褪黑素通过PI3K/AKT通路减轻缺氧缺血性脑损伤新生大鼠大脑皮层神经细胞自噬的研究

目的 观察褪黑素(melatonin,Mel)对缺氧缺血性脑损伤(hypoxic-ischemic brain damage,HIBD)新生大鼠大脑皮层神经细胞自噬的影响,并从PI3K/AKT信号通路探讨其机制,为Mel的临床应用提供依据。方法 将7日龄Sprague-Dawley新生大鼠随机分为假手术组、HIBD组及Mel组(各组n=9)。采用经典RiceVannucci法构建新生大鼠HIBD模型。采用苏木精-伊红和尼氏染色法观察新生大鼠大脑皮层神经细胞形态;免疫荧光染色和Western blot法检测自噬相关蛋白微管相关蛋白1轻链3 (microtubule-associated protein 1 light chain3,LC3)及Beclin-1蛋白表达水平;免疫组化和Western blot法检测磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶(phosphorylated phosphoinositide 3-kinase,p-PI3K)、磷酸化蛋白激酶B (phosphorylated protein kinase B,p-AKT)蛋白表达水平;通过Pearson相关性分析探讨Mel组与HIBD组自噬与PI3K通路的相关性。结果 建模后24h,假手术组新生大鼠大脑皮层神经细胞大小形态正常、排列规则,HIBD组神经细胞胞体肿胀、排列不规则,Mel组神经细胞排列较规整、形态相对正常。假手术组尼氏小体形态规整,HIBD组尼氏小体形态异常,Mel组尼氏小体形态尚规整。HIBD组LC3及Beclin-1平均荧光强度较假手术组增加,Mel组较HIBD组减少(P<0.05)。HIBD组p-PI3K^(+)、pAKT^(+)细胞数较假手术组减少,Mel组较HIBD组增加(P<0.05)。HIBD组LC3、Beclin-1蛋白表达水平较假手术组增加,p-PI3K、p-AKT蛋白表达水平较假手术组减少(P<0.05);Mel组LC3、Beclin-1蛋白表达水平较HIBD组减少,p-PI3K、p-AKT蛋白表达水平较HIBD组增加(P<0.05)。相关性分析显示,Mel组与HIBD组损伤侧大脑皮层LC3、Beclin-1蛋白平均荧光强度差值与p-PI3K^(+)、p-AKT^(+)细胞数差值均呈负相关(P<0.05)。结论 Mel可抑制HIBD新生大鼠大脑皮层神经细胞过度自噬,从而减轻HIBD,其机制与PI3K/AKT通路相关。

基于掌纹图像相关匹配的重复定位技术

基于每次测量时所采集掌纹图像之间同时存在平移和旋转变化,先对图像进行空域旋转校正,然后利用相位相关方法进行相关匹配,并通过二次曲面拟合方法使平移变化的检测精度达到亚像元级,从而达到精确定位.该方法已成功应用于掌纹图像匹配定位中,对于无噪声干扰的掌纹图像,平移检测精度达到0.01像元,旋转检测精度达到0.1°.

结合遗传算法与方向图法的指纹图像分割

指纹作为人体的重要特征,由于其具有唯一性和终生不变性,越来越成为生物测定技术的重要手段。在自动指纹识别中,指纹图像分割是图像预处理中关键的一步,不仅能够对图像信息进行压缩,保留脊谷线的主要信息,同时能够去除大量的粘连,加速后续处理的速度和提高指纹特征提取和匹配的精度。将基于遗传算法的阈值分割方法和方向图法相结合对指纹图像进行分割。

血红蛋白对胆红素光学检测的影响分析

针对实验得到的光谱数据,应用偏最小二乘回归方法进行多变量建模,结果发现:血红蛋白的加入使建立模型的主成分数从一个变为三个,而对模型贡献最大的波长从459nm变为432nm和433nm,说明偏最小二乘模型的原始光谱数据变量引进了血红蛋白的吸收噪音.结合偏最小二乘建模的原理与评价指标分析表明:较纯胆红素溶液而言,混合溶液模型预测均方根误差增大了24.90%,相关系数减小了0.29%,加入血红蛋白后的模型对胆红素浓度预测能力降低.进一步分析血红蛋白和胆红素及其混合溶液吸收光谱发现:在检测的紫外可见光波段两者吸收光谱发生重叠,两者混合溶液在408nm处产生一个新的吸收峰,且相比同浓度血红蛋白吸收峰而言408nm处吸收峰发生了减色效应,这是由于血红蛋白与胆红素混合会发生某些弱的键位结合引起的,新的吸收峰改变了建模所用的主成分数,降低了模型的预测能力.结果说明在胆红素经皮测量中必须采取措施减少血红蛋白的影响,才能提高胆红素经皮检测的准确度.

一种提高人耳特征点识别度的目标区域提取方法

对人耳进行特征识别多采用SURF算法,但该算法应用时极易受到图像中非目标区域的干扰,进而影响人耳特征点的检测和匹配准确度.基于目标区域的人耳特征识别算法可以突出目标区,而尽可能地抑制背景区域的影响.针对此问题,提出一种复合图像分割算法—KRM法作为人耳识别的预处理方法,将图像中人耳所在目标区域提取出来.该KRM法分为3步:首先利用k-means聚类算法将图像初步分割为前景目标区域和背景两类;再通过区域生长算法对过度分割的区域进行合并;最后应用形态学腐蚀的方法进行滤波得到人耳所在的目标区域.将KRM目标区域提取和SURF方法联用(简称KRM-SURF算法)应用于50组人耳图像,进行人耳特征点的检测与匹配,实验结果表明,特征点识别度(RD)均值达到0.924,KRM法的使用能极大地提高基于SURF算法的人耳特征识别的准确性.

血液成分无创光学检测中浮动基准理论的适用性

在浮动基准理论(FRT)应用于血糖无创光学检测研究成果的基础上,进一步研究其在其他血液成分(如胆红素)无创光学检测中的适用性.根据径向检测基准位置存在的条件,经蒙特卡洛模拟的结果表明胆红素测量中难以找到浮动基准位置;而通过研究胆红素与水的置换效应,发现在波长524 nm处吸光度值与胆红素的浓度无关,将该波长作为基准波长,实际测量中可以用于去除背景噪声和环境干扰.综合FRT在血糖及胆红素两种不同血液成分中应用的研究结果表明:对于不同检测成分,在相应的检测波段,浮动基准位置和浮动基准波长有一定的特异性,从而进一步完善和扩展了FRT的应用领域.

声带振动的二质量块-有限元模型

研究声带振动模型对揭示声带振动特性及理解声带振动的生理病理特征具有重要意义。本文结合非对称二质量块模型和有限元模型的优点,建立了声带振动的二质量块-有限元模型,并利用该模型实现了高速声门图的仿真。仿真结果表明,无论是正常声带的振动状态还是病理振动状态,输出结果都和实际声带振动特性相吻合。

基于LabVIEW数据采集分析实验系统的设计

结合数据采集在生物组织测量系统中的应用,介绍了利用LabVIEW软件和数据采集卡设计数据采集实验教学系统的方案。由这套实验系统,引导学生快速熟悉数据采集过程和LabVIEW软件编程,并可根据各种实际需要动手设计。

DMSO与噻酮对离体猪皮组织光学特性参量改变的定量分析

从定量的角度评价高渗制剂与组织光学特性参量改变的关系.利用FT-IR红外光谱仪与双积分球系统,对离体猪皮组织在促渗剂二甲基亚砜与噻酮作用下的光谱进行测量,并运用逆倍增方法计算得到组织的光学参量.结果表明:离体猪皮组织的光学特性参量(吸收系数和散射系数)随着高渗制剂作用时间的增加明显减小,光在组织中的穿透深度增加.由此可知猪皮组织的光学特性参量在两种促渗剂作用下随时间发生了动态改变,且噻酮具有比二甲基亚砜更好的清透效果.

结合小波变换与相位相关的图像匹配方法

图像匹配技术是图像测量系统中的关键技术,是目标定位中最基本的方法。相位相关作为一种图像匹配技术对噪声有较高的容忍程度,检测结果与照度无关,受几何失真影响小。但该方法对旋转变化非常敏感。为解决此问题,本文提出结合小波变换和相位相关的匹配算法,该算法首先对图像进行小波分解,并对结果中的近似信号进行空域旋转校正;然后利用相位相关方法进行图像匹配,从而达到快速精确的定位。该方法在掌纹图像匹配定位中的应用证明了它的有效性。

面向乳腺诊断的时域扩散光学层析图像重建方法

为了克服传统的X射线乳腺成像术在灵敏度、特异性、安全性和舒适性等方面存在的重大缺陷,提出了一种面向乳腺成像的时域扩散光学层析(diffuse optical tomography,DOT)图像重建技术.该技术以拉普拉斯变换时域扩散方程的有限元(finite element method,FEM)数值解作为正向模型,采用基于牛顿-拉夫逊迭代格式的逆模型框架.通过对锥形压缩乳房光学层析模式的模拟实验研究表明,该方法可有效重构出乳腺肿瘤组织的吸收系数μa和约化散射系数μs′的层析图像,且成像目标的空间位置准确,具有较高的图像质量.

近红外光谱主成分分析与模糊聚类的典型地面目标物识别

近红外光谱技术在遥感监测领域中应用广泛,针对典型地面目标物遥感监测识别需要,提出了光谱主成分分析(PCA)与模糊聚类结合的分类识别方法,提高了识别算法效率及准确性。以四类典型地面目标物作为研究对象,分别测量其在1 100~2 500nm范围内漫反射光谱,首先对漫反射光谱进行主成分分析,得到代表光谱特征的主成分分量,然后将其作为模糊聚类分析模型输入参数,计算样品主成分集合之间贴合度,最后利用择近原则对样品进行匹配分类。结果表明,主成分分析可以有效提取光谱特征并且降低数据维度,结合基于择近原则的模糊分类方法,可有效提高算法准确性与效率,为遥感光谱在地面目标物识别应用提供了有益的参考。

声带视频记波图像的自动分析

用图像处理的方法实现了对声带视频记波图像中的振动信息的自动分析 .实验结果表明 ,用该方法对视频记波图像进行自动分析 ,可清楚地了解声带振动特性 ,同时能够为临床诊断声带疾病提供量化的依据 ;为进一步认识声带振动特性开拓了一个新的视角 .

人体光学测试中用于消除测量位置改变的掌/指纹图像匹配技术(英文)

应用光学测头的测量方式中,由于方便测量和易于随时测量,手掌和手指经常被选作测量部位.然而,由于人体不同部位皮肤结构的变异性,由人为运动导致的测量位置改变会对被测光有很大影响.为此,开发了一种基于掌/指纹图像匹配技术的有效方法,以避免测量位置的改变.该方法通过应用小波变换、相位相关和曲面拟合技术,分析不同测量位置之间旋转和平移改变量,然后驱动光学测头到达相应的位置,从而使光学测头每次均测量同一位置.其精度评测结果表明,平移检测精度达到1/50像素,旋转检测精度达到0.15°.光谱测量结果表明,该技术的应用使光谱稳定性提高了3倍左右.

新型医用冷光源──金属卤化物灯光源

采用金属卤化物灯的医用冷光源具有光效高、显色性好的光电特性，能够满足现代医用光学仪器的要求。本文介绍了用于医用冷光源的金属卤化物灯的结构、特性和点灯电路，并对其应用前景作了展望。

接触压力作用下皮肤形变对于漫反射光谱测量影响研究

人体成分无创光谱检测过程中,测量条件特别是探头压力造成的组织形变在一定程度上影响光谱测量结果。利用物理模型与仿真方法,定量分析了探头接触压力作用下皮肤组织应变,及光学参数与漫反射光谱变化。首先,在多层皮肤组织物理复合模型基础上,结合生物组织固液两相组成特性,定量分析了压力作用下各层皮肤组织形变大小以及成分变化。该模型将皮肤力学模型简化为固态弹性结构及包含于其中的牛顿流体,利用有限元方法,分别模拟不同压力作用下多层皮肤组织应变大小及时间特性,并根据各层组织体积及水含量变化,定量计算其散射系数及吸收系数改变。然后,利用Monte Carlo方法模拟压力作用前后光在组织中传输过程,定量分析了探头压力对漫反射光谱中所包含人体成分检测有效信息的影响。实验结果表明,在光纤探头接触压力作用下,人体皮肤组织中真皮层厚度变小,自由水体积减小,引起散射特性及光子传输路径改变,使得漫反射光谱中所包含的有效光谱信息下降。该研究结果为优化人体漫反射光谱测量策略,提高测量准确性以及重复性提供了参考。

亚像元精度摄像测量系统定标方法

在以图像测量技术为核心的检测系统中,摄像机的定标精度是保证测量系统高精度的前提。为此,引入归一化互相关和曲面拟合技术实现高精度定标。该方法利用预先设计的标准图片,对摄像机进行定标。由归一化互相关技术得到像素级的匹配结果,再采用曲面拟合技术实现亚像元级定标。结果表明:此方法可以对行列方向同时进行定标,定标精度可达1/20像元以上。

无创血糖近浮动基准参考测量方法的仿体实验验证

在近红外无创血糖测量中,由葡萄糖引起的信号变化十分微弱,极易受到人体背景、测量仪器、周围环境等变化的影响,限制了无创血糖检测的精度。针对这个问题,提出应用浮动基准位置理论进行背景变异的校正。但是由于个体的差异性与人体环境的复杂多变性,浮动基准位置会因人而异。通过对人体手掌三层皮肤模型进行蒙特卡洛模拟,发现其在1 000~1 700nm近红外波段的浮动基准位置基本处于距光源径向距离2mm附近。为了提高浮动基准位置理论在不同人体之间的适用性,提出了一种近浮动基准参考测量方法,即以径向距离2mm处作为参考位置进行背景干扰的修正,并通过仿体实验验证其效果。选取与人体手掌皮肤模型的浮动基准位置较为接近的2%和3%浓度的Intralipid仿体溶液进行实验。实验结果表明近浮动基准修正法可以消减光源漂移对测量结果的影响,提高数据的重复性和稳定性;同时通过对不同葡萄糖含量的2%和3%浓度的Intralipid溶液进行多次漫反射信号采集并建立葡萄糖浓度预测模型,发现修正后的回归模型的预测均方根误差(RMSEP)分别降低了38.51%~79.98%和29.72%~52.22%,说明该方法能够比较有效地消除两个测量位置处共同的背景干扰,提高校正模型的预测精度。仿体实验验证的结果,为下一步近浮动基准参考测量方法的在体测量提供了有力的支撑。

IR215X在电子镇流器中的应用

本文介绍一种新型的功率MOSFET驱动集成电路IR215X,并给出了使用该芯片的荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯电子镇流器实际应用电路。