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基于通道权重和数据效用特征的医学图像分割数据增强方法

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 220-227,236页

作者：武星陶晨杰李智张健孙群韩先花陈延伟上海大学计算机工程与科学学院上海200444 上海大学上海先进通信与数据科学研究院上海200444 上海大学医学院上海200444 上海全景医学影像诊断中心上海200233 上海交通大学附属第六人民医院消化内科上海200233 山口大学理学部日本山口753-8511 立命馆大学情报理工学部日本滋贺525-8577

在计算机辅助医疗诊断领域,获取含标签的医学数据代价昂贵,同时对模型的可解释性要求较高,而目前大多数深度学习模型存在数据缺乏和可解释性差的局限。为此,本文提出一种新颖的用于医学图像分割的数据增强方法,其优势和新颖之处在于,通... 详细信息

在计算机辅助医疗诊断领域,获取含标签的医学数据代价昂贵,同时对模型的可解释性要求较高,而目前大多数深度学习模型存在数据缺乏和可解释性差的局限。为此,本文提出一种新颖的用于医学图像分割的数据增强方法,其优势和新颖之处在于,通过梯度类激活热力图提取数据效用特征并与原图像进行融合,然后构建新的通道权重特征提取器来学习不同通道间的权重,最终实现了不具有破坏性的数据增强效果,提升了模型的性能、数据效用和可解释性。将本文方法应用于超光谱-克瓦希尔(Hyper-Kvasir)数据集,U型网络(U-net)模型的交并比(IoU)和戴斯(Dice)系数分别有所提升;在国际皮肤成像合作组织(ISIC)档案文件(Archive)数据集(ISIC-Archive)上,深度研究实验室V3+网络(DeepLabV3+)模型的指标IoU和Dice系数也分别有所提升。此外,在仅使用70%的训练数据的情况下,依然取得了原模型在整个数据集上训练所得性能的95%,表现出良好的数据效用。而且,该方法所使用的数据效用特征具有内置的可解释信息,有助于提高模型的可解释性。本文所提方法普适性较好,可以即插即用,适用于不同的分割方法,且无需修改网络结构,因此易于集成到现有的医学图像分割工作中,可提高今后研究和应用的便利性。

关键词：医学图像分割数据增强数据效用深度学习可解释性

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城市污水污泥热解实验及产物特性

天津大学学报 2006年第6期39卷 739-744页

作者：李海英张书廷赵新华铃木栄二天津大学环境学院日本信州大学纤维学部精密素材工学科

采用外热式固定床热解装置,在250-700℃温度范围内对污水污泥进行了常压热解实验．研究了不同热解终温时固、液、气产物的燃料特性．结果表明,随着热解温度的提高,固体产物挥发分减少,固定碳和灰分增加,在 250-450℃挥发分随热解温度变... 详细信息

采用外热式固定床热解装置,在250-700℃温度范围内对污水污泥进行了常压热解实验．研究了不同热解终温时固、液、气产物的燃料特性．结果表明,随着热解温度的提高,固体产物挥发分减少,固定碳和灰分增加,在 250-450℃挥发分随热解温度变化较快,450-700℃时变化趋缓;固体产物热值在低温段较高,350℃时达到 32 475．6 kJ／kg,而后随热解温度的升高而降低．通过对热解油状产物性能评价,除N、S含量超标外,其他性能都可满足燃料油的要求(SH 0536-95)．根据气相色谱的分析结果,温度在250-450℃时,热解气主要为CO2;在450- 700℃时,气体中H2、CH4和CO等可燃气体含量逐渐增加,600℃时气体的热值最高,达到15 530 kJ／m3．实际应用中在450-600℃下热解为宜．

关键词：污水污泥热解热解终温产物特性

家蚕卵显微注射操作对蚕卵孵化及畸形蚕发生的影响

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昆虫学报 2013年第5期56卷 499-504页

作者：赵天福韩冷王玉军朱勇张高军中垣雅雄西南大学生物技术学院重庆400716 信州大学纤维学部应用生物科学科

早期胚胎显微注射是目前获得转基因家蚕Bombyx mori的主要途径。显微注射操作对蚕卵的损伤导致注射后的蚕卵孵化率降低,是家蚕转基因工作的主要障碍之一。本研究对不同卵龄的蚕卵进行了开孔或注射实验,并对产后5h的蚕卵上背侧、腹侧、... 详细信息

早期胚胎显微注射是目前获得转基因家蚕Bombyx mori的主要途径。显微注射操作对蚕卵的损伤导致注射后的蚕卵孵化率降低,是家蚕转基因工作的主要障碍之一。本研究对不同卵龄的蚕卵进行了开孔或注射实验,并对产后5h的蚕卵上背侧、腹侧、前极、后极和中央等5个不同的位置进行了开孔实验,调查了卵孵化率和体形异常蚕的产生情况。结果表明:较早卵龄期的注射或从蚕卵背侧的注射可以获得高的孵化率。腹侧注射产生大量的体形异常蚕而背侧注射的蚕完全正常。通过调整注射时期和注射位置避开上述影响可以减少死卵和畸形蚕,提高孵化率。本研究为改进家蚕转基因操作技术提供了有效的参考。

关键词：家蚕卵转基因显微注射畸形孵化率

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中药放射增敏机制的研究进展

中医肿瘤学杂志 2024年第4期6卷 73-77,94页

作者：蒋磊胡莉钧潘玉艳周海俊郝卫强高潮岩桥均高桥淳子常州工程职业技术学院检验检测认证学院江苏常州213164 南京医科大学附属常州第二人民医院放疗科江苏常州213000 南京医科大学附属常州第二人民医院药学部江苏常州213003 岐阜大学应用生物科学部日本岐阜县岐阜市501-1193 早稻田大学信息、生产和系统研究科(IPS) 日本福冈县北九州市808-0135

放疗是癌症治疗重要的手段之一,然而高剂量放疗引起的放射性炎症和肿瘤放射抵抗严重影响了患者治疗的依从性和成功率。放射增敏剂可有效提高肿瘤细胞放射敏感性,促进射线对肿瘤细胞的杀伤作用,对临床至关重要。本文回顾近五年全球中药... 详细信息

放疗是癌症治疗重要的手段之一,然而高剂量放疗引起的放射性炎症和肿瘤放射抵抗严重影响了患者治疗的依从性和成功率。放射增敏剂可有效提高肿瘤细胞放射敏感性,促进射线对肿瘤细胞的杀伤作用,对临床至关重要。本文回顾近五年全球中药作为放射增敏剂的增敏机制及在癌症放疗中的潜在应用价值,筛选可作为新型放射增敏剂的候选中药。本文使用关键词对PubMed、Scopus、Google Scholar和中国知网等科学数据库进行检索,对相关基础和临床研究的数据和结果进行综述。研究发现国内外中药作为放射增敏剂的研究具有一定基础。单体、复方、草本提取物和新型纳米中药均展现了潜在的应用价值,放射增敏机制主要为调节癌症细胞凋亡途径或细胞周期阻滞相关的基因。

关键词：放疗放射增敏剂中草药

漳江口溶解态稀土元素的地球化学特征及影响因素

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第7期54卷 42-55页

作者：李方茹刘茜贺万阳马莉曹阿翔张劲中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100 厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室福建厦门361005 日本国立富山大学理学部生物圈环境科学日本富山9308555

河口区域稀土元素(Rare earth elements, REEs)的地球化学行为对理解海洋中REEs的循环具有重要意义。本文通过现场调查对2018年9月(暴雨时期)、2019年12月(旱季)及2020年8月(湿季)溶解态REEs在漳江口的分布特征、REEs的主要影响因素及... 详细信息

河口区域稀土元素(Rare earth elements, REEs)的地球化学行为对理解海洋中REEs的循环具有重要意义。本文通过现场调查对2018年9月(暴雨时期)、2019年12月(旱季)及2020年8月(湿季)溶解态REEs在漳江口的分布特征、REEs的主要影响因素及人为稀土元素钆(Gd)污染进行研究。结果表明:漳江口溶解态REEs在不同时期的分布及分异存在显著差异,溶解态REEs含量暴雨时期>旱季>湿季。暴雨时期溶解态REEs主要呈现轻/中稀土相对富集及Ce正异常现象,而旱季及湿季溶解态REEs主要呈现重稀土相对富集及Ce负异常现象,颗粒物-水作用是不同时期溶解态REEs含量及分异存在差异的主要原因。Gd在不同时期均呈现正异常,暴雨时期、旱季及湿季人为Gd占比分别为18%~29%、26%~69%及22%~60%,推测Gd污染可能受河口上游医院核磁共振造影剂使用的影响。以上研究表明暴雨导致的颗粒物释放对河口溶解态REEs具有显著的贡献,今后研究需要重视特殊事件(如暴雨)对河口溶解态REEs来源和收支的影响。漳江口上游的人口密度相比全国其他地区较低但存在较为严重的人为Gd污染,说明我国其他河口人为稀土污染及来源也应引起广泛的重视。

关键词：稀土元素漳江口颗粒物-水作用暴雨时期湿季旱季

不同干预手段改善神经炎症在治疗阿尔茨海默病中的效果分析

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生物化学与生物物理进展 2024年

作者：单江晖储超扬陈是燏林志成周钰愉方甜园张楚霞肖彪谢凯王清娟刘志涛李丽萍宁波大学医学部生理与病理学科宁波大学附属第一医院康复科宁波市康复医院

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease， AD）是一种以进行性记忆减退、认知障碍为主要临床表现的中枢神经系统退行性疾病。目前尚无有效手段治疗AD，近年来从不同方面探索治疗AD的手段，其中以清除β淀粉样蛋白（amyloid β-protein， ... 详细信息

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease， AD）是一种以进行性记忆减退、认知障碍为主要临床表现的中枢神经系统退行性疾病。目前尚无有效手段治疗AD，近年来从不同方面探索治疗AD的手段，其中以清除β淀粉样蛋白（amyloid β-protein， Aβ）为靶点的药物治疗虽然在临床试验中取得突破性进展，但仍存在不良事件。神经炎症在AD的发病和进展中起着至关重要的作用。持续的神经炎症反应被认为是AD的第三大病理特征，可促进细胞外淀粉样斑块和细胞内神经纤维缠结形成，同时这些毒性物质又能加速神经炎症发展，形成恶性循环，加速疾病进展。通过改善神经炎症，从而打破神经炎症、Aβ斑块沉积、Tau缠结之间的反馈循环模式，可能成为一种治疗AD的有效途径。传统中草药如何首乌、姜黄，因其能够对抗神经炎症而被用于治疗AD；非甾体类抗炎药物布洛芬（Ibuprofen）、吲哚美辛（Indomethacin）等能降低体内炎症小体水平，服用非甾体类药物与AD低发病率存在关联；负载催产素的仿生纳米材料，具有抗吞噬作用，透过血脑屏障进入脑部持续释放催产素，发挥抗炎作用。间充质干细胞移植可降低神经炎症和抑制小胶质细胞活化，其分泌物不仅能改善神经炎症还具有多靶点综合治疗效果，可能更适于治疗AD。利用基因编辑技术靶向提高小胶质细胞中TREM2基因的表达，或应用Ab-T1、hT2AB等TREM2抗体，可改善小胶质细胞功能，进而降低神经炎症水平，是一种治疗AD的潜在方法。益生元治疗、粪菌移植治疗、抗生素治疗、饮食干预等能重塑肠道菌群组成，通过肠-脑机制缓解神经炎症，但以低聚甘露糖酸钠为主的药物目前尚存争议。运动干预和脑电刺激干预均可潜在减缓神经炎症，可延缓AD。本文聚焦于近年来药物治疗、基因治疗、干细胞治疗、肠道菌群治疗、运动干预以及脑电刺激等方面在改善神经炎症中作用，以期为未来通过干预神经炎症作为治疗AD的方向提供新的思路。

关键词：阿尔茨海默病药物治疗基因治疗肠道菌群治疗神经炎症物理干预干细胞治疗

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基于液态金属纳米纤维膜的透气可拉伸电路板

科学通报 2024年第26期69卷 3840-3842页

作者：郑思洁严锋苏州大学材料与化学化工学部苏州215123

可拉伸电子设备和系统因其在可穿戴电子设备、软机器人、人机界面和生物电子设备等多个领域的广泛应用而引起了人们的极大兴趣[1].在可伸缩电子学的研究领域中,开发出能够承受机械拉伸的导体材料是至关重要的一环.通过将传统刚性导体材... 详细信息

可拉伸电子设备和系统因其在可穿戴电子设备、软机器人、人机界面和生物电子设备等多个领域的广泛应用而引起了人们的极大兴趣[1].在可伸缩电子学的研究领域中,开发出能够承受机械拉伸的导体材料是至关重要的一环.通过将传统刚性导体材料嵌入到弹性基底中,可以制备出能够在宏观尺度上发生形变的导体结构.

关键词：导体材料纳米纤维膜液态金属电子设备可拉伸电子机械拉伸弹性基底电路板

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DCLK1在胃癌干细胞中的作用及机制研究

中国病理生理杂志 2024年第3期40卷 411-419页

作者：张威王光辉刘辉琦刘永年青海大学医学部青海西宁810001

目的:研究双皮质素样激酶1(doublecortin-like kinase 1,DCLK1)对胃癌干细胞生物学特性的作用,初步探讨其可能的作用机制。方法:无血清培养液悬浮培养胃癌干细胞,用DCLK1抑制剂DCLK1-IN-1靶向抑制胃癌干细胞中DCLK1活性。用Western blo... 详细信息

目的:研究双皮质素样激酶1(doublecortin-like kinase 1,DCLK1)对胃癌干细胞生物学特性的作用,初步探讨其可能的作用机制。方法:无血清培养液悬浮培养胃癌干细胞,用DCLK1抑制剂DCLK1-IN-1靶向抑制胃癌干细胞中DCLK1活性。用Western blot法检测胃癌干细胞中DCLK1、干性相关蛋白(SOX2和OCT4)、细胞增殖相关蛋白(cyclin D1和c-MYC)、耐药相关蛋白(ABCG2和TOP2A)、上皮-间充质转化相关蛋白(E-cadherin、vimen‐tin和Snail)和PI3K/AKT/mTOR信号通路相关蛋白表达水平。用CCK-8法测定DCLK1对胃癌干细胞活力及耐药的影响;用甲基纤维素成球法测定DCLK1对胃癌干细胞自我更新的影响。用细胞划痕实验和Transwell实验测定DCLK1对胃癌干细胞迁移和侵袭功能的影响。结果:胃癌干细胞中DCLK1及干性相关蛋白SOX2和OCT4表达明显高于亲本细胞(P信号通路促进胃癌干细胞增殖、耐药、侵袭和迁移。DCLK1可作为靶向胃癌干细胞的潜在靶点。

关键词：双皮质素样激酶1 胃癌干细胞 PI3K/AKT/mTOR信号通路

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长双歧杆菌胞外多糖对非酶糖基化的抑制作用

生物学杂志 2024年第5期41卷 6-13,47页

作者：夏俊英余海霞戚仕梅张富娜邬婧肖卫华中国科学技术大学生命科学与医学部基础医学院合肥230026 中国科学技术大学先进技术研究院合肥230031 合肥卡迪尔生物科技有限公司合肥230000

利用人粪便中分离的一株长双歧杆菌ZJ1株胞外多糖提取物(ZJ1-EPS),分别采用丙酮醛(MGO)诱导牛血清白蛋白(BSA)和人皮肤细胞非酶糖基化(AGEs)模型和葡萄糖诱导斑马鱼AGEs模型,探究ZJ1-EPS抑制AGEs的作用和机制。结果表明,ZJ1-EPS对AGEs... 详细信息

利用人粪便中分离的一株长双歧杆菌ZJ1株胞外多糖提取物(ZJ1-EPS),分别采用丙酮醛(MGO)诱导牛血清白蛋白(BSA)和人皮肤细胞非酶糖基化(AGEs)模型和葡萄糖诱导斑马鱼AGEs模型,探究ZJ1-EPS抑制AGEs的作用和机制。结果表明,ZJ1-EPS对AGEs生成有明显的抑制作用,同时可显著抑制角质细胞和成纤维细胞中丙酮醛(MGO)诱导的MMP-1表达,促进胶原蛋白的表达。研究揭示了双歧杆菌胞外多糖提取物具有抑制AGEs生成的作用,提示其用于皮肤抗衰的作用机制和应用潜力。

关键词：长双歧杆菌胞外多糖非酶糖基化皮肤细胞斑马鱼