摘要：目的基于三维(3D)U-net深度学习模型,建立预测CT引导下宫颈癌近距离治疗计划的3D空间剂量分布。方法2021年4-9月收集114例宫颈癌患者三维近距离放疗计划(处方剂量6 Gy)组成数据集,按84∶11∶19划分为训练集、验证集、测试集。利用3D U-net模型进行500次(epoch)训练,分别评估测试集病例体素级的平均剂量偏差(MDD)与绝对剂量偏差(MADD)、等剂量面包围体积的戴斯系数(DSC)、处方剂量适形度指数(CI)、高危临床靶区(HRCTV)的D_(90)和平均剂量D_(mean)、膀胱、直肠、小肠、结肠的D_(1 cm^(3))与D_(2 cm^(3))剂量学参数。结果测试集中19例患者的3D剂量矩阵MDD与MADD分别为-0.01±0.03和(0.04±0.01)Gy。50%到150%处方剂量的DSC在0.89到0.94之间,处方剂量CI为0.70±0.04。HRCTV的D90的平均偏差为2.22%,D_(mean)的偏差为-4.30%。膀胱、直肠、小肠、结肠的D_(1 cm^(3))与D_(2 cm^(3))最大偏差分别为2.46%和2.58%。模型预测平均耗时2.5 s。结论本研究实现了一种基于3D U-net的预测宫颈癌3D剂量分布的深度学习模型,为宫颈癌近距离治疗自动化设计奠定基础。

摘要：针对SIFT描述子实时性差和传统二进制描述子对尺度、旋转和视角变化鲁棒性差的问题,本文通过优化采样模式和添加灰度差分不变量比较测试进行改进,提出了一种鲁棒性更高的二进制描述子。首先,设计了一种尺度关联、编号标记的采样模式;然后,旋转采样模式中各采样点到特定位置,确保描述子尺度、旋转不变性;接着,分析了采样点点对模式对描述子的影响,选择使用机器学习训练后的128对采样点对;最后,选择灰度值比较测试及梯度绝对值和比较测试构建二进制描述子。实验中采用DoG检测图像关键点,结果表明:本文提出的描述子在描述子构建和描述子匹配上比SIFT描述子分别快84%和67%;在有视角变化的图像匹配上,准确率比传统的二进制描述子高3%~5%,召回率平均要高30%以上。本文提出的特征点描述方法适用于时间要求高的图像匹配领域。

摘要：为了实现结构光三维成像系统参数的简易、快速标定,提出一种利用单应矩阵获取大量标定数据的方法,步骤如下:获取立体标靶上左右两侧矩形框角点的图像坐标和对应的世界坐标,分别计算左右两侧靶面从图像坐标变换到世界坐标的单应矩阵;将图像中立体标靶矩形框内所有的像素点应用到计算出的单应矩阵中,得到与之对应的世界坐标;利用图像中立体标靶的靶面上几乎所有像素点的图像坐标和对应世界坐标来执行三维成像系统的标定。设计了一种与该标定方法相对应的立体标靶,基于该立体标靶对结构光三维成像系统进行标定,并利用标定后的系统进行实验。实验结果表明,该标定方法具有较高的标定精度,重建的三维点云图具有很好的视觉效果。该标定方法过程简单,可降低标定成本,具有实际应用价值。

摘要：目的用已构建的miR-144-GFP-H1人胚胎干细胞(human embryonic stem cell,hESC)示踪细胞株,以GFP荧光信号报告miR-144表达描述红系发生的进展程度,探究在红系发生过程中lncRNA的潜在功能并初步验证其功能影响。方法利用已构建的miR-144/451-GFP-H1细胞株(下文简称144-H1)进行体外红细胞诱导培养。以CD71,GPA表面分子描述进入红系发生阶段的细胞亚群。以miR-144的GFP报告基因为关键区分,对GFP阳性(高红系发生倾向)和阴性细胞群(低红系发生倾向)分别进行转录组测序,获取差异性表达的lncRNA。选取具备验证价值的lncRNA条目进行初步功能验证。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术设计对应lncRNA的功能干扰方案并获取对应lncRNA功能敲除的144-H1细胞株。使用该敲除细胞株与非敲除的144-H1细胞株进行红细胞的平行诱导培养,寻找差异节点,初步验证其对在体外发育模型下对红系发生的影响效应。结果1)构建的144-H1细胞株能够在进入体外红细胞诱导阶段后表达GFP荧光蛋白,提示miR-144的启动。2)在CD71,GPA双阳群中,GFP阳性亚群和GFP阴性亚群存在显著的lncRNA表达差异。3)对多个lncRNA条目设计了能够有效干扰其功能的序列区段删除基因编辑方案。验证编辑成功。在敲除细胞株中,lncRNA的一部分序列被直接删除。4)在红细胞诱导培养的平行验证试验中,LINC01569的功能敲除株对比非敲除株表现出明显的流式亚群差异和细胞增殖能力差异:①敲除株的GFP荧光持续高表达;②敲除株CD71-GPA双阳群在红细胞成熟过中比例持续降低;③敲除株未观察到显著的血红蛋白表达,无明显红色;④敲除株细胞增殖能力远低于非敲除株(P<0.05)。结论成功利用144-H1细胞株对lncRNA在红系发育中的潜在功能进行了探究,可设计更精密的体外发育实验来提高lncRNA功能的抓取精度。在差异性表达的lncRNA条目中,LINC01569经初步验证,对红系发生过程存在调控作用。LINC01569的功能缺失严重影响红细胞的正常分化与增殖。LINC01569在红系发生过程中的具体调控机制有待进一步探索与研究。

摘要：针对单链存储慈善系统溯源数据存在巨大的存储压力,同时慈善数据需要共享,可能会造成隐私泄露的问题,提出一种面向主从链的慈善系统溯源存储模型。首先,在模型中设计一条主链和多条从链,主链主要负责查询慈善溯源数据和监管从链,而从链负责存储大量慈善溯源数据;其次,设计慈善溯源数据分类智能合约将慈善数据按照隐私性需求分为公开数据和隐私数据两大类,公开数据直接存储于主链,而隐私数据采用密文策略属性基加密(CP-ABE)加密后存储在从链,从而保证数据隐私,并实现存储的可扩展性和智能性;最后,改进Merkle tree的存储结构,通过设计一个智能合约标记重复数据,完成对区块链系统相同块的检测和重复数据的删除,从而避免数据冗余,减少存储消耗。实验结果表明,与单链模型相比,随着数据总量的增大,所提模型的主从链的响应时间稳定在0.53 s,吞吐量稳定在149 B。可见,主从链模型提高了查找效率,优化了存储空间,并实现了数据隐私保护。

摘要：针对基于身份的可链接环签名(IBLRS)方案存在开销过大且不满足技术自主化要求的问题,提出一种基于SM9算法的可链接环签名(LRS)方案。首先,将环中签名者的身份标识发送到密钥生成中心(KGC)生成相应私钥;其次,结合该私钥与SM9算法生成签名,并保持该私钥生成方式与SM9算法中私钥生成方式一致;最后,绑定签名者私钥与事件标识构造一个无需复杂计算操作的可链接标签,提升所提算法的效率。在随机预言机模型下,证明所提方案具有正确性、不可伪造性、无条件匿名性和可链接性。同时,基于所提算法设计一种多公证人跨链方案,以实现高效且安全的跨链交互。与IBLRS算法相比,所提方案仅需4次双线性配对操作,在计算开销和通信开销上分别减少了39.06%和51.61%。方案性能分析表明,所提方案减少了计算开销和通信开销,并满足技术的自主可控性。

摘要：温度控制在一系列的工农业生产中都有应用,但由于传统的位式控制算法的控制对象具有惯性,且调节时间长,往往使得控制效果在目标值上下波动,其结果往往不太理想。为了解决上述问题设计了一款基于改进PID算法实现的温度控制系统,采用以ARM-CortexM3为核心CPU、以DS18B20芯片为温度传感器、OLED为显示界面、AT24C02作为参数存储器件以及PTC材料作为加热器。经过仿真和多次试验结果表明系统最终实现响应快、控制灵敏、能承受较大干扰且实际误差为0.05℃。

摘要：本文设计的大气污染物在线监测系统将STM32F103VET6作为平台,使用GP2Y1010AU光学灰尘传感器监测大气颗粒浓度作为测量指标,采用GPRS无线模块SIM900A通过2G网络以短信形式完成与终端手机的数据通信,从而实现在线监测功能。

摘要：目的探讨建立转座子载体过表达外源肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)的人脐带来源间充质干细胞(hUC-MSCs)转基因细胞系及其应用于脑胶质瘤裸鼠模型的疗效。方法自主专门设计的PiggyBac转座子过表达系统,通过嘌呤霉素(puromycin)抗性筛选制备稳定表达TRAIL基因的靶向HER2型和非靶向型的2种转基因细胞。将带有萤火虫荧光素酶标记的脑胶质瘤细胞(U87MG-FLUC)接种于免疫缺陷性小鼠(BALB/c-nu/nu)颅内,接种剂量为1×10^(6)个/只,接种7 d后利用小动物活体成像仪对植瘤小鼠脑颅检测,确定颅内肿瘤的大小和位置,然后将胶质瘤裸鼠分为4组(n=8),分别注射2种表达TRAIL转基因hUC-MSCs(分别命名为target-TRAIL和untarget-TRAIL组),以及只注射非转基因hUC-MSCs(接种剂量均为1×10^(6)/只)或PBS(分别命名为WT-MSCs和PBS组,作为阴性对照),每周用小动物活体成像仪监测肿瘤信号的变化情况,约检测34周。结果2种转基因细胞经过6次传代扩增后能稳定表达TRAIL基因,流式检测:绿色荧光蛋白(GFP)阳性(共表达TRAIL基因)的细胞比例达到93%97%,且经过6次传代后均为MSC相关表面标志物CD34、CD45、HLA-DR阳性率99%,CD73阳性率>98%,CD105阳性率>60%。中位生存期(d):胶质瘤裸鼠经颅内注射untarget-TRAIL、target-TRAIL、WT-MSCs或PBS组分别为41 vs 39 vs 24 vs 23(P<0.05)。结论过表达TRAIL转基因的hUC-MSCs-TRAIL细胞明显延长移植了脑胶质瘤的裸鼠的生存时间。

摘要：针对立体匹配算法中匹配精度不高的问题,提出一种基于树形滤波的立体匹配算法。利用像素边缘信息自适应改变Census变换窗口,融合颜色、边缘和改进后的Census信息作为匹配代价,对图像进行均值分割,以聚类区域计算树边权重,建立最小生成树,利用树形滤波器进行代价聚合,使用左右一致性检测细化视差,得到精确视差图。实验结果表明,该算法具有更优的匹配精度且生成的视差图具有良好的边缘保持特性,能够较好适应各种复杂场景。