我们提出了一种方法和设置,可提供血液氧合(通过定量光声成像)和血流动力学(通过超声多普勒)的互补三维(3D)图像。所提出的方法不含标签,利用了血液诱导的波动,并在仅有256个元素的稀疏阵列上实施,并以市售的超声电子功能驱动。我们首先实施3D光声波动成像(PAFI)来对鸡胚胎进行图像,并获得血管形态的全部视频图像。我们同时获得具有可比图像质量的3D超声功率多普勒。然后,我们引入了多光谱光声波动成像(MS-PAFI),并证明它可以提供吸收的光学能量密度的定量测量,并具有完全可见性和增强的对比度,与常规的延迟延迟式延迟式多光谱摄影成像相比。我们最终展示了MS-PAFI之间的协同作用和互补性,该MS-PAFI提供了3D定量氧合(SO 2)成像和3D超声多普勒,该成像提供了有关血流动力学的定量信息。MS-PAFI代表了基于模型的反转的有希望的替代方案,其优势是通过使用直接处理方案解决所有可见性人工制品而没有事先和正则化。
摘要 - 光声tomog-raphy的最终目标是准确绘制整个成像组织中的吸收系数。大多数研究都假定生物组织的声学特性,例如声音(SOS)和声学衰减,或者在整个组织中都是均匀的。这些假设降低了衍生吸收系数估计的准确性(DEAC)。我们的定量光声断层扫描(QPAT)方法使用迭代完善的波场重建内部(IR-WRI)估算DEAC,该局部结合了乘数的交替方向方法,以解决与全波逆算法相关的循环跳过挑战。我们的方法弥补了SOS不均匀性,衰变和声学衰减。我们在新生儿头数字幻影上评估了方法的性能。
东非国家由于不可预测的降雨不足而陷入严重的水压力。气候变化的影响使降雨变异性的影响更加复杂,气候变化进一步加剧了该地区有限的气候耐水水基础设施。这些因素可能会导致对人类和农业需求以及牲畜的安全和充足水的可用性和可及性大幅降低,这阻碍了非洲之鹰的经济增长和可持续发展。While, on the one side, there is potential for better management and use of the available water, specially in degraded and abandoned agricultural lands (i.e., the so called "marginal lands"), on the other side, change in land use may increase pressure on ecosystem services and on communal/informal/traditional non-intensive customary livelihood activities in the marginal lands, and in some cases even exacerbate water scarcity and粮食不安全。
Changhui Li, l,m Meng Yang, n, * Sheng Wang, c, * and Jie Tian h,o,p, * a Institute of Artificial Intelligence, Hefei Comprehensive National Science Center, Hefei, China b School of Engineering Science, University of Science and Technology of China, Hefei, China c Department of Anesthesiology, the First Affiliated Hospital of USTC, Division of Life Sciences and Medicine, University of Science and Technology of China, Hefei, China d Anhui Province Key Laboratory of Biomedical Imaging and Intelligent Processing, Hefei, China e College of Automation Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, China f School of Information Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai, China g Shanghai Clinical Research and Trial Center, Shanghai, China h CAS Key Laboratory of Molecular Imaging,中国科学院自动化研究所中国北京,国家生物医学成像中心,北京大学,北京,中国北部,n超声部门,复杂严重和稀有疾病的州主要实验室,北京联合医学院医院,中国医学科学院和北京联合医学院,北京,北京,北京,工程学,北京大学,北京大学北京,中国
该项目旨在将ML工具专门用于静电相互作用,以便在几种应用中加速计算,从经典分子动力学(MD)到隐式溶剂(IS)模型。尤其重要。可以通过显式溶剂MD或通过IS模型来计算它们,例如Poisson-Boltzmann方程(PBE),椭圆形偏微分方程。pbe很好地描述了复杂几何形状中的静电。在存在离子的情况下,溶剂的行为可以用不同程度的准确性描述,这不可避免地反映了计算成本以及处理大型系统的可行性。如今,由于最现代的实验技术(例如Cryo-Em),这些方法的结构数据量和大小巨大,因此正在经历重大的复兴,这对明确的溶剂造型构成了巨大的挑战。尤其是由于其固有的远距离效应,静电是巨大的计算挑战。在该项目中,我们旨在建立和巩固新的理论和模拟方法,在这些方法中,PIML技术可以提高静电计算,还利用了非平衡统计机制领域的最新数学发展,以及响应理论。
可生物降解的纳米材料可以显着改善纳米医学的安全性。锗纳米颗粒(GE NP)是作为生物医学应用的有效光热转化器而开发的。ge NP由飞秒激光在液体中合成的液体通过氧化机制迅速溶解在生理样环境中。GE纳米颗粒的生物降解在体外和正常组织中保存在半衰期短达3.5天的小鼠中。GE NP的生物相容性通过血液学,生化和组织学分析在体内确定。在近红外光谱范围内GE的强烈光吸收可在静脉注射GE NP后对体内植入的肿瘤进行光热治疗。光热疗法导致EMT6/P腺癌肿瘤生长的3.9倍降低,而小鼠的存活显着延长。在纳米材料的静脉内和肿瘤内施用后,GE NP(808 nm处的7.9 L G - 1 cm-1)的出色质量渗透使骨骼和肿瘤具有光声成像。因此,强烈吸收近红外的生物降解纳米材料对晚期治疗学有希望。
可以使用调幅激光在 MEMS 麦克风的输出端生成虚假但相干的声学信号。虽然这种漏洞会对信任这些麦克风的网络物理系统的安全性产生影响,但这种影响的物理解释仍然是个谜。如果不了解导致这种信号注入的物理现象,就很难设计出有效可靠的防御措施。在这项工作中,我们展示了热弹弯曲、热扩散和光电流产生机制在多大程度上被用于将信号注入 MEMS 麦克风。我们为每种机制都提供了模型,开发了一种程序来经验性地确定它们的相对贡献,并强调了对八种商用 MEMS 麦克风的影响。我们通过使用几种激光波长和一个真空室的精确设置来隔离每种机制来实现这一点。结果表明,麦克风上的注入信号取决于入射光的波长,其中长波长(例如 904 nm 红外激光)利用 ASIC 上的光电效应,而短波长(例如 450 nm 蓝色激光)利用振膜和周围空气上的光声效应。根据这一理解,我们为未来的抗激光麦克风设计提出了建议,包括改进球顶应用、减少 MEMS 结构内的材料不对称性,以及添加简单的光或温度传感器以进行注入检测。基于根本的因果关系,我们还指出了具有与 MEMS 麦克风相似特性的其他传感器中可能存在的漏洞,例如传统麦克风、超声波传感器和惯性传感器。
以及最近的临床研究。11 – 21 在 PAI 中,当纳秒激光照射组织时,发色团(例如氧合血红蛋白 (HbO 2 ) 和脱氧血红蛋白 (Hb))会吸收能量并通过热弹效应产生光声波。1 , 22 – 25 产生的波由超声换能器检测并通过图像重建算法进行处理。PAI 以前曾用于在小型和大型动物模型中提供高分辨率脑血管结构和功能图像。26 – 28 高分辨率功能性脑成像系统可以解答许多神经科学问题。22 , 29 , 30 对于功能成像,PAI 依赖于与功能性磁共振成像相同的原理,通过对脑血流动力学波动(即氧需求变化)进行成像来间接捕获神经活动。已报道了许多将 PAI 用于功能性脑成像的应用。例如,Wang 等人。4 对大鼠脑在胡须刺激、高氧和缺氧反应下的脑血流动力学变化进行了成像;Nasiriavanaki 等人。22 , 31 开发了一种光声计算机断层扫描 (PACT) 系统来监测小鼠脑皮质静息状态功能连接;1 Kang 等人。对小鼠脑癫痫发作期间的神经元活动进行了成像; 32 Liao 等人33 对大鼠脑响应前爪电刺激的血流动力学变化进行了成像;Janggun 等人34 开发了一种功能性 PAI 系统来监测可卡因引起的大鼠脑区域激活。PAI 有两种主要实现方式:PACT 和光声显微镜 (PAM),后者根据聚焦方式进一步分为两类,即声学分辨率-PAM 和光学分辨率 PAM (OR-PAM)。1 , 35 虽然 PACT 用于对较深区域较大血管的血流动力学参数进行成像, 4 , 22 , 36 – 39 PAM 用于对细小血管(即浅层毛细血管)进行成像。40 – 45 与脑内较大的血管相比,对毛细血管血流动力学变化的分析可以更详细地了解脑功能。OR-PAM 的早期版本使用 2D 振镜扫描仪,在约 2 分钟内提供直径约为 6 毫米的成像区域。46 通过结合更快的扫描硬件,例如微机电系统镜,第二代 OR-PAM 系统变得更快。例如,Yao 等人。47 开发了一种 OR-PAM 系统,能够在 37 秒内对 2.5 × 4 平方毫米的区域进行成像;Lan 等人。48
其中A P,A S和B AC分别对应于泵场,Stokes场和载波频率ωp,ωs,ωac的信封操作员。∂Opt(γ)和υAC(γ)表示光学和声学的群体速度(耗散速率)。g 0在单个量子水平上量化这三个领域之间的耦合强度。在以下讨论中,我们在不失去普遍性的情况下进行了真实和积极的[3]。ξp,ξs和ξAC代表这三个领域的langevin噪声,遵守以下统计属性