微分同胚可变形图像配准在许多医学图像研究中至关重要,因为它提供了独特的属性,包括拓扑保存和变换的可逆性。最近基于深度学习的可变形图像配准方法利用卷积神经网络(CNN)从合成基本事实或相似性度量中学习空间变换,从而实现快速图像配准。然而,这些方法往往忽略了变换的拓扑保存和变换的平滑性,而平滑性仅由全局平滑能量函数来强制执行。此外,基于深度学习的方法通常直接估计位移场,这不能保证逆变换的存在。在本文中,我们提出了一种新颖的、有效的无监督对称图像配准方法,该方法最大化微分同胚图空间内图像之间的相似性,并同时估计正向和逆变换。我们使用大规模脑图像数据集在 3D 图像配准上评估了我们的方法。我们的方法实现了最先进的配准精度和运行时间,同时保持了理想的微分同胚特性。
要获得癫痫发作的自由,癫痫手术需要完全切除癫痫脑组织。在术中电视学(ECOG)记录中,癫痫组织产生的高频振荡(HFO)可用于量身定制切除缘。但是,实时自动检测HFO仍然是一个开放的挑战。在这里,我们提出了一个尖峰神经网络(SNN),用于自动HFO检测,最适合神经形态硬件实现。我们使用独立标记的数据集(58分钟,16个记录),训练了SNN,以检测从术中ECOG测量的HFO信号。我们针对快速连锁频率范围(250-500 Hz)中HFO的检测,并将网络结果与标记的HFO数据进行了比较。我们赋予了SNN新型的伪影排斥机制,以抑制尖锐的瞬变并证明其在ECOG数据集中的有效性。该SNN检测到的HFO速率(中位数为6.6 HFO/ min)与数据集中发布的HFO率(Spearman'sρ= 0.81)相当。所有8例患者的术后癫痫发作结果被“预测”为100%(CI [63 100%])的精度。这些结果为建造实时便携式电池式HFO检测系统提供了进一步的一步,该检测系统可在癫痫手术期间使用,以指导癫痫发作区的切除。
最佳运输,也称为运输理论或Wasserstein指标,是一个数学框架,它解决了找到最有效的方法将质量或资源从一个分布转移到另一种分布的最有效方法的问题,同时最大程度地减少了一定的成本函数[1,2,3]。最初在18世纪作为物流和经济学工具开发,最佳运输在现代数学和各种科学学科(包括计算机科学和机器学习)上引起了极大的关注。在其核心方面,最佳运输旨在通过找到将一个分布的质量重新分配以匹配另一个位置的成本,从而量化两个概率分布之间的相似性。这个优雅而多才多艺的概念在不同领域中发现了从图像处理和数据分析到经济学[11]和神经科学的应用,使其成为具有广泛含义的强大而统一的数学工具[12]。
买方驱动的商品连锁店的特征是买卖双方之间的商业关系,这些商业关系可能会因复杂性而蒙蔽,从而破坏了可持续性E FF ORT。追踪生产的传统方法,包括人为主导的审计,风险将全球公司治理转移到私人企业的利益,并通过限制客观数据在流程中的作用来远离社会利益。本研究通过证明我们提出的框架的e ffi cacy与现实世界中多层服装供应链的模拟,研究了私人许可区块链在利用透明度挑战方面的相关特征。模拟集成了一组通过可编程智能合约和基础区块链体系结构的组合实现的功能和操作要求。然后,我们在讨论我们工作的局限性之前对框架进行定性和定量评估。
活神经网络通过生长和自组织过程出现,从单个细胞开始,最终形成大脑,一个有组织、有功能的计算设备。然而,人工神经网络依靠人类设计的手工编程架构来实现其卓越的性能。我们能否开发出无需人工干预就能生长和自组织的人工计算设备?在本文中,我们提出了一种受生物启发的开发算法,该算法可以从单个初始细胞“生长”出一个功能齐全的分层神经网络。该算法组织层间连接以构建视网膜主题池化层。我们的方法受到早期视觉系统所采用的机制的启发,在动物睁开眼睛前几天,该系统将视网膜连接到外侧膝状体 (LGN)。稳健自组织的关键因素是第一层中出现的自发时空活动波和第二层中“学习”第一层中底层活动模式的局部学习规则。该算法可适应各种输入层几何形状,对第一层中的故障单元具有鲁棒性,因此可用于成功增长和自组织不同池大小和形状的池架构。该算法提供了一种通过增长和自组织构建分层神经网络的原始程序。我们还证明了从单个单元增长的网络在 MNIST 上的表现与手工制作的网络一样好。从广义上讲,我们的工作表明,受生物启发的开发算法可以应用于在计算机中自主生长功能性“大脑”。
ErbB 受体家族(包括 EGFR 和 HER2)在细胞生长和存活中起着至关重要的作用,并与乳腺癌和肺癌等各种癌症的进展有关。在本研究中,我们开发了一个深度学习模型,使用基于 SMILES 表示的分子指纹来预测 ErbB 抑制剂的结合亲和力。每种 ErbB 抑制剂的 SMILES 表示均来自 ChEMBL 数据库。我们首先从 SMILES 字符串生成 Morgan 指纹,并应用 AutoDock Vina 对接来计算结合亲和力值。根据结合亲和力过滤数据集后,我们训练了一个深度神经网络 (DNN) 模型来根据分子指纹预测结合亲和力值。该模型取得了显著的性能,训练集上的均方误差 (MSE) 为 0.2591,平均绝对误差 (MAE) 为 0.3658,R 平方 (R²) 值为 0.9389。尽管在测试集上性能略有下降(R² = 0.7731),但该模型仍然表现出强大的泛化能力。这些结果表明深度学习方法对于预测 ErbB 抑制剂的结合亲和力非常有效,为虚拟筛选和药物发现提供了宝贵的工具。
年龄(年)71.7±10.8性别(女性 /男性)%8(40%) /12(60%)MAS-ul 1.25(0-6)FMA-UL 51(29-66)脂肪5(1-5)MBI 94(1-5)MBI 94(46-100)平均±标准偏差; n(%);中值(最小值最小)。修改后的Ashworth Scale-upper肢体(MAS-ul); FUGL-MEYER评估 - Upper肢体(FMA-ul);法式手臂测试(FAT);和修改的Barthel指数(MBI)。
医疗保健对社会的重要性不能被夸大。它是一个蓬勃发展和富有成效的社区的基石,因为它可以促进和保留个人的福祉。通过预防性护理,疾病控制和及时的干预措施,医疗保健专业人员在保持人们的健康和改善生活质量方面发挥了至关重要的作用。此外,医疗服务在紧急情况下还提供了重要的支持,并确保获得必要的治疗和疗法。除了个人的好处之外,强大的医疗保健系统为整体经济增长做出了贡献,促进了公共卫生计划,并应对社会健康挑战。最终,医疗保健是一个基本的支柱,有助于为所有人创造一个有韧性,繁荣和公平的社会。
癫痫发作类型识别对于癫痫患者的治疗和管理至关重要。然而,这是一个耗时耗力的困难过程。随着机器学习算法的进步,自动诊断系统有可能加速分类过程、提醒患者并支持医生做出快速准确的决策。在本文中,我们提出了一种新型多路径癫痫发作类型分类深度学习网络 (MP-SeizNet),它由卷积神经网络 (CNN) 和具有注意机制的双向长短期记忆神经网络 (Bi-LSTM) 组成。本研究的目的是仅使用脑电图 (EEG) 数据对特定类型的癫痫发作进行分类,包括复杂部分性、简单部分性、失神性、强直性和强直阵挛性癫痫发作。EEG 数据以两种不同的表示形式输入到我们提出的模型中。 CNN 接收从 EEG 信号中提取的小波特征,而 Bi-LSTM 接收原始 EEG 信号,以便我们的 MP-SeizNet 能够从癫痫发作数据的不同表示中进行联合学习,从而获得更准确的信息学习。我们利用最大的 EEG 癫痫数据库——天普大学医院 EEG 癫痫发作语料库 TUSZ v1.5.2 评估了所提出的 MP-SeizNet。我们使用三重交叉验证对不同患者数据评估了我们提出的模型,并使用五重交叉验证对癫痫发作数据评估了模型,结果分别获得了 87.6% 和 98.1% 的 F1 分数。
