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应用专用全数字PET创新系统

CT理论与应用研究（中英文） 2024年第4期33卷 448-458页

作者：李鑫宇刘煜程冉谢庆国肖鹏华中科技大学生物医学工程系武汉430074 华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 武汉光电国家研究中心武汉430074 中国科学技术大学电子工程与信息科学系合肥230026

基于多电压阈值方法的全数字正电子发射断层成像(PET)技术以“全数字”和“精确采样”为两个本质特点,实现软硬件解耦、系统“乐高”化搭建,打破了传统PET系统架构固定的限制,为更多创新应用的开展提供了可能。本文介绍了近年来应用专... 详细信息

基于多电压阈值方法的全数字正电子发射断层成像(PET)技术以“全数字”和“精确采样”为两个本质特点,实现软硬件解耦、系统“乐高”化搭建,打破了传统PET系统架构固定的限制,为更多创新应用的开展提供了可能。本文介绍了近年来应用专用型全数字PET系统的研究进展,阐述其在质子治疗监测、脑科学临床与基础研究、植物代谢研究等领域中的应用及其优势。面对前沿应用对PET成像系统提出的更高要求,进一步探讨全数字PET技术的发展趋势。

关键词：全数字PET 多电压阈值软硬件解耦

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片上集成光学神经网络综述(特邀)

中国激光 2024年第1期51卷 403-418页

作者：符庭钊孙润黄禹尧张检发杨四刚朱志宏陈宏伟国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 清华大学电子工程系北京100084 北京信息科学与技术国家研究中心北京100084 国防科技大学新型纳米光电信息材料与器件湖南省重点实验室湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073

光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注... 详细信息

光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注。对基于不同计算单元结构的片上集成光学神经网络的相关研究工作进行了梳理,并分析了其设计原理、实现方法及系统架构特征。同时结合国内外最新研究进展,进一步分析了片上集成光学神经网络在计算单元大规模拓展、可重构、非线性运算和实用化等方面面临的挑战及其未来发展趋势。

关键词：集成光学光计算光学神经网络芯片人工智能

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原子层制造的研究现状与科学挑战

中国科学基金 2024年第1期38卷 99-114页

作者：钱林茂陈蓉朱利民赵德文彭小强周平邓辉余家欣曹坤杜春阳武恩秀江亮石鹏飞陈磊西南交通大学机械工程学院华中科技大学机械科学与工程学院上海交通大学机械与动力工程学院清华大学机械工程系国防科技大学人工智能学院大连理工大学机械工程学院南方科技大学机械与能源工程系西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室

原子层制造是指加工精度达到原子层量级的可控制造技术，包括原子层去除、添加、迁移等。针对信息、能源、航空航天等领域核心零部件超高性能构建的发展需求，通过原子层可控去除制造全频段原子级精度无损表面，并结合原子层增材制造原... 详细信息

原子层制造是指加工精度达到原子层量级的可控制造技术，包括原子层去除、添加、迁移等。针对信息、能源、航空航天等领域核心零部件超高性能构建的发展需求，通过原子层可控去除制造全频段原子级精度无损表面，并结合原子层增材制造原子级新结构，有望实现特殊功能的有效创成，保证超高性能的安全可靠。另外，后摩尔时代先进芯片的制造工艺将迈入亚纳米物理极限，原子层制造需求贯穿芯片制造工艺的全流程。本文阐述了原子层制造技术的发展需求与研究进展，围绕原子层抛光、原子层沉积/刻蚀、原子层损伤控制、原子层工艺与装备等领域，梳理了原子层制造的发展方向及研究目标，凝练了原子层制造领域未来的关键科学问题及面临的挑战，探讨了前沿研究方向和发展战略。

关键词：原子层制造原子层抛光原子层沉积/刻蚀原子层损伤控制原子层制造工艺与装备

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黄芩及其有效成分治疗脓毒症急性肺损伤机制研究进展

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中西医结合研究 2024年第1期16卷 57-60页

作者：周易陈广董若兰华中科技大学同济医学院附属同济医院中西医结合科武汉430030

急性肺损伤(acute lung injury,ALI)是各种致病因素损伤肺微血管内皮细胞和肺泡上皮细胞造成的以弥漫性间质性肺水肿为主要病理特征、以急性低氧性呼吸功能不全为主要临床特征的综合征。引起ALI的原因多种多样,其中脓毒血症被认为是造成... 详细信息

急性肺损伤(acute lung injury,ALI)是各种致病因素损伤肺微血管内皮细胞和肺泡上皮细胞造成的以弥漫性间质性肺水肿为主要病理特征、以急性低氧性呼吸功能不全为主要临床特征的综合征。引起ALI的原因多种多样,其中脓毒血症被认为是造成ALI最主要的危险因素。脓毒症ALI时肺血管屏障稳定性被破坏,液体和蛋白由血管腔进入肺间质和肺泡,严重时导致致命性的肺水肿甚至呼吸衰竭。尽管近年来在抗感染及脏器功能支持治疗方面有了很大进展,但脓毒症的病死率仍居高不下。目前西医治疗脓毒症ALI的手段相对有限,而中西医结合疗法以其独特优势,历来被广泛应用于各种感染性疾病的治疗。在2003年的“非典”以及2020年的新冠疫情防治过程中,中医药都发挥了重要作用。中医学并无脓毒血症相应的病名,但根据症状、体征及疾病的演变规律,当属中医“温病”范畴,而脓毒症ALI则属于中医“喘证”“暴喘”“喘脱”的范畴。在脓毒血症发病过程中,多有邪热内蕴、火毒炽盛,由气传营入血,内攻脏腑,热与血结,瘀热酿毒,伤阴损阳。由于脓毒症ALI发病急骤、病势凶险、传变迅速、病死率高,在发病之初“及早识别”并“及时干预”以及“既病防变”显得尤为重要。黄连解毒汤是清热解毒治法的代表方剂,出自《外台秘要》,由黄连、黄芩、黄柏、栀子组成,主治三焦火毒证,临床常用于治疗脓毒血症、肺炎、泌尿系感染等。黄芩作为黄连解毒汤中的重要药物组成,主清上焦之火;近年来,越来越多的研究表明,黄芩及其有效成分在治疗脓毒症ALI方面具有显著的效果。现本文就黄芩及其有效成分治疗脓毒症ALI的机制进行综述如下。

关键词：脓毒症急性肺损伤黄芩黄芩苷作用机制

成人早期前体T细胞急性淋巴细胞白血病的临床特征分析

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临床血液学杂志 2024年第3期37卷 162-167页

作者：胡池玥卢聪江慧雯南昌大学医学院南昌330006 华中科技大学同济医学院附属协和医院血液科

目的:总结分析成人早期前体T细胞急性淋巴细胞白血病(early T-cell precursor acute lymphoblastic leukemia,ETP-ALL)的临床特征、治疗效果及长期预后。方法:回顾性研究2020年4月至2023年12月诊治的15例ETP-ALL患者,分析基本临床特征... 详细信息

目的:总结分析成人早期前体T细胞急性淋巴细胞白血病(early T-cell precursor acute lymphoblastic leukemia,ETP-ALL)的临床特征、治疗效果及长期预后。方法:回顾性研究2020年4月至2023年12月诊治的15例ETP-ALL患者,分析基本临床特征、流式免疫分型、细胞遗传学及分子生物学异常、治疗方案与预后的关系。结果:成人急性T淋巴细胞白血病患者中ETP-ALL的发生率为21.8%,其中男性占73.3%,中位年龄43岁,中位骨髓原始细胞比例71.1%。髓系/干细胞抗原阳性表达CD34、CD117、HLA-DR、CD13、CD33等。22.2%的患者合并染色体异常,80.0%的患者合并分子生物学异常,常见的基因突变包括NOTCH1、PHF6、JAK3、ETV6、JAK1、WT1等。第1个疗程诱导缓解治疗后73.3%的患者达完全缓解,66.7%的患者达微小残留病阴性的完全缓解。中位随访时间15.4个月,1年及2年总生存率分别为90.9%和77.9%,1年及2年无复发生存率分别为86.2%和64.6%。结论:成人ETP-ALL同时具有淋系和髓系的临床特征,在VDCLP化疗方案的基础上联合应用髓系化疗药物或多种靶向药物或可提升完全缓解率,在第1次完全缓解期间尽快行异基因造血干细胞移植或可延长生存期。

关键词：早期前体T细胞急性淋巴细胞白血病临床特征治疗

基于转录组测序筛选多囊卵巢综合征外周血中差异表达基因及miRNA

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现代妇产科进展 2024年第6期33卷 433-440页

作者：周侃高丽敏张玉刘旻陈月婵王小沛石河子大学第一附属医院石河子832000 华中科技大学同济医学院武汉430030

目的:基于转录组测序并结合生物信息学技术分析多囊卵巢综合征(PCOS)患者与健康人群全血样本来源的微阵列数据,筛选差异表达基因及miRNA,为PCOS的临床诊疗提供新见解。方法:从GEO数据库筛选并下载GSE54248数据集,利用R软件limma包筛选P... 详细信息

目的:基于转录组测序并结合生物信息学技术分析多囊卵巢综合征(PCOS)患者与健康人群全血样本来源的微阵列数据,筛选差异表达基因及miRNA,为PCOS的临床诊疗提供新见解。方法:从GEO数据库筛选并下载GSE54248数据集,利用R软件limma包筛选PCOS组与对照组的差异表达基因,并对其进行GO和KEGG富集分析。使用在线分析工具STRING数据库用于分析蛋白质-蛋白质相互作用,并通过Cytoscape构建PPI互作网络,使用CytoHubba插件中的MCC、Degree、Closeness、Bottleneck四种算法计算后取交集识别Hub基因。通过NetworkAnalyst构建Hub基因的靶向miRNA网络图。qRT-PCR法检测PCOS组及对照组外周血中IL-1β、FCGR3A、CD79B、CD27和CD52表达。结果:从GSE54248数据集中共筛选鉴定出98个差异表达基因,其中55个上调基因,43个下调基因。GO富集分析表明,差异基因生物学过程主要集中于蛋白质自身磷酸化、白细胞介导的免疫、淋巴细胞介导的免疫、免疫反应调节信号通路等。KEGG显著富集了3个信号通路,分别为原发性免疫缺陷、造血细胞系及Th17细胞分化。结合PPI网络与CytoHubba的四种算法的结果,得到了IL-1β、FCGR3A、CD79B、CD27和CD52这5个Hub基因。结合miRNA-靶基因的共表达网络,有5种miRNAs,包括hsa-miR-375、hsa-miR-34a-p、hsa-miR-126-3p、hsa-miR-146a-5p及hsa-miR-449a等被预测可能是PCOS患者外周血中关键的miRNA分子。qRT-PCR结果证实,与对照组相比,PCOS组患者外周血中IL-1β表达升高(P<0.05),FCGR3A、CD79B、CD27表达均显著升高(P<0.01)。结论:本研究通过公共数据库挖掘鉴定出IL-1β、FCGR3A、CD79B、CD27可能作为关键基因参与PCOS的病理生理过程,并通过生物信息学分析鉴定了5个可能调控PCOS的miRNA。该结果将为进一步阐明PCOS的发生发展机制提供新思路,也将为PCOS提供新的药物靶点和诊疗思路。

关键词：多囊卵巢综合征外周血差异表达基因 miRNA 转录组测序

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miR-494调控成骨细胞分化及基质矿化的机制研究

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实验动物科学 2024年第2期41卷 85-89页

作者：匡嘉兵郭松雷建平程煜方武汉市第四医院华中科技大学同济医学院附属普爱医院骨科武汉430060

目的探讨miR-494对成骨细胞分化及基质矿化的影响及相关机制。方法选择小鼠MC3T3-E1成骨细胞系,随机分为对照组、miR-494过表达组及miR-494抑制组。对照组不给予处理,miR-494过表达组及miR-494抑制组分别加入miR-494 mimics转染试剂、mi... 详细信息

目的探讨miR-494对成骨细胞分化及基质矿化的影响及相关机制。方法选择小鼠MC3T3-E1成骨细胞系,随机分为对照组、miR-494过表达组及miR-494抑制组。对照组不给予处理,miR-494过表达组及miR-494抑制组分别加入miR-494 mimics转染试剂、miR-494 inhibitors转染试剂进行细胞转染。采用碱性磷酸酶(ALP)试剂盒检测各组细胞ALP活性,采用骨钙素放射免疫分析试剂盒检测各组细胞骨钙素(OC)活性。Vonkossa液染色检测各组细胞钙化结节数。qRT-PCR检测miR-494、磷酸酶张力蛋白同源物基因(PTEN)mRNA表达水平,Western blot检测细胞磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/Akt通路蛋白表达水平,双荧光素酶报告实验验证miR-494与PTEN的靶向关系。结果双荧光素酶实验证实PTEN是miR-494的作用靶基因。miR-494过表达组成骨细胞miR-494 mRNA、p-Akt蛋白明显高于对照组,PTEN mRNA、ALP和OC活性、钙化结节数水平明显低于对照组;miR-494抑制组成骨细胞miR-494 mRNA、p-Akt蛋白明显低于对照组、miR-494过表达组,PTEN mRNA水平、ALP和OC活性、钙化结节数明显高于对照组、miR-494过表达组(P<0.05)。结论miR-494可有效抑制成骨细胞分化及基质矿化过程,其机制可能与miR-494介导靶基因PTEN调控Akt通路有关。

关键词： miR-494 PTEN 成骨细胞分化基质矿化机制

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医学影像与自然语言处理多模态探索研究

医学信息学杂志 2024年第1期45卷 33-38页

作者：龚宇新向菲应葵华中科技大学同济医学院医药卫生管理学院武汉430000 清华大学工程物理系北京100084

目的/意义实现医学影像报告的自动生成对减轻放射科医生工作负担、促进临床工作流程标准化具有重要意义。方法/过程重点查找近几年公开源代码的胸部报告生成模型,开发一种基于CDGPT 2模型的医学影像报告自动生成方法。结果/结论大参数... 详细信息

目的/意义实现医学影像报告的自动生成对减轻放射科医生工作负担、促进临床工作流程标准化具有重要意义。方法/过程重点查找近几年公开源代码的胸部报告生成模型,开发一种基于CDGPT 2模型的医学影像报告自动生成方法。结果/结论大参数量的语言模型在报告生成方面的优势仍有待挖掘,对模型的解码器输入进行修改后生成报告的质量不高。未来研究可采用大型数据集并结合更多临床信息来提高模型性能。

关键词：胸片多模态报告自动生成注意力机制自然语言处理

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等离子体医学研究进展

高电压技术 2024年第08期 3555-3579页

作者：卢新培罗婧怡聂兰兰刘大伟张冠军刘定新邵涛方志金珊珊赵亚军张远涛邹亮王晓龙李和平张宇刘东平杨德正陈支通黄青程诚吴淑群刘巧钰裴学凯闫旭程鹤熊青石琦宋珂曹颖光陈宏翔冯爱平夏育民白帆杨春俊杨润功何光源中国科学院等离子体物理研究所南京航空航天大学自动化学院武汉大学电气与自动化学院北京市神经外科研究所南京理工大学化学学院重庆大学电气自动化学院华中科技大学同济医学院附属同济医院华中科技大学同济医学院附属协和医院西安交通大学第二附属医院安徽医科大学第二附属医院华中科技大学电气与电子工程学院解放军总医院第一医学中心华中科技大学生命科学与技术学院西安交通大学电气工程学院中国科学院电工研究所南京工业大学电气工程与控制科学学院山东大学电气工程学院清华大学工程物理系清华大学基础医学院大连理工大学电气工程学院中国科学院深圳先进技术研究院

大气压非平衡等离子体(atmospheric pressure nonequilibrium plasma,APNP)能够在产生多种活性成分的同时保持较低甚至常温的气体温度，这使得它在生物医学方面有着巨大的应用前景，因此等离子体医学成为一个备受关注的新兴研究领域。自... 详细信息

大气压非平衡等离子体(atmospheric pressure nonequilibrium plasma,APNP)能够在产生多种活性成分的同时保持较低甚至常温的气体温度，这使得它在生物医学方面有着巨大的应用前景，因此等离子体医学成为一个备受关注的新兴研究领域。自1996年第一篇等离子体医学研究论文发表以来，等离子体医学领域取得了蓬勃的发展，但也面临着一些核心科学问题亟需解决。文中对等离子体医学的研究进展进行了综述，探讨了该领域面临的核心科学问题和等离子体的生物安全性。此外，还简要介绍了等离子体医学在微生物消杀、伤口愈合、癌症治疗、经皮给药和皮肤病治疗等重要应用方面取得的成果。对于制定等离子体医学的标准和规范、建立第三方检测平台以及共享数据库和标准装置等问题，也进行了初步的讨论。最后，对等离子体医学的未来进行了展望。

关键词：等离子体医学大气压非平衡等离子体低温等离子体等离子体源等离子体诊断生物医学应用