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Dose reconstruction with Compton camera during proton therapy via subset-driven origin ensemble and double evolutionary algorithm

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Nuclear Science and Techniques 2023年第4期34卷 135-148页

作者： Zhi-Yang Yao Yong-Shun Xiao Ji-zhong zhao Department of Engineering Physics Tsinghua UniversityBeijing 100084China Key Laboratory of Particle&Radiation Imaging(Tsinghua University) Ministry of EducationBeijing 100084China

Compton camera-based prompt gamma(PG) imaging has been proposed for range verification during proton therapy. However, a deviation between the PG and dose distributions, as well as the difference between the reconstructed PG and exact values, limit the effectiveness of the approach in accurate range monitoring during clinical applications. The aim of the study was to realize a PG-based dose reconstruction with a Compton camera, thereby further improving the prediction accuracy of in vivo range verification and providing a novel method for beam monitoring during proton therapy. In this paper, we present an approach based on a subset-driven origin ensemble with resolution recovery and a double evolutionary algorithm to reconstruct the dose depth profile(DDP) from the gamma events obtained by a cadmium-zinc-telluride Compton camera with limited position and energy resolution. Simulations of proton pencil beams with clinical particle rate irradiating phantoms made of different materials and the CT-based thoracic phantom were used to evaluate the feasibility of the proposed method. The results show that for the monoenergetic proton pencil beam irradiating homogeneous-material box phantom,the accuracy of the reconstructed DDP was within 0.3 mm for range prediction and within 5.2% for dose prediction. In particular, for 1.6-Gy irradiation in the therapy simulation of thoracic tumors, the range deviation of the reconstructed spreadout Bragg peak was within 0.8 mm, and the relative dose deviation in the peak area was less than 7% compared to the exact values. The results demonstrate the potential and feasibility of the proposed method in future Compton-based accurate dose reconstruction and range verification during proton therapy.

关键词： Prompt gamma imaging Dose reconstruction Range verification Origin ensemble Compton camera Evolutionary algorithm

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基于高质量发展的西藏班戈错绿色矿山建设

矿产综合利用 2024年第2期45卷 214-220页

作者：延孟孟段吉琳赵忠陈起宏王钰陈伟东华理工大学地球科学学院江西南昌330013 西南冶金地质测试所四川成都611734 中国地质科学院矿产综合利用研究所四川成都614022

这是一篇矿业工程领域的论文。近年来,绿色矿山实践经验和成功案例层出不穷,国内对于绿色矿山建设的研究热点主要集中于矿山生态修复,而实际上绿色矿山建设绝不仅限于矿山“复绿”,还应综合考虑其经济、社会、环境效益。本文将二十大强... 详细信息

这是一篇矿业工程领域的论文。近年来,绿色矿山实践经验和成功案例层出不穷,国内对于绿色矿山建设的研究热点主要集中于矿山生态修复,而实际上绿色矿山建设绝不仅限于矿山“复绿”,还应综合考虑其经济、社会、环境效益。本文将二十大强调的高质量发展理念引入西藏班戈错绿色矿山建设实例中,把高质量评价标准与以往的绿色矿山评价体系进行融合,为绿色矿山提供新的建设思路,丰富绿色矿业的内涵,为矿业绿色可持续发展、高质量发展提供参考。

关键词：矿业工程绿色矿山高质量发展评价体系班戈错矿山建设

Effect of arginine on stability of GST-ZNF191(243-368)

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Chinese Chemical Letters 2007年第3期18卷 355-356页

作者： Dong Xin zhao zhong Xian Huang Chemical Biology Lab Department of Chemistry Fudan University Shanghai 200433 China

For better understanding the chemical or biological information of ZNF191 （243-368）, we expressed the fusion protein of GST and ZNF191 （243-368）, and used it to obtain the binding DNA sequence of this zinc finger protein. But in the process of expression and purification, we found this fusion protein slowly degradated. For resolving this problem, we simultaneously added charged amino acids L-Arg and L-Glu to the solution of fusion protein, and demonstrated that this method can dramatically increase the stability of this fusion protein. This method can make the fusion protein suitable for the continuous works, especially for situations where high protein concentration and long-term stability without precipitate and degradation of protein are required.

关键词： ZNF191(243-368) GST Stability L-Arg L-Glu

Why psychosis is frequently associated with Parkinson's disease?

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Neural Regeneration Research 2013年第27期8卷 2548-2556页

作者： Jingmei zhong Shaoyuan Wu Ying zhao Hui Chen Naiwei zhao Kunwen Zheng zhong zhao Wenli Chen Bo Wang Kunhua Wu Department of Neurology First People's Hospital of Yunnan Province Department of Magnetic Resonance Imaging First People's Hospital of Yunnan Province

Psychosis is a common non-motor symptom of Parkinson’s disease whose pathogenesis remains poorly understood. Parkinson’s disease in conjunction with psychosis has been shown to induce injury to extracorticospinal tracts as wel as within some cortical areas. In this study, Parkinson’s disease patients with psychosis who did not receive antipsychotic treatment and those without psychosis underwent diffusion tensor imaging. Results revealed that in Parkinson’s disease patients with psychosis, damage to the left frontal lobe, bilateral occipital lobe, left cingulated gyrus, and left hippocampal white-matter fibers were greater than damage to the substantia nigra or the globus pal idus. Damage to white-matter fibers in the right frontal lobe and right cingulate gyrus were also more severe than in the globus pal idus, but not the substantia nigra. Damage to frontal lobe and cingulate gyrus white-matter fibers was more apparent than that to occipital or hippocampal fiber damage. Compared with Parkinson’s disease patients without psychosis, those with psychosis had significantly lower fractional anisotropy ratios of left frontal lobe, bilateral occipital lobe, left cingu-lated gyrus, and left hippocampus to ipsilateral substantia nigra or globus pal idus, indicating more severe damage to white-matter fibers. These results suggest that psychosis associated with Par-kinson’s disease is probably associated with an imbalance in the ratio of white-matter fibers be-tween brain regions associated with psychiatric symptoms （frontal lobe, occipital lobe, cingulate gyrus, and hippocampus） and those associated with the motor symptoms of Parkinson’s disease （the substantia nigra and globus pal idus）. The relatively greater damage to white-matter fibers in psychiatric symptom-related brain regions than in extracorticospinal tracts might explain why psy-chosis often occurs in Parkinson’s disease patients.

关键词： neural regeneration brain injury Parkinson's disease psychosis diffusion tensor imaging frac-tional anisotropy functional magnetic resonance frontal lobe occipital lobe cingulate gyrus hippocampus extracorticospinal tract grants-supported paper neuroregeneration

基于生态系统服务价值与生态安全格局的国土空间生态修复区域识别——以天津市蓟州区为例

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兰州大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 456-465页

作者：田锐郑嘉鑫宋东阳柏航赵中秋中国地质大学土地科学技术学院北京100083 中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心河北廊坊065000 自然资源部土地整治重点实验室北京100035

为提高区域生态环境质量、维护区域生态系统安全以及推进生态文明建设,以天津市蓟州区为研究区,将生态系统服务价值与生态安全格局相结合,构建生态保护与修复总体空间格局,诊断出修复区域,提出优化策略.结果表明,2011-2021年研究区生态... 详细信息

为提高区域生态环境质量、维护区域生态系统安全以及推进生态文明建设,以天津市蓟州区为研究区,将生态系统服务价值与生态安全格局相结合,构建生态保护与修复总体空间格局,诊断出修复区域,提出优化策略.结果表明,2011-2021年研究区生态系统服务价值呈现减少趋势;蓟州区生态源地面积为260.67 km^(2),潜在生态廊道34条,其中关键生态廊道共9条,生态节点共65个;构建“一屏两核三廊四区多点”的生态保护与修复总体空间格局,提出差异化的“四区”优化策略;源地修复区的总面积为224.22 km^(2),廊道修复区的总长度为260.69 km.

关键词：生态系统服务价值生态安全格局国土空间生态修复蓟州区

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井下油水分离装置现状与展望

科学技术与工程 2024年第8期24卷 3043-3053页

作者：易良平张程杨兆中李小刚西南石油大学机电工程学院成都610500 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500

油田进入开发中后期,采出液含水率急剧上升,如何降低含水率并提高采收率是开发后期需要解决的首要问题。井下油水分离技术利用水力旋流技术、重力分离技术或其他油水分离工艺实现在井下对采出液进行预分离,从而采出较低含水率的油水混合... 详细信息

油田进入开发中后期,采出液含水率急剧上升,如何降低含水率并提高采收率是开发后期需要解决的首要问题。井下油水分离技术利用水力旋流技术、重力分离技术或其他油水分离工艺实现在井下对采出液进行预分离,从而采出较低含水率的油水混合液,此项技术对于高含水油田具有很大应用前景。通过对井下油水分离装置的研究现状进行简要分析与总结,并指出目前井下油水分离装置存在的问题与挑战,同时做出展望,为其发展提供一定的参考。

关键词：井下油水分离同井注采油水分离装置水力旋流器

黄土高原南部麻栎不同群落类型乔木种群结构及演替模拟

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生态学报 2024年第6期44卷 2572-2581页

作者：张维伟尹代皓雷雨婷韩晓婷彭潔莹赵忠西北农林科技大学林学院杨凌712100 陕西省林业综合重点实验室杨凌712100 黄土高原林木培育重点开放实验室杨凌712100

由于对黄土高原南部麻栎天然次生林的群落稳定机制缺乏了解,以不同群落类型麻栎天然次生林为研究对象,通过样地监测及时间序列模型预测的方法,重点研究了不同群落类型中重要乔木的种群结构动态,并根据不同群落类型重要乔木种群的年龄结... 详细信息

由于对黄土高原南部麻栎天然次生林的群落稳定机制缺乏了解,以不同群落类型麻栎天然次生林为研究对象,通过样地监测及时间序列模型预测的方法,重点研究了不同群落类型中重要乔木的种群结构动态,并根据不同群落类型重要乔木种群的年龄结构数据,用时间序列模型预测未来20、30、40和50年的种群发展趋势。结果表明:(1)不同群落类型中各重要乔木种群生存能力均较好,但松栎混交林中的槲栎种群及麻栎纯林中的茶条槭种群生存能力欠佳;(2)除麻栎纯林中杜梨种群及栎阔混交林中槲栎种群,其余乔木种群的存活曲线皆呈Deevey-Ⅲ型;(3)不同麻栎群落类型中各个重要值较高的乔木种群幼龄级个体数量相对丰富,时间序列分析表明,在未来20、30、40和50年中,不同群落类型中各重要乔木种群均可持续发育,并未出现衰退迹象。同时麻栎纯林具有向混交林演替的趋势,说明未来对不同类型麻栎林经营均应以顺应自然演替规律的近自然经营方式为主。研究结果可为促进次生林持续经营及恢复提供理论依据。

关键词：麻栎重要值种群数量动态时间序列预测种群稳定性

机器人辅助治疗胸腰椎骨折在椎体复位高度等方面的临床研究

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中国医疗器械信息 2024年第12期30卷 35-37页

作者：赵中廷李伟赵文龙张震济南市第三人民医院山东济南250132

目的:探讨机器人辅助下后路短节段固定在胸腰椎骨折治疗中的疗效及安全性。方法:回顾性分析2018年6月~2023年5月收治的52例单节段胸腰椎压缩性骨折患者的临床资料,根据手术方式不同分为观察组(机器人辅助经皮椎弓根螺钉内固定术共24例)... 详细信息

目的:探讨机器人辅助下后路短节段固定在胸腰椎骨折治疗中的疗效及安全性。方法:回顾性分析2018年6月~2023年5月收治的52例单节段胸腰椎压缩性骨折患者的临床资料,根据手术方式不同分为观察组(机器人辅助经皮椎弓根螺钉内固定术共24例),对照组(骨折切开复位椎弓根螺钉内固定术共28例),比较两组置钉准确率、椎体高度恢复率、术中出血量、手术时间的差异。结果:两组切口愈合良好,均无切口及深部组织感染及医源性神经损伤情况发生。观察组在置钉准确率、术中出血量方面优于对照组,在椎体高度恢复率方面低于对照组,P0.05,无统计学差异。结论:机器人辅助经皮椎弓根螺钉内固定术及骨折切口复位内固定术针对无神经症状的胸腰椎骨折,均可达到恢复稳定的目的,获得满意疗效,但在手术创伤、椎体复位效果及置钉精确度方面存在差异。因此,术者仍需参考手术目的及患者意愿进行手术方式的选择。

关键词：脊柱机器人胸腰椎骨折椎弓根螺钉椎体高度准确性

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新型行波离轴离子传输器的设计与表征

质谱学报 2024年第4期45卷 510-518,I0003页

作者：曾鹏宇何星亮郭星邓辅龙孙红恩吴斌赵忠俊段忆翔四川大学机械工程学院四川成都610044 成都艾立本科技有限公司四川成都611930

为滤除质谱系统中来自电喷雾电离源(ESI)的大量中性污染物和带电液滴,提高质谱系统的灵敏度、信噪比和耐用性,出现了一种基于行波堆叠环的离轴离子传输器。根据其结构特性,本研究设计了对应的行波射频耦合供电电源及测控系统。采用以太... 详细信息

为滤除质谱系统中来自电喷雾电离源(ESI)的大量中性污染物和带电液滴,提高质谱系统的灵敏度、信噪比和耐用性,出现了一种基于行波堆叠环的离轴离子传输器。根据其结构特性,本研究设计了对应的行波射频耦合供电电源及测控系统。采用以太网通讯协议控制现场可编程逻辑门阵列(FPGA)以实现全电路的信号控制和发生,通过12位模数转换器(ADC)和16位数模转换器(DAC)实现8通道行波幅值的监控,并设计双平面变压器耦合电路,在堆叠环上成功实现了行波提供轴向动能的效果。测试了硬件系统在离轴传输结构上的电参数稳定性和精度,结果表明:行波电源可控电压范围为0.1~100 V;行波电源脉冲频率范围为0~400 kHz;直流转直流(DC-DC)直流高压纹波小于0.03%;行波高低电压全量程检测绝对误差小于0.03 V;行波高低电压控制输出全量程绝对误差小于0.04 V;多通道射频峰峰值电压差小于1 V;行波上升下降时间均小于30 ns;射频和行波波形平滑,该电源系统能够满足堆叠环离轴传输器的电源设计要求。在粗真空下,采用利血平离子对离轴结构的性能进行测试,实验结果为行波堆叠环结构的离子传输和离轴分离提供了基本理解,对高信噪比质谱系统的研发具有重要价值。

关键词：质谱离轴离子传输器耦合电源

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