Er,Cr:YSGG激光治疗对高糖环境下微螺钉周围炎症及对RANK/RANKL信号通路的影响

目的:探讨铒铬铱钪镓石榴石(Er,Cr:YSGG)激光治疗对高糖环境下微螺钉周围炎症治疗的疗效,并分析与RANK/RANKL信号通路的关系。方法:20只正常健康雄性新西兰兔随机分为A组(微螺钉周健康组)、B组(微螺钉周围炎症组)、C组(微螺钉周围炎症激光治疗组),皮下注射2%四氧嘧啶建立糖尿病模型,下颌双侧无牙区植入微螺钉种植体,3个月后,A组进行菌斑控制,B组、C组用丝线拴结于微螺钉种植体颈部基台处引入炎症,C组予以Er,Cr:YSGG激光治疗。记录菌斑指数、探诊深度、牙龈指数和龈沟液量;ELISA检测龈沟液炎性细胞白细胞介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白细胞介素6(IL-6)水平;CBCT检查微螺钉种植体周围炎周围骨吸收状态;Western blot检测牙龈组织中核因子κB(NF-κB)/NF-κB受体性活化因子(RANK)/NF-κB受体活化因子配体(RANKL)通路相关蛋白表达。结果:CBCT检查显示与A组比较,B组微螺钉种植体周围牙槽骨有明显的炎性吸收,微螺钉种植体-骨界面愈合差,骨附着不足;与B组比较,C组一侧牙槽骨有少量新生纤维成骨。与A组比较,B组PI、PD、GI水平较高,龈沟液量较多,龈沟液中IL-1β、TNF-α和IL-6水平较高,牙龈中NF-κBp65、RANK、RANKL蛋白表达水平较高(P<0.05);与B组比较,C组PI、PD、GI水平较低,龈沟液量较少,龈沟液中IL-1β、TNF-α和IL-6水平较低,牙龈中NF-κBp65、RANK、RANKL蛋白表达水平较低(P<0.05)。结论:Er,Cr:YSGG激光治疗糖尿病兔颌骨微螺钉种植体周围炎的疗效显著,且在NF-κB/RANK/RANKL通路表达调控上可能发挥一定作用。

OPG/RANK/RANKL系统与骨质疏松研究最新进展

骨质疏松是严重威胁中老年人健康的骨科常见病,OPG/RANK/RANKL是参与调节骨重建的最重要的分子系统之一,与骨疾病相关的骨质疏松有密切联系,并已成为药物设计的新靶点.因此,对该系统的深入研究将为骨生理、病理机制阐明及骨疾病防治带来积极影响.

周期性张、压应力作用下人牙周膜干细胞RANKL/OPG的变化

目的:对周期性张、压应力作用下人牙周膜干细胞(h PDLSCs)RANKL、OPG及RANKL/OPG比值的变化进行初步探讨。方法:用3 000μstrain,0.5 Hz的周期性张、压应力对h PDLSCs分别加载0(对照组)、3、6、12、24 h。Western blotting检测RANKL和OPG的变化,计算RANKL/OPG比值的变化。结果:周期性张应力作用3 h,RANKL/OPG比值达到最低点(0.902±0.196),显著低于对照组水平(P=0.000),此后开始上升,但直到24 h,仍低于对照组水平。周期性压应力作用3 h,RANKL/OPG比值达到最高点(1.058±0.147),显著高于对照组水平(P=0.000),6 h(0.996±0.103)回落到对照组水平(P=0.152),此后直到24 h(0.8449±0.041),显著低于对照组水平(P=0.000)。结论:周期性张、压应力都可以上调h PDLSCs的RANKL和OPG表达。在周期性张应力加载的最初24 h,h PDLSCs不能促进破骨细胞分化;而周期性压应力加载的最初6 h,h PDLSCs可以促进破骨细胞分化,此后转而抑制破骨细胞分化。

基于AS-OCT图像的核性白内障多级排序分类算法研究

目的探讨基于眼前节光学相干断层扫描(AS-OCT)图像的核性白内障智能辅助分级算法对白内障分级的诊断价值。方法采用诊断试验研究方法,收集2020年11月至2021年9月间同济大学附属第十人民医院电子病例系统中核性白内障患者939例1608眼的AS-OCT图像资料,所有资料均符合临床阅片清晰度要求。其中男398例664眼,女541例944眼,年龄18~94岁,平均年龄(65.7±18.6)岁。由3名经验丰富的临床医生基于晶状体混浊分类系统(LOCSⅢ分级系统),对所收集的AS-OCT图像进行1~6级人工标注。构建一种基于多级排序的全局-局部白内障分级算法,该算法包含5个基本的二元分类全局-局部网络(GL-Net),每个GL-Net聚合白内障核区域、原始图像等多尺度信息进行核性白内障分级。基于消融实验和模型对比试验,采用准确率、精确率、灵敏度、F1指标及Kappa系数对模型性能进行评价,且所有结果均通过五折交叉验证。结果模型在核性白内障数据集上的准确率、精确率、灵敏度、F1、Kappa分别为87.81%、88.88%、88.33%、88.51%、85.22%。消融实验结果表明,ResNet18结合局部特征和全局特征进行多级排序分类,模型在准确率、精确率、灵敏度、F1、Kappa指标上均有提升。与ResNet34、VGG16、Ranking-CNN、MRF-Net模型比较,本研究模型各性能指标均有提升。结论基于深度学习的AS-OCT核性白内障图像多级排序分类算法对白内障分级具有较高的准确度,有望辅助提高眼科医生对核性白内障的诊断精度以及效率。

基于低秩ADMM的超声图像复原方法

本文提出了一个超声图像复原模型,该模型融合了加权核范数最小化和数据保真度。加权核范数最小化能够自适应处理奇异值以保留图像细节,数据保真度则增强了图像复原效果。本研究采用交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)高效求解,并通过实验结果验证了该方法的优越性。

利用Capped核范数正则化的人体运动捕获数据恢复

结合人体运动数据的低秩性、噪声稀疏性和时序稳定性,将人体运动捕获数据恢复问题建模为低秩矩阵填充问题.不同于传统方法采用核范数作为矩阵秩函数的凸松弛,引入了非凸的矩阵Capped核范数(CaNN).首先,建立基于CaNN正则化的人体运动捕获数据恢复模型;其次,利用交替方向乘子法,结合截断参数自适应学习与(逆)离散余弦傅里叶变换对模型进行快速求解;最后,在CMU数据集和HDM05数据集上,将CaNN模型与经典的TSMC,TrNN,IRNN-Lp和TSPN模型进行对比实验.恢复误差和视觉效果比较结果表明,CaNN能够有效地对失真数据进行恢复,且恢复后的运动序列与真实运动序列逼近度较高.

内外先验结合的多尺度低秩去噪方法

内部先验的去噪方法侧重图像的低秩性、稀疏性等先验知识,较少考虑多尺度特性;而基于外部先验的去噪方法充分利用自然图像的先验信息,却难以恰当地估计相似块组的秩.针对这些问题,综合考虑不同尺度间的噪声图像信息以及外部清晰图像的统计分布规律,提出内外先验结合的多尺度低秩去噪方法.在预训练阶段,学习外部自然图像数据集的统计分布规律,获得外部自然图像的先验信息;在分组阶段,采用外部先验信息引导噪声图像分组,构建低秩矩阵;在低秩约束阶段,利用构建的多尺度低秩去噪方法对噪声图像进行重建.在Set5,Set12,Kodak,McMaster等经典图像数据集上的实验结果表明,该方法在客观评价指标上有较为明显的改善,如峰值信噪比优于对比方法0.2 dB,并在主观视觉效果上能够保留图像细节和纹理.

基于LRTC-TNN的瞬时水流量数据连续插值方法

瞬时水流量数据在采集、整理、存储过程中均存在不同程度的数据缺失问题,不但会造成数据分析上的偏差,还会影响后期决策,尤其是连续水流量缺失问题。国内外关于水流量数据缺失值插补的研究方法很多,然而针对相邻时间存在连续缺失值的插补问题还没有完备的解决方案。因此,基于瞬时水流量数据集的低秩假设,提出一种基于非凸低秩张量补全模型(A Nonconvex Low-Rank Tensor Completion Model-Truncated Nuclear Norm,LRTC-TNN)的瞬时水流量缺失值插补方法。通过乘子交替方向法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)求解最优的LRTC-TNN模型。利用通用速率参数自动确定张量模态的截断,运用张量补全的策略对连续缺失值进行预测。将该方法用于某地水厂管道瞬时水流量数据插值实验中并与其它最新的和传统的方法进行对比,取得了非常好的效果。

高阶煤润湿过程中水分运移的低场核磁共振试验

为深入了解煤层注水过程中水分在高阶煤煤体中的运移特征,以焦作中马村矿高阶煤为研究对象,利用低场核磁共振(LNMR)设备,测试煤样在负压浸水试验、等温浸润试验过程中不同浸水时间时的核磁谱图,结合煤样负压浸水过程的质量变化,获得制备饱水煤样所需的试验条件;结合煤样等温浸润过程质量变化,从微观层面定量分析煤样润湿过程中水分进入煤体的分布特征、煤样含水率和含水饱和度的变化规律。结果表明:水分在毛细管力作用下,可以浸润到煤体的最小孔径对应的核磁弛豫时间为0.014 ms;水分按照较大孔→小孔→微孔的路径依次进入到煤体中,按照微孔→小孔→较大孔的路径依次达到饱和状态,试验煤样在相同的润湿时间时,虽然含水率不同,但整体含水饱和度几乎一致,且煤样整体含水饱和度与润湿时间的0.5次方之间存在定量关系。

基于潜在低秩表示的多聚焦图像融合方法

低秩表示(LRR)侧重于图像主要特征表示,在实现多焦距图像融合中容易造成细节信息模糊。鉴于此,本文在LRR的基础上对细节信息进一步分解,提出了一种基于潜在LRR(LatLRR)的多聚焦图像融合方法。该方法首先通过预先训练产生一个潜在低秩字典矩阵,以用于后续细节信息的分解并减少运算量。采用滑动窗口将待融合图像分割成多个图像块并构建成一个源矩阵,采用LatLRR对源矩阵进行分解得到低秩部分和细节部分。最后,对低秩部分和细节部分分别采用加权平均与核函数的奇异值分解策略进行融合。对比实验结果表明:在主客观评价中,本文提出的LatLRR的多聚焦图像融合方法获得更好的性能,更好的多焦距图像融合性能。

基于非局部低秩约束的改进灵敏度编码重建算法

灵敏度编码(Sensitivity encoding,SENSE)是一种应用广泛的并行磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)重建模型。目前已有的针对SENSE模型的改进方法的重建图像中依然有较多伪影,尤其在较高加速因子时很难重建出比较清晰的图像。因此,本文基于非局部低秩约束(Nonlocal low-rank,NLR),提出了一种改进的SENSE模型,称为NLR-SENSE。该模型使用加权核范数作为秩代理函数,并使用交替方向乘子法(Alternating direction multiplier method,ADMM)进行求解。仿真实验结果表明,与其他几种并行磁共振成像方法相比,NLR-SENSE方法在视觉比较和3个不同的客观指标上均表现优异,能有效提升重建图像的质量。

补肾壮筋汤调控OPG/RANKL/RANK信号通路抗骨质疏松的作用

目的:观察补肾壮筋汤(BSZJ)对去卵巢大鼠骨代谢、骨密度(BMD)、骨小梁微结构及对骨保护素/核转录因子-κB受体活化因子配体/核转录因子-κB受体活化因子(OPG/RANKL/RANK)信号通路的影响。探索补肾壮筋汤抗骨质疏松作用机制。方法:32只雌性SD大鼠随机分为假手术组(SHAM)、卵巢去势模型组(OVX)、阿仑膦酸钠组(ALN,7.35 g·kg^(-1))和补肾壮筋汤组(BSZJ,3.2 g·kg^(-1))。卵巢切除12周后给予对应药物灌胃,共12周。12周后采集血清和骨标本。酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测血清Ⅰ型前胶原氨基端原肽(PINP)和Ⅰ型胶原交联C-末端肽(CTX-Ⅰ),三点弯曲实验测试大鼠胫骨生物力学,微型计算机断层扫描(Micro-CT)分析腰椎BMD及骨小梁微结构。包括骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)、骨小梁分离度(Tb.Sp)及结构模型指数(SMI)。苏木素-伊红(HE)及马松(Masson)染色分析腰椎骨小梁及骨胶原变化。实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)测定腰椎OPG、RANKL、RANK mRNA表达。蛋白免疫印迹法(Western blot)测定腰椎OPG、RANKL、RANK蛋白的表达。结果:与SHAM组比较,OVX组血清PINP及CTX-Ⅰ明显增加(P<0.05);与OVX组比较,ALN组及BSZJ组血清CTX-Ⅰ明显降低(P<0.05)。与SHAM组比较,OVX组胫骨生物力学载荷(Fracture Load)明显降低(P<0.05);与OVX组比较,ALN组和BSZJ组生物力学载荷增加。与SHAM组比较,OVX组腰椎BMD、BV/TV、Tb.Th及Tb.N明显降低,Tb.Sp及SMI明显增加(P<0.05);与OVX组比较,BSZJ组腰椎BMD、BV/TV及Tb.N明显增加,Tb.Sp及SMI明显降低(P<0.05)。与SHAM组比较,OVX组骨小梁结构紊乱,骨小梁之间的距离增加;胶原纤维变细,连续性欠佳;与OVX组比较,BSZJ组腰椎骨小梁结构相对完整,骨小梁之间的距离变小,胶原纤维增粗。与SHAM组比较,OVX组腰椎OPG mRNA及蛋白表达明显降低,RANKL、RANK mRNA及蛋白表达明显增加(P<0.05);与OVX组比较,BSZJ组OPG mRNA及蛋白表达明显增加,RANKL、RANK mRNA及蛋白表达明显降低(P<0.05)。结论:补肾壮筋汤能够调节去卵巢大鼠骨代谢并发挥抗骨质疏松作用,潜在的作用机制是通过调控OPG/RANKL/RANK信号通路实现的。

低阶煤快速干馏焦油渣中的煤沥青提取及其表征

高品质煤沥青是制备炭材料的优质原料,从低阶煤快速干馏焦油渣(DDTR)中提取高品质煤沥青对提高低阶煤的清洁、高附加值利用具有重要意义,而煤沥青分子结构信息的准确获取则可有效指导其高附加值利用。为了回收DDTR中的富碳有机物(煤沥青),分别以洗油(WO)、四氢呋喃(THF)和正丁醇(BA)作为溶剂对DDTR进行萃取后得到WOS、THFS和BAS共3种煤沥青。结合煤沥青的工业分析、元素分析结果,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合分峰拟合、核磁共振氢谱(1 H-NMR)、气相色谱联用质谱(GC-MS)、热重分析(TGA)和热重红外联用(TG-FTIR),分别对3种煤沥青的基团组成、芳香性、分子结构、热解行为和氧化行为进行详细研究。结果表明:煤沥青的芳香性和分子量是影响软化点(SP)、结焦值(CV)、甲苯不溶物(TI)和热解行为的重要因素,且呈正相关。其中,WOS的着火点较高且氧化过程强烈,适合氧化改性,而THFS则相反。萃取得到的3种煤沥青几乎都不含喹啉不溶物(QI)且芳香性指数(f_(a))均大于0.70,属于高品质的煤沥青。

基于张量环分解的三维地震数据重建方法

地震数据处理一直是地震学研究的热点,地震数据重建是地震数据处理中不可或缺的一环。本研究提出一种基于张量环分解的三维地震数据重建方法。通过张量环分解将大的三维数据转换成小的三维数据的乘积,利用张量环隐空间的低秩结构对张量环因子施加低秩约束,在使用交替方向乘子法和增广拉格朗日函数求解过程中对张量环因子进行核范数正则化和奇异值分解,通过循环多线性乘积将小的三维数据恢复为大的三维数据,最终获得三维地震数据重建结果。仿真数据和真实数据的实验结果表明,与正交矩阵追踪汉克尔重建方法和数据驱动紧致框架方法相比,本方法具有更好的重建效果和计算效率。

矩阵补全算法研究进展

作为压缩感知理论的重要发展,矩阵补全与恢复已成为信号与图像处理的一种新的强有力的工具。综述了矩阵补全算法的最新研究进展。首先分析了核范数最小化模型的几种主要的矩阵补全算法,并对这些算法的迭代过程及原理进行了详细的阐述。其次讨论了矩阵补全的低秩矩阵分解模型,并列出了近年来出现的求解此模型的新算法。然后补充了上述两种模型的衍生版本,指出了相应的求解方法。在数值实验中,对文中所讨论的主要矩阵补全算法的性能进行了比较。最后给出了矩阵补全算法的未来研究方向及重点。

运动训练对老年大鼠骨质疏松及RANK/RANKL/OPG信号通路的影响

目的研究运动训练对老年大鼠骨质疏松及核转录因子(NF)-κB受体活化因子(RANK)/RANK配体(RANKL)/骨保护素(OPG)信号通路的影响。方法16只24月龄雄性SD大鼠随机分为模型组和运动组,每组8只,采用自然衰老的方法复制老年骨质疏松动物模型。另随机挑选8只3月龄雄性SD大鼠为青年组。运动组进行8 w跑台运动训练。酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清骨代谢指标[Ⅰ型前胶原羧基末端肽(PICP)、Ⅰ型前胶原氨基末端肽(PINP)、Ⅰ型胶原交联C-末端肽(CTX-Ⅰ)、Ⅰ型胶原交联N-末端肽(NTX-Ⅰ)];双能X线检测骨密度;显微CT(Micro-CT)检测骨微结构;分别应用实时荧光定量-聚合酶链反应(RT-qPCR)和Western印迹技术测定左股骨组织中RANK、RANKL、OPG mRNA和蛋白表达水平。结果与青年组比较,模型组血清NTX-Ⅰ、CTX-Ⅰ、RANKL、RANK mRNA及蛋白表达升高,PICP、PINP、OPG mRNA及蛋白表达降低,右股骨和腰椎骨密度降低,右胫骨和第5腰椎的骨体积分数、骨小梁数量减少,骨小梁间隔增宽,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01);与模型组相比,运动组血清NTX-Ⅰ、RANKL、RANK mRNA及RANK蛋白表达降低,PICP、PINP、OPG mRNA及蛋白表达升高,右股骨和腰椎骨密度升高,右胫骨的骨体积分数、骨小梁数量增加,骨小梁间隔变窄,第5腰椎的骨小梁间隔变窄,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。结论运动训练可提高老年大鼠的骨密度、改善骨微结构,调节骨代谢,其作用机制可能与调控RANK/RANKL/OPG信号通路有关。

基于加权RPCA的非局部图像去噪方法

在分析核范数基础上,提出基于加权鲁棒主成分分析(WRPCA)的非局部去噪方法。将加权核范数引入鲁棒主成份分析模型,构建加权鲁棒主成份分析模型(WRPCA),采用增广拉格朗日乘子法对模型进行求解,将WRPCA用于图像去噪。根据图像的自相似性,对噪声图像进行分块,通过块匹配法对图像块进行聚类,获得相似块组矩阵;通过加权鲁棒主成分分析(WRPCA)算法对相似块组矩阵进行低秩矩阵恢复。实验结果表明,无论对低噪声图像和高噪声图像,该方法去噪效果相比现有的经典算法都有一定提高。WRPCA算法对图像结构保持有很好效果,在保持图像纹理细节方面优于其它去噪算法。

重组人骨保护素与重组核因子κb活化因子受体蛋白对破骨前体细胞分化的影响

目的:对比重组人骨保护素(rhOPG-Fc)与重组核因子κb活化因子受体蛋白(rhRANK)对破骨前体细胞分化的影响。方法:采用成骨细胞与破骨前体细胞RAW264.7混合培养,在地塞米松、1,25(OH)2VitD3诱导下生成破骨细胞的方法。研究分3组:rhRANK组:10-5g/L;rhOPG-Fc组:10-5g/L;空白对照组。作用9d后观察破骨细胞数目和形态,抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色阳性细胞个数,骨磨片吸收陷窝计数。结果:在空白对照组,小鼠成骨细胞与破骨前体细胞RAW264.7混合培养6d后,开始出现多核细胞,9d时可见大量成熟多核细胞,经TRAP染色证实为成熟破骨细胞,而rhRANK组及rhOPG-Fc组TRAP染色阳性多核细胞数较对照组均减少,特别是rhRANK组减少更明显。骨片吸收陷窝计数显示rhRANK组及rhOPG-Fc组较对照组也明显减少,而相对来说,rhRANK组较rhOPG-Fc组更少。结论:rhOPG-Fc与rhRANK均可以有效抑制破骨前体细胞分化成为成熟破骨细胞,且rhRANK较rhOPG-Fc抑制效果更明显。

多线性鲁棒主成分分析

鲁棒主成分分析(RPCA)是恢复低秩与稀疏成分的一种非常有效的方法.本文将RPCA推广到张量情形,提出了多线性鲁棒主成分分析(MRPCA)框架.首先建立了MRPCA模型,即最小化张量核范数与l1范数的加权组合.然后使用增广拉格朗日乘子法求解上述张量核范数优化问题.实验结果证实:对于具有多线性结构的数据,MRPCA比RPCA更加鲁棒.

沁水盆地南部高阶煤气水相对渗透特征

文中通过对比分析核磁共振T2谱分布和基于非稳态法气水相对渗透率测试,研究了沁水盆地高阶煤样的孔隙结构及气水两相渗流特征。结果表明:研究煤样以贫煤、无烟煤为主,其核磁共振T2谱分别对应单峰和双峰2种分布形态;贫煤以微孔和超微孔为主,无烟煤以小孔为主,含部分微孔和超微孔;煤中微孔和超微孔之间的连通性较好,而小孔与微孔和超微孔之间的连通性很差,导致无烟煤中束缚水饱和度很高,有效孔隙度较低;煤体的渗流特征受煤中孔径分布和孔隙连通性的双重影响,孔隙度越大,大孔径孔隙越发育且孔隙连通性越好,则煤体两相共渗区越宽,煤体渗流能力越好。研究煤样相渗特征表现为残余水饱和度高、残余水条件下气相相对渗透率低、气水两相共渗区间窄等特点,揭示了研究区煤层气开发面临着解吸与渗流瓶颈问题。