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Deep neural network based on multi-level wavelet and attention for structured illumination microscopy

Journal of Innovative Optical Health Sciences 2024年第2期17卷 12-23页

作者： yanwei zhang Song Lang Xuan Cao Hanqing Zheng Yan Gong School of Biomedical Engineering(Suzhou)Division of Life Sciencesand Medicine University of Science and Technology of China Hefei Anhui230026P.R.China Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology Chinese Academy of Sciences Suzhou Jiangsu 215163P.R.China School of Physical Science and Technology Suzhou University of Science and Technology Suzhou Jiangsu 215009P.R.China

Structured illumination microscopy(SIM)is a popular and powerful super-resolution(SR)technique in biomedical ***,the conventional reconstruction algorithm for SIM heavily relies on the accurate prior knowledge of illumination patterns and signal-to-noise ratio(SNR)of raw *** obtain high-quality SR images,several raw images need to be captured under high fluorescence level,which further restricts SIM’s temporal resolution and its *** learning(DL)is a data-driven technology that has been used to expand the limits of optical *** this study,we propose a deep neural network based on multi-level wavelet and attention mechanism(MWAM)for *** results show that the MWAM network can extract high-frequency information contained in SIM raw images and accurately integrate it into the output image,resulting in superior SR images compared to those generated using wide-field images as input *** also demonstrate that the number of SIM raw images can be reduced to three,with one image in each illumination orientation,to achieve the optimal tradeoff between temporal and spatial ***,our MWAM network exhibits superior reconstruction ability on low-SNR images compared to conventional SIM *** have also analyzed the adaptability of this network on other biological samples and successfully applied the pretrained model to other SIM systems.

关键词： Super-resolution reconstruction multi-level wavelet packet transform residual channel attention selective kernel attention

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Enhanced Photocatalytic Activity of Z-scheme Meso-BiVO_(4)-Au-CdS for Degradation of Rhodamine B

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2024年第4期39卷 869-876页

作者：张雁伟 WANG Yanze LI Junguo XIE Jingjing 王文宣 FU Zhengyi State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of TechnologyWuhan 430070China Hubei Longzhong Laboratory Xiangyang 441000China

We synthesized BiVO_(4)mesocrystals with ordered assembly structure,and studied the structural order and the relationship between the photodegradation of Rhodamine *** nanoparticles(NPs)were successfully loaded onto Meso-BiVO_(4)by light-assisted induction,and Cd nanoparticles were further selected to be deposited on Au nanoparticles to form Z-scheme photocatalyst Meso-BiVO_(4)-Au-CdS *** try and propose to analyze its ordered assembly structure by XRD for the first *** results show that Meso-BiVO_(4)is a mesocrystal with highly exposed(001)plane and directional assembly *** charge separation efficiency of all samples was studied by PL *** results show that the Z-scheme Meso-BiVO_(4)-Au-CdS can promote the charge separation and obtain the best carrier separation ***,it has the best photocatalytic activity in the experiment of photocatalytic degradation of rhodamine *** main active species in the degradation process were confirmed by free radical trapping experiment,and the degradation mechanism was put forward.

关键词： biomineralization photosynthesis mesocrystal photocatalysis TiO_(2) BiVO_(4)

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《东大寺献物帐》所载画屏风中“大唐样式”画题考

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美术 2024年第8期 100-109页

作者：张焱维刘瑜东华大学服装与艺术设计学院

日本正仓院藏《东大寺献物帐》是记载其宝物来源的初始文字记录,具有重要的文本参照价值。本文通过其中所载画屏风条目的整理解读,结合正仓院文书《杂物出入帐》中条目补充,以及现存同时期中日两国相关图像及文献资料,考证其中“大唐样... 详细信息

日本正仓院藏《东大寺献物帐》是记载其宝物来源的初始文字记录,具有重要的文本参照价值。本文通过其中所载画屏风条目的整理解读,结合正仓院文书《杂物出入帐》中条目补充,以及现存同时期中日两国相关图像及文献资料,考证其中“大唐样式”画题的构成与图式。“大唐样式”画题涵盖了描绘盛唐宫廷生活的时样、盛唐前带有训鉴意味的古样、寻仙访道三个类别,分别对应了屏风的欣赏、劝诫、供奉三大功能。帐中所载画屏风被作为奈良宫廷中重要的政治文化装备,足见“唐风文化”对日本的影响之深。

关键词：东大寺献物帐屏风画唐物大唐样式美术交流

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《东大寺献物帐》所载七条刺纳树皮色袈裟

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纺织高校基础科学学报 2024年第1期37卷 111-117页

作者：刘瑜张焱维东华大学服装与艺术设计学院上海200051

对正仓院文书《东大寺献物帐》所载七条刺纳树皮色袈裟进行考证研究,以解读袈裟的宗教及政治意义。运用多重证据法,结合原始文献、图像与实物资料,分析帐目中所载袈裟的服装制式得出:七条袈裟服用规格并不高;色彩遵循佛教教义着坏色;面... 详细信息

对正仓院文书《东大寺献物帐》所载七条刺纳树皮色袈裟进行考证研究,以解读袈裟的宗教及政治意义。运用多重证据法,结合原始文献、图像与实物资料,分析帐目中所载袈裟的服装制式得出:七条袈裟服用规格并不高;色彩遵循佛教教义着坏色;面料材质包含绢、绫、絁,工艺为刺纳,均精致考究;穿着样式可能不似汉制,为双肩披覆;作为自用爱物的袈裟,可为圣武天皇平衡其佛教徒、统治者2种身份。

关键词：袈裟《东大寺献物帐》正仓院奈良时代圣武天皇

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INBONEⅡ和INFINITY型人工踝关节的生物力学特征分析

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医用生物力学 2024年第5期39卷 873-880页

作者：王闯张小刚张延伟靳忠民西南交通大学机械工程学院成都610031 山东大学齐鲁医院骨科济南250012 山东大学医学融合与实践中心济南250012

目的评估人工踝关节INBONEⅡ和INFINITY全踝关节置换术(total ankle arthroplasty,TAA)后生物力学特征差异,为患者提供更加科学和个体化的治疗选择。方法基于骨肌(musculoskeletal,MSK)多体动力学(multibody dynamics,MBD)软件AnyBody,建立患者个体化TAA下肢MSK MBD模型。预测踝关节接触力、踝关节运动和人工踝关节关节面接触特征。结果人工踝关节关节面几何形状对踝关节接触力没有显著影响,但会对活动度和关节面接触特征造成影响。相比于INBONEⅡ,INFINITY冠状面关节面弧高较低,内翻-外翻和外旋-内旋运动分别增加7.91%和2.61%;矢状面匹配度较低,后移-前移和下移-上移运动分别减小21.75%和21.23%,内移-外移运动增加49.26%;INFINITY匹配度较低,内侧、外侧和总关节面接触面积分别减少18.48%、30.42%和26.36%,但接触压力中心运动轨迹集中在距骨组件边缘内侧,避免边缘接触应力集中,降低关节脱位和胫骨衬垫过早磨损的风险。结论INFINITY型人工踝关节更小的几何限制,表现出更好的生物力学性能,更有利于恢复术后踝关节运动功能。

关键词：人工踝关节全踝关节置换骨肌多体动力学生物力学特征

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Long non-coding RNA-AK138945 regulates myocardial ischemia-reperfusion injury via the miR-1-GRP94 signaling pathway

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Frigid Zone Medicine 2024年第1期4卷 31-40页

作者： Yanying Wang Jian Huang Han Sun Jie Liu Yingchun Shao Manyu Gong Xuewen Yang Dongping Liu Zhuo Wang Haodong Li yanwei zhang Xiyang zhang Zhiyuan Du Xiaoping Leng Lei Jiao Ying zhang State Key Laboratory of Frigid Zone Cardiovascular Diseases and Pharmacology Department of Pharmacy college of Harbin Medical UniversityHarbin 150081China The Fourth Department of Medical Oncology Harbin Medical University Cancer HospitalHarbin 150040China Department of Ultrasound Imaging the Second Affiliated Hospital of Harbin Medical UniversityHarbin 150086China Cancer Institute The Affiliated Hospital of Qingdao UniversityQingdao UniversityQingdao Cancer InstituteQingdao 266071China College of Bioinformatics Science and Technology Harbin Medical UniversityHarbin 150081China

Objective:Myocardial ischemia-reperfusion injury(MIRI)is one of the leading causes of death from cardiovascular disease in humans,especially in individuals exposed to cold *** non-coding RNAs(lncRNAs)regulate MIRI through multiple *** study explored the regulatory effect of lncRNA-AK138945 on myocardial ischemia-reperfusion injury and its ***:In vivo,8-to 12-weeks-old C57BL/6 male mice underwent ligation of the left anterior descending coronary artery for 50 minutes followed by reperfusion for 48 *** vitro,the primary cultured neonatal mouse ventricular cardiomyocytes(NMVCs)were treated with 100μmol/L hydrogen peroxide(H_(2)O_(2)).The knockdown of lncRNA-AK138945 was evaluated to detect cardiomyocyte apoptosis,and a glucose-regulated,endoplasmic reticulum stress-related protein 94(GRP94)inhibitor was used to detect myocardial ***:We found that the expression level of lncRNA-AK138945 was reduced in MIRI mouse heart tissue and H2O2-treated ***,the proportion of apoptosis in cardiomyocytes increased after lncRNA-AK138945 was *** expression level of Bcl2 protein was decreased,and the expression level of Bad,Caspase 9 and Caspase 3 protein was *** further study found that miR-1a-3p is a direct target of lncRNA-AK138945,after lncRNA-AK138945 was silenced in cardiomyocytes,the expression level of miR-1a-3p was increased while the expression level of its downstream protein GRP94 was ***,treatment with a GRP94 inhibitor(PU-WS13)intensified H2O2-induced cardiomyocyte *** overexpression of FOXO3,the expression levels of lncRNA-AK138945 and GRP94 were increased,while the expression levels of miR-1a-3p were ***:LncRNA-AK138945 inhibits GRP94 expression by regulating miR-1a-3p,leading to cardiomyocyte *** transcription factor Forkhead Box Protein O3(FOXO3)participates in cardiomyocyte apoptosis induced by endoplasmic reticulum s

关键词： myocardial ischemia reperfusion lncRNA apoptosis microRNAGRP94

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集装箱港口多码头泊位联合分配优化研究

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中国工程机械学报 2024年第3期22卷 293-298页

作者：张艳伟王楠朱凌坤武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 水路交通控制全国重点实验室湖北武汉430063

多码头泊位联合分配是港口资源整合、提升服务水平的重要手段。针对集装箱港口多码头泊位计划,考虑不同码头泊位条件、岸桥能力等因素,构建多码头泊位-岸桥集成分配数学模型。设计改进灰狼算法(IGWO),利用离散化映射进行编码设计,基于... 详细信息

多码头泊位联合分配是港口资源整合、提升服务水平的重要手段。针对集装箱港口多码头泊位计划,考虑不同码头泊位条件、岸桥能力等因素,构建多码头泊位-岸桥集成分配数学模型。设计改进灰狼算法(IGWO),利用离散化映射进行编码设计,基于优胜劣汰法实现种群动态进化。设计算例,将IGWO与果蝇算法和粒子群算法进行对比。结果显示:IGWO算法优化结果分别提升16.6%和21.1%;利用IGWO对不同船舶到港密度泊位算例进行求解,其中,多码头泊位分配可有效减少总时间成本及延误船舶数量,节省岸线资源约10%。结果表明:设计的模型及算法可有效解决多码头泊位联合分配问题。

关键词：集装箱港口多码头资源分配泊位计划泊位-岸桥集成分配灰狼算法

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基于D3QN-PER的集装箱码头IGV任务动态分配研究

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中国工程机械学报 2024年第2期22卷 152-157页

作者：张艳伟莫满华秦威武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室湖北武汉430063 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对自动化集装箱码头智能导引车(IGV)作业环境动态、作业过程受电池电量约束等问题,研究不确定环境下考虑充电的IGV任务动态分配方法。分析不同载重下IGV充放电过程,提出基于电量区间自主决策的充电策略。为规避动态环境下IGV作业时间... 详细信息

针对自动化集装箱码头智能导引车(IGV)作业环境动态、作业过程受电池电量约束等问题,研究不确定环境下考虑充电的IGV任务动态分配方法。分析不同载重下IGV充放电过程,提出基于电量区间自主决策的充电策略。为规避动态环境下IGV作业时间不确定对装卸效率的影响,以IGV和集装箱任务信息为状态空间,以集装箱分配规则为备选动作,综合装卸等待成本、IGV搬运成本和充电成本设计即时奖励,基于深度强化学习构建面向IGV任务分配的马尔可夫模型。为克服传统深度Q网络(DQN)过估计、收敛困难和训练不稳定问题,设计集成优先级经验回放(PER)机制和决斗双重深度Q网络(D3QN)结构的D3QN-PER算法。实验结果表明:D3QN-PER算法比单一规则决策和随机决策的IGV搬运任务总完工时间平均分别改进4.60%和12.05%,具有更好的收敛性能和训练稳定性。

关键词：自动化集装箱码头智能导引车(IGV) 动态分配自主充电深度强化学习

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多聚焦显微图像融合算法

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激光与光电子学进展 2024年第6期61卷 322-330页

作者：付宏语巩岩汪路涵张艳微郎松张志郑汉青中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州)生命科学与医学部江苏苏州215163 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所医用光学技术研究室江苏苏州215163

在显微成像过程中,受系统景深限制,沿光轴方向不同层面之间聚焦位置存在显著差异,同时不同层面的显微图像存在部分聚焦区域重叠,现有多聚焦融合算法往往无法并行提取和融合多幅显微图像中最清晰的聚焦部分。提出一种多聚焦显微图像融合... 详细信息

在显微成像过程中,受系统景深限制,沿光轴方向不同层面之间聚焦位置存在显著差异,同时不同层面的显微图像存在部分聚焦区域重叠,现有多聚焦融合算法往往无法并行提取和融合多幅显微图像中最清晰的聚焦部分。提出一种多聚焦显微图像融合算法,首先构造了一种类高斯四邻域梯度算子并结合快速引导滤波,实现高频聚焦信息的提取;同时针对大视场显微图像序列中存在聚焦信息重叠、像素数量大的情况,引入了一种小区域聚焦度量方法,提高了对聚焦清晰区域高频信息提取的能力,实现了多图最佳聚焦点的融合。拍摄3组包括4 mm和2 mm对角线视场的多聚焦显微图像序列进行测试,相较5种常用多聚焦图像融合算法,所提算法的峰值信噪比平均提高了2.4772,结构相似性指数达0.9400以上,对聚焦清晰区域有更好的融合效果,融合图像细节丰富且清晰度高,能够满足大视场多聚焦显微图像融合的准确性要求。

关键词：图像处理多聚焦显微图像引导滤波聚焦信息检测多图融合

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基于群组独立成分分析的2型糖尿病患者动态脑功能网络连接特征分析研究

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磁共振成像 2024年第7期15卷 46-50,69页

作者：张戈张艳伟刘太元王涵魏巍王梅云河南省人民医院影像科郑州450003 白求恩国际和平医院(联勤保障部队第980医院)放射诊断科石家庄050051

目的通过动态脑网络特征分析的方法探索2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)认知功能正常患者的自发神经活动改变。材料与方法本研究前瞻性纳入39名认知功能正常的T2DM患者及年龄、性别、文化程度与T2DM患者相匹配的同等数量... 详细信息

目的通过动态脑网络特征分析的方法探索2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)认知功能正常患者的自发神经活动改变。材料与方法本研究前瞻性纳入39名认知功能正常的T2DM患者及年龄、性别、文化程度与T2DM患者相匹配的同等数量的健康对照者,两组患者均行3.0 T静息态脑功能磁共振扫描。图像经预处理后,使用GIFT工具包进行动态脑网络分析,提取动态功能连接指标并比较组间差异,并分析以上指标与T2DM患者临床指标的相关性。结果与对照组相比,T2DM患者在state5中的平均滞留时间和时间分数显著高于健康对照组(P=0.014、0.039),并且初级视觉网络和突显网络的功能连接显著升高(P=0.027),空间视觉网络和基底节网络的功能连接显著降低(P=0.044),然而上述动态脑功能指标与空腹血糖值等临床指标无显著相关性(P均>0.05)。结论认知功能正常T2DM患者的动态脑功能连接模式以及视觉相关网络的动态功能连接存在异常改变,这为理解T2DM相关神经病理机制提供了一定的借鉴意义。

关键词： 2型糖尿病认知障碍静息态功能磁共振成像磁共振成像独立成分分析动态功能网络连接

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