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基于同步辐射X射线荧光光谱与一维卷积神经网络的癌症筛查方法
被引量:
1
1
作者
魏超杰
李超
+5 位作者
解宏鑫
王欣
李玉锋
李玉文
刘杨
王伟
《中国无机分析化学》
CAS
北大核心
2024年第1期104-111,共8页
癌症是全球范围内引起高发病率与高死亡率的疾病之一。现有癌症检测方法耗时、昂贵、专业人员依赖性强,开发一种无损、快速筛查方法非常重要。在前期工作基础上,发展了基于同步辐射X射线荧光光谱技术(SRXRF)与深度学习技术结合的一种非...
癌症是全球范围内引起高发病率与高死亡率的疾病之一。现有癌症检测方法耗时、昂贵、专业人员依赖性强,开发一种无损、快速筛查方法非常重要。在前期工作基础上,发展了基于同步辐射X射线荧光光谱技术(SRXRF)与深度学习技术结合的一种非靶标金属组学方法筛查癌症患者。首先,分析控制组与癌症组共269份血清样本的SRXRF谱线,得到Ca、Mn、Zn、Ge、Br在两类人群中具有代表性差异,可以作为癌症筛查的标志物;其次,对于平均光谱进行归一化(Normalization)、迭代自适应加权惩罚最小二乘法(airPLS)、Savitzky-Golay平滑(SG)、标准正态变换(SNV)的预处理,并建立偏最小二乘判别分析(PLSDA)、K近邻法(KNN)、软独立建模分类法(SIMCA)的化学计量学模型,三种模型对癌症筛查的最优准确率分别为89.89%、93.26%、90.95%;最后,基于像素级光谱,搭建三种一维卷积神经网络(1DCNN)模型,三种模型准确率分别为93.56%、95.24%、93.27%,相对于化学计量学模型均有所提高,增加卷积层的数量有助于数据特征提取,模型准确率提高了1.68%。将三种模型卷积层提取获得的特征进行t-分布随机邻域嵌入算法(tSNE)降维可视化,得到1DCNN提取的特征具有显著可分性,SRXRF结合1DCNN模型开发的非靶标金属组学方法在实现癌症的快速筛查方面具有潜力。
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关键词
癌症筛查
血清
X射线荧光光谱
一维卷积神经网络
非靶标金属组学
下载PDF
职称材料
空间金属组学与空间代谢组学助力碎米荠富硒机制研究
2
作者
解宏鑫
田雪
+5 位作者
赵甲亭
王黎明
于永亮
崔丽巍
李柏
李玉锋
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S01期329-329,共1页
碎米荠(Cardamine violifolia)是我国发现的一种能富集硒的草本植物,植株中硒含量可达几千mg·kg-1。硒不是植物必需元素,因此研究碎米荠对硒的富集机制有利于探究植物解硒毒机制,同时也为利用富硒碎米荠做富硒原料打下良好基础。...
碎米荠(Cardamine violifolia)是我国发现的一种能富集硒的草本植物,植株中硒含量可达几千mg·kg-1。硒不是植物必需元素,因此研究碎米荠对硒的富集机制有利于探究植物解硒毒机制,同时也为利用富硒碎米荠做富硒原料打下良好基础。本研究首先利用ICP-MS、HPLC-ICP-MS、同步辐射XRF及同步辐射XAS等技术对富硒碎米荠植株中不同部位的硒含量、形态、分布及化学种态进行了研究。
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关键词
空间金属组学
空间代谢组学
富硒碎米荠
同步辐射X射线荧光成像
质谱成像
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职称材料
题名
基于同步辐射X射线荧光光谱与一维卷积神经网络的癌症筛查方法
被引量:
1
1
作者
魏超杰
李超
解宏鑫
王欣
李玉锋
李玉文
刘杨
王伟
机构
中国农业大学工学院
安徽医科大学第二附属医院
中国科学院高能物理研究所
安徽医科大学基础医学院
出处
《中国无机分析化学》
CAS
北大核心
2024年第1期104-111,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(32272410)。
文摘
癌症是全球范围内引起高发病率与高死亡率的疾病之一。现有癌症检测方法耗时、昂贵、专业人员依赖性强,开发一种无损、快速筛查方法非常重要。在前期工作基础上,发展了基于同步辐射X射线荧光光谱技术(SRXRF)与深度学习技术结合的一种非靶标金属组学方法筛查癌症患者。首先,分析控制组与癌症组共269份血清样本的SRXRF谱线,得到Ca、Mn、Zn、Ge、Br在两类人群中具有代表性差异,可以作为癌症筛查的标志物;其次,对于平均光谱进行归一化(Normalization)、迭代自适应加权惩罚最小二乘法(airPLS)、Savitzky-Golay平滑(SG)、标准正态变换(SNV)的预处理,并建立偏最小二乘判别分析(PLSDA)、K近邻法(KNN)、软独立建模分类法(SIMCA)的化学计量学模型,三种模型对癌症筛查的最优准确率分别为89.89%、93.26%、90.95%;最后,基于像素级光谱,搭建三种一维卷积神经网络(1DCNN)模型,三种模型准确率分别为93.56%、95.24%、93.27%,相对于化学计量学模型均有所提高,增加卷积层的数量有助于数据特征提取,模型准确率提高了1.68%。将三种模型卷积层提取获得的特征进行t-分布随机邻域嵌入算法(tSNE)降维可视化,得到1DCNN提取的特征具有显著可分性,SRXRF结合1DCNN模型开发的非靶标金属组学方法在实现癌症的快速筛查方面具有潜力。
关键词
癌症筛查
血清
X射线荧光光谱
一维卷积神经网络
非靶标金属组学
Keywords
cancer screening
serum
X-ray fluorescence
convolutional neural network
non-targeted metallomics
分类号
O657.34 [理学—分析化学]
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职称材料
题名
空间金属组学与空间代谢组学助力碎米荠富硒机制研究
2
作者
解宏鑫
田雪
赵甲亭
王黎明
于永亮
崔丽巍
李柏
李玉锋
机构
中国科学院高能物理研究所
东北大学理学院
中国科学院大学
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S01期329-329,共1页
文摘
碎米荠(Cardamine violifolia)是我国发现的一种能富集硒的草本植物,植株中硒含量可达几千mg·kg-1。硒不是植物必需元素,因此研究碎米荠对硒的富集机制有利于探究植物解硒毒机制,同时也为利用富硒碎米荠做富硒原料打下良好基础。本研究首先利用ICP-MS、HPLC-ICP-MS、同步辐射XRF及同步辐射XAS等技术对富硒碎米荠植株中不同部位的硒含量、形态、分布及化学种态进行了研究。
关键词
空间金属组学
空间代谢组学
富硒碎米荠
同步辐射X射线荧光成像
质谱成像
分类号
Q945 [生物学—植物学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于同步辐射X射线荧光光谱与一维卷积神经网络的癌症筛查方法
魏超杰
李超
解宏鑫
王欣
李玉锋
李玉文
刘杨
王伟
《中国无机分析化学》
CAS
北大核心
2024
1
下载PDF
职称材料
2
空间金属组学与空间代谢组学助力碎米荠富硒机制研究
解宏鑫
田雪
赵甲亭
王黎明
于永亮
崔丽巍
李柏
李玉锋
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
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