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超表面光学计算实现与应用研究

应用激光 2024年第5期 216-224页

作者：吴雪尘吴鸯诸仲夏上海市激光技术研究所有限公司上海激光医学设备工程技术研究中心

大数据时代的海量数据处理任务和人工智能技术的发展产生了对算力的爆炸式需求。传统电子计算系统由于受到集成电路技术和本身的架构的制约，难以在算力和计算速度上有质的提高。算力不足已经成为人工智能技术发展的瓶颈，发展新的计算... 详细信息

大数据时代的海量数据处理任务和人工智能技术的发展产生了对算力的爆炸式需求。传统电子计算系统由于受到集成电路技术和本身的架构的制约，难以在算力和计算速度上有质的提高。算力不足已经成为人工智能技术发展的瓶颈，发展新的计算范式从基础研究转变为一种紧迫的现实需求。光学计算系统高速、高并行和低功耗等特性契合了对理想计算范式的要求。本文通过基于超表面的光学计算系统设计，利用其自由度高、功能强大的特点，实现诸如卷积、微分、积分等数学运算，并在边缘检测、模式识别、图像处理等人工智能和深度学习领域开展应用比较研究，从而论证得到超表面的光学计算系统替代电子计算系统的可行方案。

关键词：超表面人工智能算力超表面光学模拟计算超表面光学逻辑计算

氯盐环境下UHPC-NC界面黏结性能试验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第1期57卷 11-20页

作者：谢剑杨云涛陈玉洁杨荣伟天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350 北京市既有建筑改造工程技术研究中心(天津分中心) 天津300350 上海建筑设计研究院有限公司上海200092

氯盐环境作为一种较为常见的化学侵蚀环境,研究其对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和普通混凝土(normal concrete,NC)界面耐久性能的影响对于UHPC加固混凝土结构和UHPC-NC组合结构的工程应用均具有重大的现实意... 详细信息

氯盐环境作为一种较为常见的化学侵蚀环境,研究其对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和普通混凝土(normal concrete,NC)界面耐久性能的影响对于UHPC加固混凝土结构和UHPC-NC组合结构的工程应用均具有重大的现实意义.基于此,通过在常规环境以及氯盐环境下的推出试验,获得了干湿循环次数(0次、25次、50次)、氯盐浸泡天数(0 d、50 d、100 d)及界面处理方式(钢丝刷刷毛、高压水射流冲毛、表面缓凝处理)对UHPC-NC界面黏结强度、界面黏结刚度及界面黏结滑移曲线的影响.结果表明:在100 d试验周期内,干湿循环及氯盐浸泡作用造成的界面黏结强度损失率不超过20%;氯盐环境作用时长的增加会导致界面黏结刚度的降低;随着界面粗糙度的增加,UHPC-NC试件的界面黏结强度以及界面黏结刚度均会增加;界面粗糙度的提高有助于界面抗氯盐侵蚀能力的提升.受到界面处理方法的影响,UHPC-NC试件经历干湿循环及氯盐浸泡后,荷载滑移曲线呈现2种不同的形式,分别对应光滑界面(钢丝刷刷毛界面)和其他界面(高压水射流冲毛界面和缓凝剂处理界面).各组试件的黏结滑移曲线在荷载到达峰值前趋于一致;荷载到达峰值后,前者存在荷载骤降段及持荷段,后者则随着滑移量的增加荷载不断降低.根据UHPC-NC黏结滑移曲线特征,提出了黏结滑移建议模型.

关键词：界面黏结性能超高性能混凝土普通混凝土氯盐环境界面处理黏结滑移模型

可视化技术辅助腹腔镜肝切除治疗胆道术后肝胆管结石研究

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中国实用外科杂志 2024年第3期44卷 312-319页

作者：曾小军李馨慈陶海粟王俊锋祝文项楠曾宁胡浩宇方驰华杨剑南方医科大学珠江医院肝胆一科广东省数字医学临床工程技术研究中心广东广州510280

目的探讨可视化技术辅助下的腹腔镜肝切除术在治疗既往胆道手术史肝胆管结石病的安全性和有效性。方法回顾性收集2022年1月至2023年6月南方医科大学珠江医院收治的50例接受肝切除治疗的胆道术后肝胆管结石病人的临床资料,根据手术方式... 详细信息

目的探讨可视化技术辅助下的腹腔镜肝切除术在治疗既往胆道手术史肝胆管结石病的安全性和有效性。方法回顾性收集2022年1月至2023年6月南方医科大学珠江医院收治的50例接受肝切除治疗的胆道术后肝胆管结石病人的临床资料,根据手术方式分为腹腔镜组(n=22)和开腹组(n=28)。两组在术前通过三维可视化技术规划手术方案,腹腔镜组在可视化技术[吲哚菁绿(ICG)荧光影像联合增强现实导航(ARN)]辅助下完成解剖性肝切除,ARN通过将三维模型与腹腔镜场景配准融合以引导手术;开腹组施行的是常规解剖性肝切除,无术中可视化技术辅助。比较两组病人的术中指标和术后并发症、结石清除率和复发率等。结果两组病人术前基线资料差异无统计学意义,均完成解剖性肝切除术,腹腔镜组中有5例(22.7%)中转开放手术,腹腔镜组术中出血量要明显低于开腹组(中位数150 mL vs.270 mL,P=0.047),术后胆瘘发生率明显降低(9.1%vs.35.7%,P=0.029),术后住院时间缩短(中位数8 d vs.11 d,P=0.045)。两组的其他指标如手术时间、术中输血率、总并发症发生率和严重并发症发生率等差异均无统计学意义(P均>0.05),两组均未发生围手术期死亡。在疗效方面,腹腔镜组的术中结石清除率高于开腹组(77.3%vs.50.0%,P=0.049),通过术后计划性和非计划性取石后,两组的最终结石清除率相似(90.9%vs.89.3%,P=1.000)。术后随访过程中发现,两组发生反复胆管炎或结石复发差异无统计学意义。结论本研究表明,在治疗胆道术后的肝胆管结石病时,可视化技术引导下的腹腔镜肝切除术是安全可行的,不仅可以达到开放手术的结石清除率,还有望减少术中出血、降低术后胆瘘发生率和缩短术后住院时间,值得临床推广应用。

关键词：肝胆管结石病胆道术后腹腔镜解剖性肝切除可视化技术手术导航

基于药效学优化参花方提取工艺及其治疗银屑病的谱效关系研究

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现代中西医结合杂志 2024年第5期33卷 590-596,613页

作者：喻琴侯岩沈翠娥李星子陈中建朱全刚上海市皮肤病医院/上海中药外用制剂创新工程技术研究中心上海200443

目的建立参花方不同工艺提取物的HPLC指纹图谱,评价其治疗银屑病的谱效关系,为参花方的新药开发提供依据。方法采用HPLC法建立参花方水提、醇提、水提醇沉提取物的指纹图谱,分析样品之间相似度;采用咪喹莫特诱导建立银屑病样小鼠模型,... 详细信息

目的建立参花方不同工艺提取物的HPLC指纹图谱,评价其治疗银屑病的谱效关系,为参花方的新药开发提供依据。方法采用HPLC法建立参花方水提、醇提、水提醇沉提取物的指纹图谱,分析样品之间相似度;采用咪喹莫特诱导建立银屑病样小鼠模型,考察不同提取物对小鼠皮损的治疗作用;以小鼠皮损组织的银屑病皮损面积和严重程度指数(PASI)评分和表皮厚度为药效指标,借助灰色关联度法分析各共有峰与抗银屑病的谱效关系。结果共标定出18个共有峰,相似度均不低于0.922,指认出4个特征峰(指认峰1为苦参碱,峰5为绿原酸,峰12为木犀草苷,峰17为蒙花苷)。3种提取物均能降低小鼠皮损的PASI评分及表皮厚度,其中水提物药效最佳;共有峰中与银屑病药效指标PASI评分及表皮厚度有较大关联性的峰分别有16个及15个。结论本研究建立了参花方指纹图谱的质量评价方法,水提法为最优提取工艺,其抗银屑病作用是多种成分共同作用的结果。

关键词：参花方指纹图谱提取工艺谱效关系银屑病

基于在线学习稀疏特征的大规模多目标进化算法

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计算机科学 2024年第3期51卷 56-62页

作者：高梦琦冯翔虞慧群王梦灵华东理工大学计算机科学与工程系上海200237 上海智慧能源工程技术研究中心上海200237 华东理工大学自动化系上海200237

大规模稀疏多目标优化问题(Sparse Multiobjective Optimization Problems,SMOPs)广泛存在于现实世界。为大规模SMOPs提出通用的解决方法,对于进化计算、控制论和机器学习等领域中的问题解决都具有推动作用。由于SMOPs具有高维决策空间... 详细信息

大规模稀疏多目标优化问题(Sparse Multiobjective Optimization Problems,SMOPs)广泛存在于现实世界。为大规模SMOPs提出通用的解决方法,对于进化计算、控制论和机器学习等领域中的问题解决都具有推动作用。由于SMOPs具有高维决策空间和Pareto最优解稀疏的特性,现有的进化算法在解决SMOPs时,很容易陷入维数灾难的困境。针对这个问题,以稀疏分布的学习为切入点,提出了一种基于在线学习稀疏特征的大规模多目标进化算法(Large-scale Multiobjective Evolutio-nary Algorithm Based on Online Learning of Sparse Features,MOEA/OLSF)。具体地,首先设计了一种在线学习稀疏特征的方法来挖掘非零变量;然后提出了一种稀疏遗传算子,用于非零变量的进一步搜索和子代解的生成,在非零变量搜索过程中,其二进制交叉和变异算子也用于控制解的稀疏性和多样性。与最新的优秀算法在不同规模的测试问题上的对比结果表明,所提算法在收敛速度和性能方面均更优。

关键词：进化算法大规模多目标优化稀疏Pareto最优解在线学习

基于HRM技术的草鱼抗小瓜虫nlrc3基因SNP标记开发及关联分析

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上海海洋大学学报 2024年第1期33卷 1-8页

作者：陈锋黄梦璐李家乐沈玉帮上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海201306 上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心上海201306 上海海洋大学水产动物遗传育种中心上海市协同创新中心上海201306

为探究草鱼nlrc3基因的多态性和抗多子小瓜虫(Ichthyophthirius multifiliis)病之间的关联性,通过多子小瓜虫感染草鱼(Ctenopharyngodon idella)筛选出易感群体和抗病群体,并分析比较两个群体nlrc3基因的单核苷酸多态性(Single nucleoti... 详细信息

为探究草鱼nlrc3基因的多态性和抗多子小瓜虫(Ichthyophthirius multifiliis)病之间的关联性,通过多子小瓜虫感染草鱼(Ctenopharyngodon idella)筛选出易感群体和抗病群体,并分析比较两个群体nlrc3基因的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点,使用高分辨率熔解(High resolution melt,HRM)和Sanger测序技术验证SNP位点基因型,并将获得的SNP位点与草鱼抗病性状进行关联性分析。结果显示,从草鱼nlrc3基因中筛选得到了4个SNPs位点,有3个SNPs位点(SNP1、SNP3和SNP4)成功分型,其中SNP1和SNP3中分别含有AA、AG和AA、GG两种基因型,且与抗多子小瓜虫性状显著相关;倍型组合及其与抗病能力相关性分析显示,与其他二倍型相比,由SNP1的AG和SNP3的AA基因型组成的二倍型(D1)中100%为抗病个体,由SNP1的AG与SNP3的GG基因型组成的二倍型(D2)中95%为抗病个体,均为抗病优势基因型。研究表明,抗小瓜虫的草鱼全体中存在nlrc3基因多态性现象,并且不同分型与抗多子小瓜虫感染的能力显著相关,其中SNP1 AG与SNP3 AA组合的D1基因型为最强基因型。该研究结果为进一步开展草鱼抗小瓜虫病的育种和预防提供了重要的理论依据和技术支持。

关键词：草鱼多子小瓜虫高分辨率熔解单核苷酸多态性

中华绒螯蟹Kcna基因功能及其与生长性状的关联分析

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上海海洋大学学报 2024年第3期33卷 533-542页

作者：薛磊侯鑫曾详健陈晓雯王军王成辉上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海201306 上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心上海201306 上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心上海201306

为探究中华绒螯蟹Kcna基因的结构、表达模式及生长发育中的分子功能,克隆了中华绒螯蟹Kcna(命名为Es-Kcna)基因的全长,并开展了生物信息学分析和时空表达模式研究;观察了干扰Kcna基因后中华绒螯蟹生长表型性状的变化;筛选了Es-Kcna基因... 详细信息

为探究中华绒螯蟹Kcna基因的结构、表达模式及生长发育中的分子功能,克隆了中华绒螯蟹Kcna(命名为Es-Kcna)基因的全长,并开展了生物信息学分析和时空表达模式研究;观察了干扰Kcna基因后中华绒螯蟹生长表型性状的变化;筛选了Es-Kcna基因的SNP标记并与种群地理分布、生长性状进行了关联分析。结果显示:Kcna基因位于中华绒螯蟹第46号染色体上,全长945304 bp,含有9个外显子;其中,cDNA全长2080 bp,开放阅读框1584 bp,编码527个氨基酸;原子总量为8433,分子结构式为C_(2719)H_(4210)N_(702)O_(787)S_(15),预测蛋白等电点(pI)为5.23,相对分子量为59.81 Ku。系统进化树分析显示Es-Kcna基因与三疣梭子蟹Kcna基因的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示Es-Kcna基因在蜕壳前期、蜕壳间期和蜕壳后期的肌肉、心脏、肠道等6种组织中均有表达,其中以肌肉组织中的表达丰度最高。与对照组相比,干扰Kcna基因的表达后,实验组蟹的体质量、蜕壳增重率和第二步足长度显著降低;肌肉组织切片结果显示实验组步足肌肉肌纤维直径小于对照组。此外,在Es-Kcna基因的第8外显子上鉴定出1个SNP位点(A1461G),该位点在辽河野生群体显著富集GG基因型,而在长江野生群体富集AA基因型。生长性状的关联分析表明,具有AA型个体的步足长度显著长于GG型个体。本研究为Kcna基因调控中华绒螯蟹生长的分子功能和遗传育种研究提供了研究基础,并为区分长江、辽河野生中华绒螯蟹提供重要参考。

关键词：中华绒螯蟹 Kcna 基因结构 RNA干扰 SNP

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天然产物改善肿瘤恶病质的研究进展

中华中医药学刊 2024年第7期42卷 166-171,I0002页

作者：祝紫夏刘璇章雄文华东师范大学化学与分子工程学院上海市分子治疗与新药创制工程技术研究中心上海200062 上海中医药大学交叉科学研究院上海201203

肿瘤恶病质是一种以骨骼肌萎缩、脂肪降解、体质量下降、食欲减退为特征的多因素消耗性综合征,常见于癌症患者晚期,严重影响癌症患者的生活质量和后期治疗效果。由于发病机制复杂,涉及多器官系统的代谢紊乱,目前尚缺乏肿瘤恶病质的特异... 详细信息

肿瘤恶病质是一种以骨骼肌萎缩、脂肪降解、体质量下降、食欲减退为特征的多因素消耗性综合征,常见于癌症患者晚期,严重影响癌症患者的生活质量和后期治疗效果。由于发病机制复杂,涉及多器官系统的代谢紊乱,目前尚缺乏肿瘤恶病质的特异性治疗药物。随着对肿瘤恶病质研究的深入,一些具有抗炎、抗癌、抗氧化等药理活性的天然产物在改善肿瘤恶病质的症状上显示出潜在的治疗作用。结合实验室的研究工作,综述了近年来对肿瘤恶病质有一定治疗作用的天然产物的研究进展,并展望其用于治疗肿瘤恶病质的前景,以期为肿瘤恶病质药物开发提供新的思路。

关键词：肿瘤恶病质天然产物肌肉萎缩脂肪降解

逆流训练对暗纹东方鲀免疫和抗氧化能力的影响

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生态学杂志 2024年

作者：顾玲玲李霞冯广朋韩志强中国水产科学研究院东海水产研究所上海长江口渔业资源增殖和生态修复工程技术研究中心浙江海洋大学水产学院

在水生生物增殖放流前开展生境适应性的运动训练是提高苗种野外成活率的关键环节之一。为探究适宜的放流前运动强化技术，通过设置不同的训练强度(0、0.75和1.5 BL·s-1)和时间（7、14和28 d）的逆流训练试验，计算了暗纹东方鲀的成活率... 详细信息

在水生生物增殖放流前开展生境适应性的运动训练是提高苗种野外成活率的关键环节之一。为探究适宜的放流前运动强化技术，通过设置不同的训练强度(0、0.75和1.5 BL·s-1)和时间（7、14和28 d）的逆流训练试验，计算了暗纹东方鲀的成活率（SR）、肥满度（CF）、肝体比（HSI）和心脏指数（CI），测定了暗纹东方鲀的血清溶菌酶（lysozyme， LZM）、皮质醇（cortisol， COR）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase isozymes， LDH）和糖原（glycogen， Gn）水平的变化。结果表明：训练28 d后0.75 BL·s-1训练组的SR高于对照组和1.5 BL·s-1训练组；训练组LZM、COR、SOD、LDH与Gn均显著高于对照组（P0.05）；LZM、COR随着训练时间的延长先上升后下降，LDH随着训练时间的延长而升高；适宜的逆流训练(训练强度为0.75 BL·s-1，训练时间为14 d)可有效提高暗纹东方鲀的免疫酶活性，对提升放流成活率和放流成效有促进作用。

关键词：暗纹东方鲀逆流训练增殖放流免疫性能