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U-Net-based deep learning for tracking and quantitative analysis of intracellular vesicles in time-lapse microscopy images

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Journal of Innovative Optical Health Sciences 2022年第5期15卷 63-73页

作者： Zhichao Liu Heng Zhang luhong jin jincheng Chen Alexander Nedzved Sergey Ablameyko Qing Ma Jiahui Yu Yingke Xu Department of Biomedical Engineering MOE Key Laboratory of Biomedical Engineering State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation Zhejiang Provincial Key Laboratory of Cardio-Cerebral Vascular Detection Technology and Medicinal Effectiveness Appraisal Zhejiang University Hangzhou 310027P.R.China Alibaba-Zhejiang University Joint Research Center of Future Digital Healthcare Hangzhou 310027P.R.China National Academy of Sciences United Institute of Informatics Problems Belarusian State University Minsk 220012Republic of Belarus§Hangzhou Dowell Photonics Measurement Company Limited Hangzhou 310000P.R.China Binjiang Institute of Zhejiang University Hangzhou 310053 P.R.China Department of Endocrinology Children's Hospital of Zhejiang University School of Medicine National Clinical Research Center for Children's Health Hangzhou 310051 China

Fluorescence microscopy has become an essential tool for biologists,to visualize the dynamics of intracellular structures with specific *** measuring the dynamics of moving objects inside the cell is pivotal for understanding of the underlying regulatory ***-containing vesicles are involved in various biological processes such as material transportation,organelle interaction,and hormonal regulation,whose dynamic characteristics are signi¯cant to disease diagnosis and drug *** some algorithms have been developed for vesicle tracking,most of them have limited performance when dealing with images with low resolution,poor signal-to-noise ratio(SNR)and complicated ***,we proposed a novel deep learning-based method for intracellular vesicle *** trained the U-Net for vesicle localization and motion classification,with demonstrates great performance in both simulated datasets and real biological *** combination with fan-shaped tracker(FsT)we have previously developed,this hybrid new algorithm significantly improved the performance of particle tracking with the function of subsequently automated vesicle motion ***,its performance was further demonstrated in analyzing with vesicle dynamics in different temperature,which achieved reasonable ***,we anticipate that this novel method would have vast applications in analyzing the vesicle dynamics in living cells.

关键词： Deep learning image processing vesicle tracking fluorescence microscopy U-Net.

超分辨显微成像中荧光单分子定位算法的研究进展

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中国生物医学工程学报 2020年第2期39卷 229-237页

作者：林婉妮金璐红许迎科浙江大学生物医学工程系生物医学工程教育部重点实验室浙江省心脑血管检测技术与药效评价重点实验室杭州310027

超分辨显微成像技术的发展,可为生物医学的研究提供前所未有的机会。基于单分子定位的超分辨显微成像技术由于其相对简单的硬件结构,在生物医学领域的应用较为广泛。单分子定位的超分辨成像巧妙利用荧光发光的特点,针对少量离散的随机... 详细信息

超分辨显微成像技术的发展,可为生物医学的研究提供前所未有的机会。基于单分子定位的超分辨显微成像技术由于其相对简单的硬件结构,在生物医学领域的应用较为广泛。单分子定位的超分辨成像巧妙利用荧光发光的特点,针对少量离散的随机发光的荧光分子进行成像,再通过拟合分析实现单分子的高精度空间定位。在这一过程中,荧光单分子的定位算法及图像处理速度显得尤其关键。对单分子定位成像算法的基本原理进行阐述,包括模型和估计器的选择以及重建结果的评估等内容。同时针对拟合方法和功能的不同,对10余种算法进行分类和比较,并选取具有代表性的算法展开讨论和分析,希望对未来开展相关研究提供一定的参考。

关键词：单分子定位算法超分辨显微成像点扩散函数图像处理

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深度学习在超分辨显微成像中的应用研究进展

激光与光电子学进展 2021年第24期58卷 92-105页

作者：陆青霜金璐红许迎科浙江经贸职业技术学院人文旅游系浙江杭州310018 浙江大学生物医学工程系生物医学工程教育部重点实验室浙江省心脑血管检测技术与药效评价重点实验室浙江杭州310027

荧光超分辨显微成像技术的发展使得人们有望以前所未有的时空分辨率来实现细胞内动态生命活动的纳米尺度探测。传统超分辨显微成像技术需要较强的激发光源或采集数量较多的原始数据用于图像重建,因此在活细胞动态实时成像应用中存在不... 详细信息

荧光超分辨显微成像技术的发展使得人们有望以前所未有的时空分辨率来实现细胞内动态生命活动的纳米尺度探测。传统超分辨显微成像技术需要较强的激发光源或采集数量较多的原始数据用于图像重建,因此在活细胞动态实时成像应用中存在不足。深度学习驱动的超分辨成像新技术的研究,有望在多个方面突破现有超分辨成像技术的发展瓶颈。从超分辨成像技术的原理出发,分析了传统超分辨成像技术的不足,总结阐述了深度学习技术在超分辨显微成像领域中的最新应用及未来的研究方向与面临的挑战。

关键词：医用光学荧光成像超分辨显微成像深度学习图像重建

4 F MPA1导管经右肘静脉完成双侧肾上腺静脉同步采血可行性和安全性研究——附51例报道

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介入放射学杂志 2024年第2期33卷 176-181页

作者：李庆安王清鹤余铭李禄洪温俊伟沈双玉褚佳丽吴俊霞靳怡李元昊湖北文理学院附属医院(襄阳市中心医院)全科医学科湖北襄阳441021 广东医科大学公共卫生学院

目的探讨2根4F MPA1导管经右肘静脉行双侧肾上腺静脉同步采血术(AVS)的可行性和安全性。方法连续纳入2021年10月至2022年10月在襄阳市中心医院需行AVS的51例原发性醛固酮增多症患者,采用2根4F MPA1导管(其中1根塑形成猪尾形)经右肘静... 详细信息

目的探讨2根4F MPA1导管经右肘静脉行双侧肾上腺静脉同步采血术(AVS)的可行性和安全性。方法连续纳入2021年10月至2022年10月在襄阳市中心医院需行AVS的51例原发性醛固酮增多症患者,采用2根4F MPA1导管(其中1根塑形成猪尾形)经右肘静脉行双侧同步AVS。统计选用导管、双侧肾上腺静脉同步采血成功率、并发症发生率。结果对右肾上腺静脉均使用4 F MPA1导管,左肾上腺总干静脉、左肾上腺中央静脉均使用经特殊塑形的4 F MPA1导管。双侧同步AVS成功率为92.2%(47/51)。发生1例(1.96%)肾上腺血肿。结论经右肘静脉使用2根4 F MPA1导管行双侧同步AVS,导管选择及操作简单、创伤小、安全可行,但因样本量小,仍需进一步研究验证。

关键词： 4 F MPA1导管右肘静脉肾上腺静脉采血同步采血原发性醛固酮增多症

Superconductivity above 70 K observed in lutetium polyhydrides

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2023年第6期66卷 95-100页

作者： Zhiwen Li Xin He Changling Zhang Ke Lu Baosen Min Jun Zhang Sijia Zhang Jianfa Zhao Luchuan Shi Yi Peng Shaomin Feng Zheng Deng jing Song Qingqing Liu Xiancheng Wang Richeng Yu luhong Wang Yingzhe Li Jay D.Bass Vitali Prakapenka Stella Chariton Haozhe Liu Changqing jin Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics Institute of PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing100190China School of Physical Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing100190China Songshan Lake Materials Laboratory Dongguan523808China Shanghai Advanced Research in Physical Sciences Shanghai201203China Department of Geology University of Illinois at Urbana ChampaignUrbana61801USA Center for Advanced Radiations Sources University of ChicagoChicago60637USA Center for High Pressure Science&Technology Advanced Research Beijing100094China

The binary polyhydrides of heavy rare earth lutetium that shares a similar valence electron configuration to lanthanum have been experimentally discovered to be *** lutetium polyhydrides were successfully synthesized at high pressure and high temperature conditions using a diamond anvil cell in combinations with the in-situ high pressure laser heating *** resistance measurements as a function of temperature were performed at the same pressure of synthesis in order to study the transitions of superconductivity(SC).The superconducting transition with a maximum onset temperature(Tc)71 K was observed at pressure of 218 GPa in the *** Tcdecreased to 65 K when pressure was at 181 *** the evolution of SC at applied magnetic fields,the upper critical field at zero temperatureμ0Hc2(0)was obtained to be~36 *** in-situ high pressure X-ray diffraction experiments imply that the high TcSC should arise from the Lu4H23phase with Pm3n symmetry that forms a new type of hydrogen cage framework different from those reported for previous light rare earth polyhydride superconductors.

关键词： lutetium polyhydrides superconductors at high pressures high pressure synthesis

脉冲直流电喷雾质谱法快速检测毛发中4种苯丙胺类药物

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色谱 2023年第12期41卷 1141-1148页

作者：米琨章文天闻路红王进国际竹藤中心北京100102 宁波华仪宁创智能科技有限公司浙江宁波315200 宁波大学高等技术研究院浙江宁波315211

苯丙胺类药物具有成瘾性和致幻性的特点,滥用问题严重。毛发具有易保存、稳定、可检测时限长的优势,是追溯长期药物滥用史的重要样本。针对现有苯丙胺类药物快速检测技术的不足,以及实验室仪器无法应用于现场快速检测等问题,本文将脉冲... 详细信息

苯丙胺类药物具有成瘾性和致幻性的特点,滥用问题严重。毛发具有易保存、稳定、可检测时限长的优势,是追溯长期药物滥用史的重要样本。针对现有苯丙胺类药物快速检测技术的不足,以及实验室仪器无法应用于现场快速检测等问题,本文将脉冲直流电喷雾电离(pulsed direct current electrospray ionization,Pulsed-DC-ESI)与便携式质谱仪联用,建立了毛发中4种苯丙胺类药物(苯丙胺、甲基苯丙胺、3,4-亚甲基二氧基苯丙胺、3,4-亚甲双氧基甲基苯丙胺)的快速检测方法。毛发以甲醇为提取溶剂,用研磨法提取,离心后取上清液,直接经Pulsed-DC-ESI离子化后进行质谱分析。实验优化了离子源参数,包括喷雾毛细管尖端内径、电极与待测溶液间距、喷雾电压等。结果表明,该方法可在20 s内完成4种供试药物的同时检测。苯丙胺的线性范围为1~25 ng/mg,甲基苯丙胺的线性范围为1~100 ng/mg,其他两种药物的线性范围为1~50 ng/mg,线性相关系数均大于0.99,4种苯丙胺类药物的检出限为0.1~0.2 ng/mg,定量限为1 ng/mg,加标回收率为86.6%~114.7%,日内精密度为4.14%~7.34%,日间精密度为3.71%~8.43%。将该方法应用于检测机构提供的2000份实际样品的快速检测,其中有5例甲基苯丙胺阳性样本被检出,与传统司法鉴定方法的结果一致。该方法具有检出限低、准确和快速等特点,适合于毛发中4种苯丙胺类药物的快速检测,同时解决了大型质谱仪无法便携移动和传统快检方法定量能力不足的问题,有助于提升一线缉毒现场对苯丙胺类药物的快速检测能力。

关键词：脉冲直流电喷雾电离苯丙胺类药物毛发快速检测

Modulation of energy spectrum and control of coherent microwave transmission at single-photon level by longitudinal field in a superconducting quantum circuit

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Chinese Physics B 2018年第7期27卷 339-344页

作者：郭学仪邓辉李贺康宋鹏涛王战苏鹭红李洁金贻荣郑东宁 Institute of Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100190 China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China

We study the effect of longitudinally applied field modulation on a two-level system using superconducting quantum circuits. The presence of the modulation results in additional transitions and changes the magnitude of the resonance peak in the energy spectrum of the qubit. In particular, when the amplitude ,λz and the frequency COl of the modulation field meet certain conditions, the resonance peak of the qubit disappears. Using this effect, we further demonstrate that the longitudinal field modulation of the Xmon qubit coupled to a one-dimensional transmission line could be used to dynamically control the transmission of single-photon level coherent resonance microwave.

关键词： longitudinal field modulation (LFM) superconducting quantum circuit microwave photonics

一种用于光电标签的高电源抑制比的低压差线性稳压器设计

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南开大学学报（自然科学版） 2018年第1期51卷 44-49页

作者：秦国轩靳萌萌毛陆虹天津大学电子信息工程学院天津300072

高电源抑制比低压差线性稳压器(LDO)采用UMC 0.18μm标准CMOS工艺进行流片,电路中采用偏置电流提升技术、偏置复用等技术来降低LDO的功耗.为保证LDO的稳定性,电路采用密勒补偿技术增强系统的相位裕度.同时,采用前馈结构来提高在低静态... 详细信息

高电源抑制比低压差线性稳压器(LDO)采用UMC 0.18μm标准CMOS工艺进行流片,电路中采用偏置电流提升技术、偏置复用等技术来降低LDO的功耗.为保证LDO的稳定性,电路采用密勒补偿技术增强系统的相位裕度.同时,采用前馈结构来提高在低静态电流时LDO的瞬态响应.输入电压为光电池所提供的2 V电压,输出电压为1.8 V,该稳压器的最大负载电流约为13 m A.当负载电流为2 m A时,电源抑制比约为-67d B,其带宽在6 k Hz左右.稳压器的静态电流约为32.2μA,芯片面积为320×224μm^2.

关键词：带隙基准低功耗电源抑制比频率补偿

适用于TD-SCDMA/TD-LTE协议发射机的可变带宽低通滤波器

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固体电子学研究与进展 2013年第5期33卷 441-446页

作者：金晨毛陆虹谢生张世林天津大学电子信息工程学院天津300072

采用UMC 0.18μm CMOS工艺,实现了一种符合TD-SCDMA/TD-LTE协议要求的发射机的可变带宽滤波器,设计选择七阶切比雪夫低通滤波器,采用有源电阻电容(active-RC)全差分滤波器结构,通过一阶滤波器级联三个二阶Tow-ThomasⅡ型滤波器结构构成... 详细信息

采用UMC 0.18μm CMOS工艺,实现了一种符合TD-SCDMA/TD-LTE协议要求的发射机的可变带宽滤波器,设计选择七阶切比雪夫低通滤波器,采用有源电阻电容(active-RC)全差分滤波器结构,通过一阶滤波器级联三个二阶Tow-ThomasⅡ型滤波器结构构成,用译码器控制电容阵列调节带宽,带宽设置为1.6MHz、3MHz、5MHz、10MHz和15MHz五种可切换值。滤波器芯片面积为1 059μm×867μm。测试结果表明,在1.8V电源电压下电路功耗为13mA,各个带宽符合设计要求,滤波器二倍频衰减度可以达到50dB以上,线性度指标三阶输入交调点(Input 3rd order intercept point,IIP3)为-4.385dBm。

关键词：时分同步码分多址时分长期演进可变带宽低通滤波器