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  • 基于双流深度学习框架的皮肤癌分类研究:整合组织病理学特征与视觉特征提取的创新方法

    皮肤癌是全球最具威胁性的癌症之一,其中黑色素瘤虽仅占皮肤癌病例的小部分,却导致了大多数相关死亡。世界卫生组织数据显示,每年新增约13.2万例黑色素瘤病例,而早期诊断可将患者五年生存率从晚期不足30%提升至99%以上。然而,传统诊断方法如皮肤镜检查和病理活检存在明显局限:依赖医生经验、存在观察者间差异、耗时且难以在资源匮乏地区普及。这些挑战促使研究者探索人工智能解决方案,特别是能整合多模态特征的深度学习技术。研究团队提出了一种创新性的双流深度学习框架,核心是通过U-Net实现病灶精准分割,再并行提取组织病理学特征(Virchow2模型)和视觉特征(Nomic模型)。关键技术包括:1)使用HAM1

    来源:Scientific Reports

    时间:2025-09-04

  • 活体组织单细胞分辨率3D成像与分割技术的突破性进展及其在果蝇翅盘研究中的应用

    在生命科学研究中,上皮细胞能够形成从扁平鳞状到高度折叠的复杂三维结构,这些结构的精确量化对于理解组织发育和形态发生至关重要。然而,传统技术难以在活体组织中实现单细胞水平的三维成像和分割,特别是在果蝇翅盘(wing disc)这类具有伪复层上皮(pseudostratified epithelia)特征的组织中,细胞密度高、形态复杂且存在沿顶基轴(apico-basal axis)的邻居交换现象(scutoids),给精确量化带来了巨大挑战。针对这一技术瓶颈,由Giulia Paci、Pablo Vicente-Munuera和Yanlan Mao等研究人员在《npj Imaging》发表的研究

    来源:npj Imaging

    时间:2025-09-04

  • 利用分层相位衬度断层扫描技术绘制完整人肾动脉血管网络图谱及其拓扑结构分析

    肾脏作为人体重要的代谢器官,其复杂的血管网络结构对实现滤过、重吸收等生理功能至关重要。然而由于技术限制,既往对人肾血管的研究多局限于大血管或局部区域,完整器官尺度的三维血管网络图谱始终未能建立。这种知识空白导致计算模型常借用啮齿动物数据,但物种差异可能影响预测准确性。更棘手的是,慢性肾脏病(CKD)等疾病中普遍存在的血管稀疏化(rarefaction)现象,其空间分布规律与功能损害的关系仍不明确。为解决这些关键问题,Shahrokh Rahmani等研究者创新性地采用欧洲同步辐射装置(ESRF)的极亮光源,对完整人肾样本进行分层相位衬度断层扫描(HiP-CT)。这项技术突破性地实现了从25 μ

    来源:npj Imaging

    时间:2025-09-04

  • 整合体内外成像技术揭示人脑上纵束系统的解剖学层级结构与连接模式

    在脑科学领域,理解白质(WM)通路的精确解剖结构是揭示认知功能神经基础的关键。上纵束系统(SLS)作为连接额叶与同侧大脑皮层的主要背侧联络纤维,其复杂架构长期存在命名混乱和解剖学争议。传统研究将SLS简化为弓状束(AF)和上纵束(SLF)两个主要纤维束,但不同研究对它们的走行、终止范围甚至命名都存在显著分歧——例如连接前中央回(PrCG)与颞中回(MTG)的纤维,在不同文献中竟有5种不同命名。这种混乱严重阻碍了基础研究与临床应用的进步。为突破这一困境,Laura Vavassori等研究团队在《Communications Biology》发表了一项开创性研究。研究人员创新性地将39名健康受试

    来源:Communications Biology

    时间:2025-09-04

  • 拓扑极化激元超材料在体相过渡金属二硫族化物晶体中的实现及其量子技术应用潜力

    1 引言近年来,拓扑光子学系统因其通过人工自由度(赝自旋)控制电磁波的独特能力而备受关注。在更广泛的背景下,这些系统不仅为测试拓扑多物理场理论模型提供了平台,还催生了拓扑激光器、非厄米系统和非线性拓扑相等重要技术应用。与此同时,光与低维纳米系统中各种本征物质自由度的强耦合,形成了被称为极化激元的"半光-半物质"准粒子态。其中,范德瓦尔斯(vdW)材料特别是过渡金属二硫族化物(TMD)单层中的激子,因其优异的电子光学性质成为量子光子学应用的研究焦点。传统基于单层TMD材料的异质结构存在明显局限:需要高精度转移工艺,且在高折射率纳米结构中光学损耗较大。本研究创新性地采用体相TMD晶体构建单块式拓扑

    来源:Small Structures

    时间:2025-09-04

  • 基于机器学习优化东亚人群冬季型季节性情感障碍诊断标准:季节性模式评估问卷(SPAQ)的创新应用

    ABSTRACT季节性情感障碍(SAD)是情绪障碍的特殊亚型,其诊断主要依赖季节性模式评估问卷(SPAQ)和Kasper标准。然而在夏季炎热潮湿的东亚地区,传统以"感觉最差月份"为单一判断标准的方法存在明显局限性。这项来自韩国 mood disorder cohort 的研究创新性地应用机器学习算法,为冬季型SAD诊断提供了更精准的标准。1 IntroductionSAD最初由Rosenthal系统描述,其特征性症状包括嗜睡、食欲增加等与典型抑郁相反的表现。SPAQ作为常用评估工具,通过全球季节性评分(GSS)和功能损害程度进行诊断分类。Kasper标准进一步将患者分为冬季型和夏季型,但该标准

    来源:Brain and Behavior

    时间:2025-09-04

  • 荧光标记技术破解西大西洋两种骨鱼(Albula goreensis与Albula vulpes)形态学鉴别难题

    西大西洋骨鱼(Albula spp.)长期面临形态计量学与表型难以区分的困境。最新研究巧妙运用生物荧光(biofluorescence)技术,在共域分布的隐秘物种A. goreensis和A. vulpes上取得突破。实验采用379-387 nm紫外线与440-457 nm皇家蓝光(royal blue)照射,发现两个物种在虹膜、胸鳍腋部(axil of pectoral fins)、泄殖腔(vent)及腹鳍腋部呈现差异荧光表达。通过Tiffen Yellow #12长通滤光片观察时,皇家蓝光下的绿色荧光模式最易辨识,而紫外光无滤镜方案则最具性价比。研究者建议渔业管理者与垂钓者采用紫外光照射胸

    来源:Journal of Fish Biology

    时间:2025-09-04

  • 综述:利用基因组和转录组测序技术解析作物病原真菌杀菌剂抗性机制的研究现状与展望

    Abstract作物病原真菌的杀菌剂抗性严重威胁全球农业可持续生产。随着基因组和转录组技术的突破,研究者已逐步揭示抗性形成的分子机制:靶标位点突变(如甾醇脱甲基酶基因CYP51和微管蛋白基因β-tubulin的变异)直接降低杀菌剂结合效率;非靶标机制则包括细胞色素P450介导的代谢解毒、ABC转运蛋白过表达引发的药剂外排,以及氧化应激通路激活等。技术驱动的机制解析全基因组测序(WGS)技术鉴定了Zymoseptoria tritici中新型CYP51等位基因(如L50S和V136A),而RNA-seq分析显示抗性菌株中药物外排泵基因ABCG1表达量提升20倍。多组学整合分析进一步发现,组蛋白修

    来源:Pest Management Science

    时间:2025-09-04

  • 提升职前教师地质学教育的新路径:法医地质学与游戏化教学的融合创新

    地质学常被学生视为无关现实且缺乏趣味,这一认知挑战亟待教育者破解。一项在西班牙高校开展的研究,巧妙地将法医地质学(Forensic Geology)与游戏化(Gamification)策略结合,对163名职前教师进行实验室干预。通过前后测问卷分析发现,参与者对地质学的兴趣显著提升,更认同其日常生活相关性,并涌现出好奇心(curiosity)、愉悦(joy)等积极情绪反应。研究还观察到,受试者对地质内容的教学自信(即自我效能感Self-efficacy)明显增强。不过,矿物鉴定困难与时间压力等障碍也被报告,提示需优化实验指导与流程设计。这项研究揭示了游戏化教学重塑地质学教育的潜力——既能激发学习

    来源:Journal of Forest Research

    时间:2025-09-04

  • 机器人辅助超细车针技术在下颌侧切牙钙化根管治疗中的精准微创应用

    在牙体牙髓病学领域,下颌前牙钙化根管的治疗堪称"微创手术的极限挑战"。这些牙齿的根管直径往往不足1mm,且常因正畸治疗、增龄性变化等因素发生牙髓钙化(Pulp Canal Obliteration, PCO),传统治疗中即使经验丰富的医生也面临58%的初始疏通失败率。更棘手的是,二维影像难以显示根管走向,而锥形束CT(CBCT)解读又高度依赖医生的空间想象能力——这就像要求外科医生仅凭模糊的X光片进行神经血管旁的精密切除。中国医科大学附属口腔医院团队在《International Dental Journal》发表的这项研究,带来了革命性的解决方案。他们采用自主开发的YakeBot机器人系统,

    来源:International Dental Journal

    时间:2025-09-04

  • 基于酶诱导碳酸盐沉淀技术(EICP)的膨胀土干湿循环裂缝修复机制与侧向膨胀压力预测模型研究

    膨胀土因其高亲水性在干湿交替环境中极易产生裂缝,引发边坡失稳、路基沉降等工程灾害。传统化学加固方法存在环境污染风险,而生物矿化技术——尤其是酶诱导碳酸盐沉淀(EICP)因其生态友好特性成为研究热点。然而,EICP如何修复既有裂缝并抑制后续干湿循环中的膨胀行为,尚缺乏系统性研究。针对这一空白,郑州大学团队在《Biogeotechnics》发表论文,通过创新实验设计和理论建模揭示了EICP的修复机制。研究采用中国南阳铁路工程现场的膨胀土,通过干湿循环模拟装置(含温控光照系统)和侧限增湿膨胀试验装置,对比分析了未处理组与EICP修复组的裂缝演变规律。关键技术包括:1)大豆脲酶提取制备EICP溶液(0

    来源:Biogeotechnics

    时间:2025-09-04

  • 基于模块化系统的琼脂平板微生物材料聚类分析:AgarNet架构与BRUKERCLUSTER数据集创新

    微生物学研究长期面临菌落分析自动化的技术瓶颈。传统方法依赖人工观察或简单图像处理工具,难以应对菌落形态的高度变异性——颜色、纹理、光照反射及菌落融合现象(如图1所示)常导致误判。更棘手的是,混合培养中不同微生物的视觉特征可能重叠,而现有算法无法实现像素级聚类。这种局限性严重制约了抗生素敏感性测试、环境微生物监测等关键应用的效率。为突破这一困境,Michal Cicatka团队在《Array》发表研究,提出三阶段模块化系统:首先通过AgarNet(基于Attention U-Net和EfficientNetB4骨干网络)实现菌落分割;随后采用XGBoost预测聚类数量;最终利用高斯混合模型(GM

    来源:Array

    时间:2025-09-04

  • 人水系统建模新突破:价值-技术-政策交互作用定量数据集构建与应用

    水作为连接地球系统能量-养分-碳循环的核心要素,其管理正面临人类世(Antheopocene)带来的根本性挑战。传统水文模型将人类活动视为外生驱动,而最新研究揭示人水系统已形成高度耦合的整体。然而现有模型对社会因素的刻画存在明显缺陷:多采用保险覆盖率等单一代理指标,无法捕捉价值观念(Value)、技术能力(Technology)和政策规则(Policy)这三个关键社会要素的动态累积过程及其交互作用。这种简化导致模型难以解释水资源实践变迁的社会根源,严重制约了对人水系统阈值的预测能力。为解决这一难题,Shuanglei Wu领衔的国际团队在《Scientific Data》发表了开创性研究。研究

    来源:Scientific Data

    时间:2025-09-04

  • 无标记定量测量多组分生物分子凝聚体组成的创新方法及其在相分离研究中的应用

    细胞内的许多区室是由多种组分构成的生物分子凝聚体(biomolecular condensates),这些液-液相分离形成的结构在细胞生理过程中起着关键作用。然而,现有的凝聚体组成测量技术存在明显局限:荧光标记可能干扰组分平衡,而紫外吸收等方法通常仅适用于二元系统。特别是在研究全长天然蛋白质时,由于难以获得足够量的样品,传统的体相测量方法往往无法应用。这些限制严重阻碍了对多组分凝聚体组成-功能关系的深入理解。针对这一技术瓶颈,Patrick M. McCall等研究团队在《Nature Chemistry》上发表了一项创新研究,开发了一种基于定量相位成像(quantitative phase

    来源:Nature Chemistry

    时间:2025-09-04

  • 虚拟触诊组织成像定量技术(VTIQ)在血管性阴茎勃起功能障碍诊断中的临床应用价值

    阴茎勃起功能障碍(ED)是困扰全球男性的常见健康问题,其中血管性因素占比高达50%。传统诊断主要依赖彩色多普勒超声(CDUS)检测血流动力学参数,但这种方法无法直接评估海绵体硬度这一关键指标。随着弹性成像技术的发展,虚拟触诊组织成像定量(VTIQ)技术通过测量剪切波速度(SWV)可定量评估组织弹性,这为ED诊断带来了新思路。研究人员选取60例21-45岁男性受试者,口服西地那非诱导勃起后,采用CDUS将受试者分为正常组、动脉性ED组、静脉性ED组和混合性ED组。使用西门子S3000超声仪配备9L线阵探头,在VTIQ模式下测量海绵体腹侧、中部和背侧三个位置的SWV值,共获取18个测量值。通过统计

    来源:Journal of Radiation Research and Applied Sciences

    时间:2025-09-04

  • 螺旋/珠状复合纤维膜结构:高效空气过滤材料的创新设计与性能研究

    Highlight本研究创新性地利用聚丙烯(PP)与聚苯乙烯(PS)的刚度差异,通过一步熔喷法制备出具有丝瓜茎状螺旋结构的PPS纤维膜(弯曲度0.21 μm−1)。结合醋酸纤维素(CA)/PS电纺珠状纤维膜,构建了"双异形结构"复合膜,其过滤性能实现突破性提升——犹如给空气装上"智能捕手",对0.200-4.959 μm颗粒的平均拦截效率高达98.45%,而呼吸阻力仅相当于微风拂面(86.3 Pa)。Materials• 聚丙烯(PP):熔融指数25 g/10min(韩国大林)• 聚苯乙烯(PS):熔融指数4 g/10min(上海麦克林)• 溶剂搭档:N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与醋酸纤维素

    来源:Journal of Industrial and Engineering Chemistry

    时间:2025-09-04

  • 低投入快速育种技术(LIFT)在苹果抗病育种中的应用:缩短抗性基因导入周期并保持性状稳定性的突破性研究

    苹果作为全球第三大水果作物,长期面临火疫病(Fire blight)等病害威胁。传统育种中,将野生种质中的抗性基因导入栽培品种需要4-5次伪回交(pseudo-backcrosses),耗时长达25年。更棘手的是,野生资源往往伴随果实小、风味差等不良性状,且已有抗性基因存在被病原体突破的风险。如何加速抗性育种进程,同时确保目标性状稳定遗传,成为制约苹果产业可持续发展的关键瓶颈。瑞士Agroscope研究所的Simone Bühlmann-Schütz团队在《Planta》发表创新性研究,开发出名为"低投入快速育种"(Low input fast-track, LIFT)的技术体系。该技术通过优

    来源:Planta

    时间:2025-09-04

  • 单分子纳米孔技术解析DNA无碱基位点中非经典胸腺嘧啶-三聚氰胺氢键配对机制

    小分子与DNA的结合可能引发基因组结构变异和功能损伤的诱变过程。三聚氰胺(MA)作为一种具有腺嘌呤类似氢键界面的毒性小分子,能够与胸腺嘧啶(T)形成类似沃森-克里克配对的非经典T-MA碱基对,这种特性使其可编程DNA纳米结构。鉴于MA已报道的肾脏疾病、生殖毒性和中枢神经系统功能障碍等生物学效应,高灵敏度检测MA-DNA相互作用变得至关重要。然而,由于缺乏高分辨率检测手段,这类细微结构变化仍难以识别。纳米孔检测技术的应用成功破解了这一难题。研究证明,通过机械解链DNA结构中的胸腺嘧啶-三聚氰胺-胸腺嘧啶(T-MA-T)三联体,纳米孔可实现T-MA氢键配对的明确鉴定。该方法在复杂DNA结构中展现出

    来源:Small Methods

    时间:2025-09-04

  • 超薄二硫化锡(SnS2)场效应晶体管:温度增强型存储性能的创新研究

    这项突破性研究揭示了二维半导体二硫化锡(SnS2)的独特电子行为。作为带隙超过2.0 eV的新型材料,多层SnS2构建的背栅肖特基势垒场效应晶体管(FETs)展现出令人惊奇的温度响应特性。器件呈现n型导电特征,有趣的是电流强度会随温度升高而增强,这源于载流子在电极接触界面的热激活传输过程。更引人注目的是,转移特性曲线中出现显著磁滞现象,且滞回电压与温度呈线性正相关(增幅约0.5 V K−1)。这种独特的温度敏感性为开发新型传感器件提供了可能。颠覆传统认知的是,温度升高反而提升了器件的存储性能:存储窗口随温度扩大,数据保持时间和循环耐久性同步改善。通过Güttler-Werner模型分析,这种现

    来源:Advanced Electronic Materials

    时间:2025-09-04

  • 颏下骨皮瓣(Osteocutaneous Submental Flap)在中面部重建中的创新应用:技术解析与队列研究

    中面部复杂缺损修复堪称整形外科的"珠穆朗玛峰",需要同时重建前颌骨(premaxilla)、腭骨(palatal bone)、口腔-鼻窦黏膜衬里以及面部皮肤。梅奥诊所团队另辟蹊径,将颏下区域的"多功能工具箱"——带血管蒂的骨皮瓣(osteocutaneous flap)打造成理想解决方案。这项跨越15年的研究揭示了有趣数据:在平均60岁的患者群体中,80%的缺损源于鳞状细胞癌(SCC)的根治性切除。外科医生像精密的"组织工程师",平均截取4.4cm的颏部骨段作为"生物支架",配合50cm2的"天然皮肤补丁"进行修复。尽管20%病例需二次探查,但最终仅1例遭遇"供电中断"(血管危象导致的皮瓣坏死

    来源:Head & Neck

    时间:2025-09-04


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