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Transformers in medical image analysis

Intelligent Medicine 2023年第1期3卷 59-78页

作者： Kelei He Chen Gan Zhuoyuan Li Islem Rekik zihao yin Wen Ji Yang Gao Qian Wang Junfeng Zhang Dinggang Shen Medical School of Nanjing University NanjingJiangsu 210093China National Institute of Healthcare Data Science at Nanjing University NanjingJiangsu 210093China BASIRA Laboratory Faculty of Computer and Informatics EngineeringIstanbul Technical UniversityIstanbulTurkey School of Science and Engineering ComputingUniversity of DundeeUK State Key Laboratory for Novel Software Technology Nanjing UniversityNanjingJiangsu 210093China School of Biomedical Engineering ShanghaiTech UniversityShanghai 201210China Department of Research and Development Shanghai United Imaging Intelligence Co.Ltd.Shanghai 200030China Shanghai Clinical Research and Trial Center Shanghai 201703China

Transformers have dominated the field of natural language processing and have recently made an impact in the area of computer vision.In the field of medical image analysis,transformers have also been successfully used in to full-stack clinical applications,including image synthesis/reconstruction,registration,segmentation,detection,and diagnosis.This paper aimed to promote awareness of the applications of transformers in medical image analysis.Specifically,we first provided an overview of the core concepts of the attention mechanism built into transformers and other basic components.Second,we reviewed various transformer architectures tailored for medical image applications and discuss their limitations.Within this review,we investigated key challenges including the use of transformers in different learning paradigms,improving model efficiency,and coupling with other techniques.We hope this review would provide a comprehensive picture of transformers to readers with an interest in medical image analysis.

关键词： Transformer Medical image analysis Deep learning Diagnosis Registration Segmentation Image synthesis Multi-task learning Multi-modal learning Weakly-supervised learning

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大麦若叶对溃疡性肠炎相关癌变的预防作用及机制初探

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食品与发酵工业 2024年第6期50卷 7-16页

作者：尹子豪戴宇峰李海涛江南大学食品学院江苏无锡214122

大麦若叶(barley leaf,BL)对肠道健康具有潜在益处,但对结直肠癌的预防作用及机制尚未明确。为探究BL对结直肠癌的影响并阐述作用机制,研究分别建立了氧化偶氮甲烷/葡聚糖硫酸钠(azoxymethane/dextran sodium sulfate,AOM/DSS)诱导的结... 详细信息

大麦若叶(barley leaf,BL)对肠道健康具有潜在益处,但对结直肠癌的预防作用及机制尚未明确。为探究BL对结直肠癌的影响并阐述作用机制,研究分别建立了氧化偶氮甲烷/葡聚糖硫酸钠(azoxymethane/dextran sodium sulfate,AOM/DSS)诱导的结直肠癌小鼠模型和CT26移植瘤小鼠模型,研究发现BL明显减少了AOM/DSS诱导模型小鼠肿瘤结节数量但并不影响移植瘤小鼠肿瘤的生长。同时,通过蛋白印迹法,发现BL降低了结肠组织中重要结直肠癌致癌基因环氧合酶-2与表皮生长因子受体的蛋白表达水平;通过16S测序分析以及GC-MS分析,发现5%(质量分数)BL干预能够改善肠道菌群失调,使乙酸含量提升了2.53倍、丙酸3.63倍、丁酸3.81倍;通过细胞实验,发现乙酸钠、丙酸钠及丁酸钠可以抑制由表皮生长因子介导细胞恶性转化过程相关信号通路中p-AKT和p-ERK蛋白表达水平,从而明显抑制小鼠表皮细胞JB 6P+的恶性转化。综上所述,大麦若叶通过改善小鼠肠道菌群失调,提高部分短链脂肪酸的含量,下调肿瘤相关信号通路中关键蛋白的表达,抑制肿瘤细胞的增殖,进而缓解结直肠癌的发生和发展。

关键词：大麦若叶结直肠癌肠道菌群短链脂肪酸恶性转化

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水溶液隔膜电解除铁

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材料与冶金学报 2024年第1期23卷 23-29页

作者：于金胜殷梓豪白峻名朱雅馨杨酉坚王兆文东北大学冶金学院沈阳110819

在用高铝粉煤灰盐酸法制备氧化铝的过程中,粉煤灰中的铁会随酸性浸出液进入氯化铝溶液.为了低成本降低氯化铝溶液中铁杂质的质量分数,提出了在水溶液中电解除铁的方法.除铁实验中使用双室隔膜电解槽,对初始条件为pH值2.0,Fe^(2+)质量分... 详细信息

在用高铝粉煤灰盐酸法制备氧化铝的过程中,粉煤灰中的铁会随酸性浸出液进入氯化铝溶液.为了低成本降低氯化铝溶液中铁杂质的质量分数,提出了在水溶液中电解除铁的方法.除铁实验中使用双室隔膜电解槽,对初始条件为pH值2.0,Fe^(2+)质量分数0.25%的FeCl_(2)溶液进行循环电解,研究了几种常见金属阴极板上单质铁的析出效果.结果表明:使用钛、铁、锡、铜、铅5种金属电极均可在5 h电解后达到90%的除铁率,溶液中亚铁离子的质量分数降低至小于0.03%.

关键词：高铝粉煤灰电解除铁隔膜电解槽氯化铝溶液

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食管造影在诊断原位食管癌动物模型成功建立中的作用

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肿瘤学杂志 2024年第2期30卷 118-126页

作者：尹子豪张红芳唐荣军莫墨赵江张珂俞青青浙江中医药大学第四临床医学院浙江杭州310053 杭州市肿瘤医院杭州肿瘤研究所浙江杭州310002 杭州市肿瘤医院浙江杭州310002

[目的]评估食管造影在辅助诊断食管癌原位动物模型成功建立中的作用。[方法]采用饲喂致癌物4-硝基喹啉-1-氧化物(4-NQO)法建立C57BL/6小鼠食管鳞癌原位模型。28周后采用食管造影检查对模型小鼠的食管进行摄片并影像分析。分离获取模型... 详细信息

[目的]评估食管造影在辅助诊断食管癌原位动物模型成功建立中的作用。[方法]采用饲喂致癌物4-硝基喹啉-1-氧化物(4-NQO)法建立C57BL/6小鼠食管鳞癌原位模型。28周后采用食管造影检查对模型小鼠的食管进行摄片并影像分析。分离获取模型小鼠的食管组织,采用HE染色及免疫组化法进行病理诊断,以评估食管造影的准确性及实用性。[结果]饲喂致癌物4-NQO法成功建立了食管癌小鼠原位模型。成功对4只模型小鼠完成食管造影检查。4只模型小鼠的食管均呈现食管变粗、造影剂流通受阻及“充盈缺损”现象,提示了食管病变位置。通过HE染色及食管鳞癌标志物CK14免疫组化分析明确其中2只模型小鼠的食管病变为食管鳞癌,另外2只食管鳞状乳头状瘤,肿瘤显示率100%。[结论]食管造影可以辅助诊断小鼠食管癌原位模型的成功建立。

关键词：食管造影食管癌原位动物模型食管鳞癌诊断

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Optimizing 2D-metal contact in layered Tin-selenide via native oxide modulation

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Nano Research 2024年第4期17卷 3014-3020页

作者： Yue Zheng Qi You Zhentian yin Jian Tang Ke Jiang zihao Xie Henan Li Cheng Han Yumeng Shi International Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronics Science and Technology of Ministry of Education Institute of Microscale OptoelectronicsShenzhen UniversityShenzhen 518060China College of Electronics and Information Engineering Shenzhen UniversityShenzhen 518060China

The discovery of two-dimensional(2D)semiconductor has opened up new avenues for the development of short-channel field-effect transistors(FETs)with desired electrical performance.Among them,orthorhombic tin-selenide(SnSe)has garnered increasing attention due to its potential applications in a variety of electronic,optoelectronic,and thermoelectric devices.However,the realization of high-performance SnSe FETs with low contact resistance(Rc)remains a challenge.Herein,we systematically investigate the contact of few-layer SnSe FETs through the modulation of native oxide on SnSe by using different metals.It is found that chromium(Cr)-contacted devices possess the best FET performance,such as electron mobility up to 606 cm^(2)/(V·s)at 78 K,current on/off ratio exceeding 1010,and saturation current of~550μA/μm,where a negligible Schottky barrier(SB)of~30 meV and a low contact resistance of~425Ωμm are achieved.X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)and cross-sectional electron dispersive X-ray spectroscopy(EDX)results further reveal that the improved contact arises from the Cr-induced reduction of native oxide(SnOx)to Sn,which thins the tunneling barrier for efficient electron injection.Our findings provide a deep insight into the 2D-metal contact of SnSe and pave the way for its applications in future nanoelectronics.

关键词： few-layer SnSe field-effect transistors(FETs) Cr contact native oxide contact resistance(Rc) Schottky barrier(SB)

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基于网络药理学及分子对接技术探讨黄芪解毒汤治疗乳腺癌正虚毒炽证的作用机制

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中国医师杂志 2024年第3期26卷 360-365,371页

作者：田凌嘉尹子昊周亮张琴梁黎昕曹永洁王华刘丽芳湖南中医药大学第一附属医院乳腺科长沙410007 湖南中医药大学第一附属医院制剂中心长沙410007 湖南中医药大学第一附属医院体检科长沙410007

目的利用网络药理学及分子对接技术探讨黄芪解毒汤(HQJD)治疗乳腺癌正虚毒炽证的作用机制。方法通过中药系统药理学数据库与分析平台筛选HQJD的主要活性成分及靶点,利用OMIM、GeneGards和Drugbank数据库等获取乳腺癌正虚毒炽证相关靶点... 详细信息

目的利用网络药理学及分子对接技术探讨黄芪解毒汤(HQJD)治疗乳腺癌正虚毒炽证的作用机制。方法通过中药系统药理学数据库与分析平台筛选HQJD的主要活性成分及靶点,利用OMIM、GeneGards和Drugbank数据库等获取乳腺癌正虚毒炽证相关靶点,取交集获得HQJD治疗乳腺癌正虚毒炽证的相关靶点;使用Cytoscape 3.9.1软件在String 11.0数据库基础上构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络以及"药物-活性成分-靶点-疾病"网络,并根据拓扑参数推断HQJD治疗乳腺癌正虚毒炽证的核心活性成分及核心靶点。通过R语言对核心靶点进行基因本体(GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析;并对主要活性成分和核心靶点进行分子对接验证。结果筛选得到HQJD活性成分的有效作用靶点230个,乳腺癌正虚毒炽证活性成分15 467个;交集靶点217个;GO功能富集分析显示,HQJD治疗乳腺癌正虚毒炽证主要涉及氧化应激、细胞化学应激等;KEGG通路富集分析显示,HQJD治疗乳腺癌正虚毒炽证主要与磷脂酰肌醇3-蛋白激酶B(PI3K-Akt)、白介素-17(IL-17)等信号通路有关,分子对接结果显示β-谷甾醇、豆甾醇、木犀草素等主要活性成分与核心靶点具有较好的结合能力。结论 HQJD治疗乳腺癌正虚毒炽证具有多成分、多靶点和多通路的特点,其主要机制可能与PI3K-Akt、IL-17、P53等信号通路有关。

关键词：乳腺肿瘤黄芪解毒汤网络药理学分子对接

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Interlayer exciton dynamics of transition metal dichalcogenide heterostructures under electric fields

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Nano Research 2024年第5期17卷 4555-4572页

作者： Jian Tang Yue Zheng Ke Jiang Qi You Zhentian yin zihao Xie Henan Li Cheng Han Xiaoxian Zhang Yumeng Shi International Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronics Science and Technology of Ministry of Education Institute of Microscale OptoelectronicsShenzhen UniversityShenzhen 518060China College of Electronics and Information Engineering Shenzhen UniversityShenzhen 518060China Key Laboratory of Luminescence and Optical Information Ministry of EducationInstitute of Optoelectronic TechnologyBeijing Jiaotong UniversityBeijing 100044China

Stacking single layers of atoms on top of each other provides a fundamental way to achieve novel material systems and engineer their physical properties,which offers opportunities for exploring fundamental physics and realizing next-generation optoelectronic devices.Among the two-dimensional(2D)-stacked systems,transition metal dichalcogenide(TMDC)heterostructures are particularly attractive because they host tightly-bonded interlayer excitons which possess various novel and appealing properties.These interlayer excitons have drawn significant research attention and hold high potential for the application in unique optoelectronic devices,such as polarization-and wavelength-tunable single photon emitters,valley Hall transistors,and possible high-temperature superconductors.The development of these devices requires a comprehensive understanding of the fundamental properties of these interlayer excitons and the impact of electric fields on their behaviors.In this review,we summarize the recent advances on the understanding of interlayer exciton dynamics under electric fields in TMDC heterostructures.We put emphasis on the electrical modulation of interlayer excitons’emission,the valley Hall transport of charge carriers after the separation of interlayer excitons by an electric field,and the correlation physics of interlayer excitons and charges under electrical doping and tuning.Challenges and perspectives are finally discussed for the application of TMDC heterostructures in future optoelectronics.

关键词： interlayer exciton transition metal dichalcogenide(TMDC)heterostructures circular polarization valley Hall effect strong coupling

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NIR-II fluorescence imaging in liver tumor surgery: A narrative review

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Journal of Innovative Optical Health Sciences 2024年第1期17卷 29-44页

作者： zihao Liu Lifeng Yan Qingsong Hu Dalong yin Department of General Surgery Anhui Provincial Hospital Anhui Medical UniversityHefei 230001P.R.China Department of Hepatobiliary Surgery and Centre for Leading Medicine and Advanced Technologies of IHM The First A±liated Hospital of USTC Division of Life Sciences and Medicine University of Science and Technology of China Hefei Anhui 230001P.R.China Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale CAS Key Laboratory of Soft Matter Chemistry and Department of Chemical Physics University of Science and Technology of China Hefei 230026P.R.China Anhui Province Key Laboratory of Hepatopancreatobiliary Surgery The First Affiliated Hospital of USTC Division of Life Sciences and Medicine University of Science and Technology of ChinaHefei 230001P.R.China

In liver tumor surgery,the recognition of tumor margin and radical resection of microcancer focis have always been the crucial points to reduce postoperative recurrence of tumor.However,naked-eye inspection and palpation have limited effectiveness in identifying tumor boundaries,and traditional imaging techniques cannot consistently locate tumors in real time.As an intraoperative real-time navigation imaging method,NIRfluorescence imaging has been extensively studied for its simplicity,reliable safety,and superior sensitivity,and is expected to improve the accuracy of liver tumor surgery.In recent years,the research focus of NIRfluorescence has gradually shifted from the-rst near-infrared window(NIR-I,700–900 nm)to the second near-infrared window(NIR-II,1000–1700 nm).Fluorescence imaging in NIR-II reduces the scattering effect of deep tissue,providing a preferable detection depth and spatial resolution while signi-cantly eliminating liver autofluorescence background to clarify tumor margin.Developingfluorophores combined with tumor antibodies will further improve the precision offluorescence-guided surgical navigation.With the development of a bunch offluorophores with phototherapy ability,NIR-II can integrate tumor detection and treatment to explore a new therapeutic strategy for liver cancer.Here,we review the recent progress of NIR-IIfluorescence technology in liver tumor surgery and discuss its challenges and potential development direction.

关键词： Fluorescence guided-surgery liver cancer near infrared-II optical imaging

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中职汽车制造与检测专业课程思政教学改革的路径探索——以《新能源汽车结构原理与检修》为例

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时代汽车 2023年第5期 55-57页

作者：殷子豪常熟市滨江职业技术学校江苏省苏州市215500

实施课程思政是职业院校落实立德树人根本任务的战略举措,是全面提升职业教育人才培养质量的重要途径。以《新能源汽车结构原理与检修》为例,围绕专业课实施课程思政的价值意蕴,提出目前中职汽车专业课程思政教学改革中存在着学校重视... 详细信息

实施课程思政是职业院校落实立德树人根本任务的战略举措,是全面提升职业教育人才培养质量的重要途径。以《新能源汽车结构原理与检修》为例,围绕专业课实施课程思政的价值意蕴,提出目前中职汽车专业课程思政教学改革中存在着学校重视度不够、教师课从思政能力不强、思政元素与专业教学融合不深等问题,从而提出挖掘课程思政元素优化课程内容、突破教师课程思政能力瓶颈、改革思政教育方法和手段等改革路径。

关键词：中职课程思政教学改革新能源汽车

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电磁场作用下金属凝固过程的建模方法

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上海金属 2022年第4期44卷 88-96页

作者：殷子豪张帆仲红刚上海大学先进凝固技术中心上海200444

金属凝固过程往往包含多个物理化学现象,无论是有色合金还是钢铁的凝固都相当复杂,而电磁场处理进一步增加了其复杂性,导致数值模拟和试验验证都面临很大困难。总结了金属凝固过程电磁场、流场与温度场的主要数值模拟方法及其应用。阐... 详细信息

金属凝固过程往往包含多个物理化学现象,无论是有色合金还是钢铁的凝固都相当复杂,而电磁场处理进一步增加了其复杂性,导致数值模拟和试验验证都面临很大困难。总结了金属凝固过程电磁场、流场与温度场的主要数值模拟方法及其应用。阐述了电磁场作用下流场与温度场的耦合模型,并着重讨论了针对糊状区的处理方法。

关键词：电磁场流场凝固数值模拟

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