engineering Hanyang UniversitySeoul04763Republic of Korea Polymers and Functional Materials Division CSIR-Indian Institute of Chemical TechnologyUppal RoadTarnakHyderabad500007India Institute of Process Engineering Chinese Academy of SciencesBeijing100190China Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Structures and Quantum Control of Ministry of Education Department of PhysicsHunan Normal UniversityChangshHunan410081China Department of Chemistry Brock University1812 Sir Isaac WaySt CatharinesOntarioCanada

As lead halide perovskite(LHP)semiconductors have shown tremendous promise in many application fields,and particularly made strong impact in the solar photovoltaic area,low dimensional quantum dot forms of these perovskites are showing the potential to make distinct marks in the fields of electronics,optoelectronics and *** so-called perovskite quantum dots(PQDs)not only possess the most important features of LHP materials,i.e.,the unusual high defect tolerance,but also demonstrate clear quantum size effects,along with exhibiting desirable optoelectronic properties such as near perfect photoluminescent quantum yield,multiple exciton generation and slow hot-carrier ***,we review the advantageous properties of these nanoscale perovskites and survey the prospects for diverse applications which include lightemitting devices,solar cells,photocatalysts,lasers,detectors and memristors,emphasizing the distinct superiorities as well as the challenges.

关键词： Perovskite quantum dot Light-emitting Detector Laser Solar cell

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深度学习重建联合Smart去金属伪影算法在口腔金属植入物患者头颈CT血管成像中的应用

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郑州大学学报（医学版） 2024年第4期59卷 484-487页

作者：唐丽刘星吕培杰高剑波郑州大学第一附属医院放射科郑州450052

目的:探讨深度学习重建(DLR)联合Smart去金属伪影(MAR)算法在口腔金属植入物患者头颈CT血管成像(CTA)中的应用价值。方法:选择郑州大学第一附属医院2023年2月至6月口腔有不可拆卸金属植入物行头颈CTA的患者70例,采用以下3种方法重建图像... 详细信息

目的:探讨深度学习重建(DLR)联合Smart去金属伪影(MAR)算法在口腔金属植入物患者头颈CT血管成像(CTA)中的应用价值。方法:选择郑州大学第一附属医院2023年2月至6月口腔有不可拆卸金属植入物行头颈CTA的患者70例,采用以下3种方法重建图像:基于混合模型的自适应迭代重建(ASIR-V)50%算法(IR),ASIR-V50%联合Smart MAR算法(IR-S),高水平DLR联合Smart MAR算法(DLR-S)。测量不受伪影影响的颈内动脉C1段和头夹肌感兴趣区CT值的标准差(SD)2和SD4,作为图像噪声指标;计算颈内动脉C1段和舌部的金属伪影指数(AI)1和AI2;对颈内动脉C1段和口腔整体图像质量进行主观评分。结果:与IR组和IR-S组比较,DLR-S组SD2和SD4降低(P<0.05)。与IR组比较,IR-S组和DLR-S组AI1、AI2降低;与IR-S组比较,DLR-S组AI1、AT2降低(P<0.05)。与IR组比较,IR-S组和DLR-S组口腔整体和颈内动脉C1段图像质量主观评分均增高;与IR-S组比较,DLR-S组图像质量主观评分增高(P<0.05),9例患者舌部可见新的伪影。结论:Smart MAR联合DLR可减少口腔植入物造成的金属伪影,提高头颈CTA图像质量。但Smart MAR可能引入新的伪影,需联合未加入Smart MAR的图像进行分析。

关键词：深度学习重建口腔金属植入物金属伪影 CT血管成像 Smart去金属伪影算法

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胃癌双能量CT低keV深度学习重建图像与常规图像对比研究

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中华放射学杂志 2024年第8期58卷 836-842页

作者：袁梦晨刘译阳梁何俊陈林赵帅尤亚茹高剑波郑州大学第一附属医院放射科河南省医学影像国际联合实验室河南省消化肿瘤影像重点实验室 450052 首都医科大学宣武医院消化科 100053

目的将深度学习图像重建（DLIR）算法与双能量CT（DECT）结合，评估胃癌低keV单能图像质量，并与常规自适应统计迭代重建（ASiR-V）算法图像进行比较。方法该研究为横断面研究，前瞻性收集2022年9月至2023年3月郑州大学第一附属医院3... 详细信息

目的将深度学习图像重建（DLIR）算法与双能量CT（DECT）结合，评估胃癌低keV单能图像质量，并与常规自适应统计迭代重建（ASiR-V）算法图像进行比较。方法该研究为横断面研究，前瞻性收集2022年9月至2023年3月郑州大学第一附属医院31例胃癌患者的DECT图像，基于动脉期和静脉期图像，使用DLIR算法分别在低、中、高强度水平下（DLIR-L、DLIR-M、DLIR-H）重建55 keV单能量图像，同时使用ASiR-V算法重建70 keV 40%混合系数（ASiR-V40%）图像。在图像客观评价中，分别在4组重建图像上计算病灶和肌肉的信噪比（SNR）、对比噪声比（CNR）。在图像的主观评价中，对各组重建图像的总体图像质量、病灶显示能力及诊断信心进行评分。4组间SNR和CNR的比较采用单因素重复测量方差分析或Friedman检验，评分的比较采用Friedman检验，用Bonferroni校正对事后两两比较进行调整。结果在客观评价中，动脉期和静脉期55 keV DLIR-H图像上CNR 病灶、SNR 病灶以及SNR 肌肉最高，且在70 keV ASiR-V40%、55 keV DLIR-L、DLIR-M以及DLIR-H图像上呈逐渐升高的趋势（ P 0.05），DLIR-M评分相似或略差，而DLIR-L图像质量评分下降（ P <0.05）。55 keV DLIR的各水平重建图像的病灶显示能力及诊断信心在动、静脉期均高于70 keV ASiR V40%图像（ P <0.05）。结论相比70 keV ASiR-V40%常规图像，55 keV DLIR-H图像具有更高的病灶对比度和诊断信心，且图像噪声更低。55 keV DLIR-M图像与70 keV ASiR-V40%的整体图像质量相当，但前者的病灶对比度和诊断信心更高。55 keV DLIR-L无法将图像质量提升至70 keV ASiR-V40%水平。

关键词：胃肿瘤体层摄影术,X线计算机深度学习图像重建

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基于CT影像组学和临床特征的肝门部胆管癌淋巴结转移风险预测模型的建立和验证

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中华放射学杂志 2024年第4期58卷 409-415页

作者：詹鹏超刘珂衍刘星蒋涵羽吕培杰高剑波郑州大学第一附属医院放射科郑州450052 郑州大学医学院郑州450052 四川大学华西医院放射科成都610041

目的建立并验证预测肝门部胆管癌(HCCA)淋巴结转移(LNM)风险的基于临床特征和CT影像组学的模型。方法该研究为病例对照研究。回顾性分析2016年1月至2022年1月郑州大学第一附属医院经手术病理确诊的158例HCCA患者资料,使用随机分层抽样... 详细信息

目的建立并验证预测肝门部胆管癌(HCCA)淋巴结转移(LNM)风险的基于临床特征和CT影像组学的模型。方法该研究为病例对照研究。回顾性分析2016年1月至2022年1月郑州大学第一附属医院经手术病理确诊的158例HCCA患者资料,使用随机分层抽样方法按6∶4的比例将患者随机分为训练集(95例)和内部验证集(63例),根据术后病理结果训练集中LNM阳性31例、LNM阴性64例,内部验证集中LNM阳性22例、LNM阴性41例。2018年10月至2021年6月于四川大学华西医院回顾性收集50例HCCA患者作为外部验证集,LNM阳性21例、LNM阴性29例。采用多因素逻辑回归分析筛选出临床特征建立临床模型;使用3D Slicer软件提取静脉期CT影像组学特征,采用最小绝对收缩和选择算子回归算法建立影像组学模型;联合临床特征和影像组学分数构建临床-影像组学模型,并构建列线图。采用受试者操作特征曲线下面积(AUC)评估模型的预测效能,AUC的比较采用DeLong检验,绘制校准曲线和决策曲线评估模型的校准度和临床净获益。结果临床N(cN)分期是LNM的独立风险因素(OR=6.86,95%CI 2.70~18.49,P<0.001),建立临床模型;筛选12个最佳特征构建影像组学模型;联合cN分期、影像组学分数建立临床-影像组学模型列线图。临床模型、影像组学模型、临床-影像组学模型列线图在外部验证集中的AUC(95%CI)分别为0.706(0.576~0.836)、0.768(0.637~0.899)、0.803(0.680~0.926),列线图的AUC优于临床模型和影像组学模型的AUC,差异有统计学意义(Z=2.01、2.21,P=0.044、0.027)。校准曲线及决策曲线显示模型拟合良好,可为患者提供临床净获益。结论结合cN分期和CT影像组学特征构建的临床-影像组学模型列线图可有效评估HCCA患者LNM风险。

关键词：胆管上皮癌体层摄影术,X线计算机淋巴结转移影像组学列线图

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术前CT影像组学联合CT及病理特征预测局部进展期食管鳞癌术后早期复发

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中国医学影像技术 2024年第6期40卷 863-868页

作者：邢静静刘译阳周悦詹鹏超王睿柴亚如吕培杰高剑波郑州大学第一附属医院放射科河南郑州450052

目的观察术前CT影像组学联合病理及CT特征预测局部进展期食管鳞癌(LAESCC)早期复发(ER)的价值。方法回顾性分析334例LAESCC,按7∶3比例将患者分为训练集(n=234)或验证集(n=100),对其进行随访,记录术后有无ER(即术后12个月内肿瘤复发)。... 详细信息

目的观察术前CT影像组学联合病理及CT特征预测局部进展期食管鳞癌(LAESCC)早期复发(ER)的价值。方法回顾性分析334例LAESCC,按7∶3比例将患者分为训练集(n=234)或验证集(n=100),对其进行随访,记录术后有无ER(即术后12个月内肿瘤复发)。采用单因素及多因素logistic回归比较训练集有、无ER患者临床、CT表现及术前病理资料,筛选ER独立危险因素,构建CT-术前病理模型。基于训练集静脉期CT图像提取及筛选LAESCC影像组学特征并建立影像组学模型,以之联合独立危险因素建立联合模型。绘制受试者工作特征(ROC)曲线,计算曲线下面积(AUC),评估各模型诊断效能。结果334例中,168例ER、166例无ER;训练集有、无ER均为117例、验证集51例ER、49例无ER。CT显示LAESCC长度、cT分期、cN分期及术前病理分化程度均为ER独立危险因素(P均<0.05);CT-术前病理模型在训练集和验证集的AUC分别为0.759和0.783。共选出10个最佳影像组学特征,以之建立的影像组学模型在训练集和验证集的AUC分别为0.770和0.730,联合模型在训练集和验证集的AUC分别为0.838和0.826。联合模型在训练集的AUC高于术前CT-病理模型及影像组学模型(P均<0.01)。结论CT影像组学联合CT及术前病理特征能有效预测LAESCC术后ER。

关键词：食管肿瘤癌鳞状细胞体层摄影 X线计算机影像组学肿瘤复发局部

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不同双能CT虚拟单能谱图像衍生影像组学特征的可重复性:实验研究

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中国医学影像技术 2024年第5期40卷 712-717页

作者：詹鹏超刘星李亚华吴锟鹏李臻吕培杰梁盼高剑波郑州大学第一附属医院放射科河南郑州450052 郑州大学第一附属医院放射介入科河南郑州450052 河南省介入治疗与临床研究中心河南郑州450052

目的比较3种双能CT(DECT)系统在不同条件下所获VX2兔肝肿瘤模型虚拟单能谱图像(VMI)增强CT影像组学特征(RF)的可重复性及其与诊断效能的关系。方法将15只VX2兔肝肿瘤模型随机均分为3组,分别接受采用双源DECT(dsDECT)、快速kV切换DECT(rs... 详细信息

目的比较3种双能CT(DECT)系统在不同条件下所获VX2兔肝肿瘤模型虚拟单能谱图像(VMI)增强CT影像组学特征(RF)的可重复性及其与诊断效能的关系。方法将15只VX2兔肝肿瘤模型随机均分为3组,分别接受采用双源DECT(dsDECT)、快速kV切换DECT(rsDECT)或双层探测器DECT(dlDECT)于不同体积CT剂量指数(CTDIvol)(6、9及12 mGy)下腹部增强CT扫描,于40~140 keV内每间隔10 keV重建单能图像并提取RF;以组内相关系数(ICC)计算RF可重复性,以ICC≥0.80为可重复RF,比较不同CT仪配对之间及不同CTDIvol下可重复RF占比(R),以及相同CTDIvol下不同CT仪配对可重复RF数量(N)最大值相应重建能量水平;绘制受试者工作特征(ROC)曲线,计算曲线下面积(AUC),比较最佳可重复条件下可重复RF与其他RF的诊断效能,计算RF的ICC与相应AUC的Spearman相关系数。结果R rsDECT-dsDECT[6.45%,95%CI(2.36%,8.87%)]高于R dlDECT-dsDECT[0.72%,95%CI(0.15%,1.79%)]及R rsDECT-dlDECT[1.43%,95%CI(0.60%,4.06%)](校正P均<0.05);R_(9mGy)[3.70%,95%CI(1.31%,5.73%)]及R_(12mGy)[2.63%,95%CI(0.60%,6.69%)]高于R_(6mGy)[1.31%,95%CI(0.12%,1.55%)](校正P均<0.05)。6、9及12 mGy下,RF最佳可重复重建能量水平集中于50~70 keV,可重复RF的AUC均高于其他RF(校正P均<0.05),且RF可重复性与诊断效能相关(r s=0.102~0.516,P<0.05)。结论兔肝肿瘤模型VMI CT增强图像RF可重复性与DECT设备、CTDIvol水平及重建能量水平相关,可重复RF可能诊断效能更佳。

关键词：肝肿瘤,实验性兔体层摄影术,X线计算机影像组学可重复性,结果

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Efficient quantum dot infrared solar cells with enhanced lowenergy photon conversion via optical engineering

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Nano Research 2023年第2期16卷 2392-2398页

作者： Sisi Liu Ming-Yu Li Kao Xiong jianbo gao Xinzheng Lan Daoli Zhang Liang gao Jianbing Zhang Jiang Tang School of Science Wuhan University of TechnologyWuhan 430070China School of Optical and Electronic Information Wuhan National Laboratory for Optoelectronics(WNLO)Huazhong University of Science and Technology(HUST)Wuhan 430074China Department of Chemistry Brock UniversitySt.CatharinesON L2S 3A1Canada Wenzhou Advanced Manufacturing Technology Research Institute Huazhong University of Science and TechnologyWenzhou 325035China Shenzhen Huazhong University of Science and Technology Research Institute Shenzhen 518057China Optics Valley Laboratory Wuhan 430074China

Infrared(IR)solar cells are promising devices for improving the power conversion efficiency(PCE)of conventional solar cells by expanding the utilization region of the sunlight spectrum to near-infrared *** solar cells based on colloidal quantum dots(QDs)have attracted extensive attention due to the widely tunable absorption spectrum controlled by dot size and the unique solution ***,the trade-off in QD solar cells between light absorption and photo-generated carrier collection has limited the further improvement of ***,we present high-performance PbS QD IR solar cells resulting from the combination of boosted light absorption and optimized carrier *** constructing an optical resonance cavity,the light absorption is significantly enhanced in the range of 1,150–1,300 nm at a relatively thin photoactive ***,the thin photoactive layer facilitates efficient carrier ***,the PbS QD IR solar cells exhibit a highly efficient photoelectric conversion in the IR region,resulting in a high IR PCE of 1.3%which is comparable to the highest value of solution-processed IR solar cells based on PbSe *** results demonstrate that constructing an optical resonance cavity is a reasonable strategy for effective conversion of photons in the devices aiming at light in a relatively narrow wavelength range,such as IR solar cells and narrow band photodetectors.

关键词： infrared solar cells PbS quantum dots optical resonance carrier extraction

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