基于神经网络技术自动筛选Monastrol抑制剂的算法研究

带自动荧光显微镜的HCS（high content screening）系统是一种新兴的显微摄影、筛选和处理系统.HCS系统在摄影过程中会产生大量数据,人工筛选和识别费时费力.本文为了进行Monastrol抑制剂的筛选,基于前馈式神经网络技术研究了一种对HCS系统摄影的大量细胞同时进行特征提取和细胞显型识别的自动算法.在得到各个通道分离的图像后,对不同通道图像进行并行预处理,并采用神经网络和逻辑运算相结合的算法进行处理.我们将该方法运用于Monastrol抑制剂的筛选中,并将结果与人工识别结果进行分析比较.相比较前人提出的multi-phenotypic mitotic analysis（MMA）算法自动识别的正确率得以提高,可更好评估抗癌药剂效用.     

活体细胞图像斑点的自动提取和跟踪方法

采用基于小波分解多尺度系数乘积的方法检测图像中的斑点,同时提出了基于贪婪思想的可以自动处理目标分裂和合并的模型,综合目标信息对轨迹进行跟踪.对Adaptor和Clathrin图像分割取得了比较理想的结果,Adaptor图像中的目标识别率98.61%,Clathrin图像中目标识别率达到97.65%.新的跟踪算法在处理轨迹合并和分裂方面有明显优势,对斑点跟踪效率达到为98.05%.结果表明,新的算法能有效地识别和跟踪图像中的斑点.从生物学角度,更有效的识别有助于更好地理解质膜的通道运输机制以及因为其不正常工作引起的疾病.     

生物介质中非线性声参量对温度依赖关系的研究

近年来，在超声医学中，由于高强度聚焦超声（HIFU）的快速发展，人们更多的关注无损测量组织温度，准确地确定超声灼烧的范围和程度。无损测量灼烧部分的温度和实时的反映生物组织中的温度分布状况，已成为人们关注的热点。本文研究生物组织的非线性声参量B/A与温度的关系，并同理论和热电偶的实验结果相比较，结果表明B/A是进行监测生物组织温度的有效工具。     

超声造影剂的声学特性

研究了一种新型超声造影剂SDA的声学特性 .SDA即声振葡萄糖白蛋白溶液 ,是一种含有稳定包膜气泡的悬浮液 ,微气泡的平均直径为 2 .0 μm .测量了SDA(浓度从 1.0× 10 7到 2 .0 5× 10 8个 /mL)的线性和非线性超声参量 ,包括声速、声衰减、非线性声参量及它们随气泡浓度的变化关系 .在 2～ 6MHz频率范围内 ,SDA的衰减系数随气泡浓度和频率线性增长 .值得指出的是 ,SDA的非线性声参量B/A值非常惊人 ,并随着气泡浓度的增长而急剧增大     

利用反射差频参量阵进行生物组织B/A值的层析成像

在有限振幅插入取代法的基础上,提出了利用反射模式的差频参量阵对生物组织的非线性声参量B/A值进行层析成像的理论和实验方法;测量了差频声波的指向性,并对若干生物样品进行了实验成像,获得了满意的结果,为医学超声提供了一个新的成像方法.     

声振动对秀丽隐杆线虫转向行为的影响

秀丽隐杆线虫是一种典型的模式生物,且其神经系统对光、电、热梯度以及化学药物等有反应.本文报道了声振动对线虫转向行为影响的研究.建立了一套实时的声波作用线虫的电脑成像系统,实现拍摄并统计分析指定区域内多条线虫的行为;基于粒子追踪与形状分析算法,量化线虫行为;利用OFV-5000模块化激光测振系统测量培养基在声波作用下的振动;通过改变声波的位移振幅及频率等参数探讨声振动对线虫转向行为的影响.定义声感系数来衡量线虫转向行为受声振动影响的大小.实验结果表明:秀丽隐杆线虫可以感受到声振动,并且对声振动具有一定的适应性;相对于野生型线虫N2,机械力感觉神经元存在缺陷的突变体线虫mec-4,mec-7对声振动的响应减弱,表明机械力感觉神经元参与了对声波的感应;对于同一频率的声波,位移振幅的增加刺激了线虫的转向行为;但在固定位移振幅下,随着频率的升高,线虫的转向行为呈现先增强后减弱的趋势.本文的工作为进一步探究声波对线虫神经系统的作用并用于治疗神经系统疾病奠定了理论及实验基础.     

聚焦非线性声场中耗损媒质的非线性声参量B/A 定征

对圆形活塞聚焦换能器在耗损媒质中产生的基波及二次谐波声场进行了理论分析,并对焦点处的基波及二次谐波幅值关系进行了讨论.在高线性聚焦增益条件下提出了用插入取代法测量非线性声参量的新方法,并对部分生物组织的非线性声参量B/A值进行了实验测量.     

不同录音系统对声纹检测的影响

声纹识别已在身份识别中得以应用.本文采用三种常用数字录音系统(语音笔、话筒及手机)录制样本,并对这些样本进行基音分析,线性预测系数法提取共振峰以及美尔倒谱系数.结果表明,录音设备自身性能的差异对声纹参数存在影响,尤其是存在共振峰的丢失现象,提取的美尔倒谱系数包络存在一定差异.     

利用反射差频参量阵进行生物组织B/A值的层析成像

在有限振幅插入取代法的基础上, 提出了利用反射模式的差频参量阵对生物组织的非线性声参量B/A值进行层析成像的理论和实验方法; 测量了差频声波的指向性, 并对若干生物样品进行了实验成像, 获得了满意的结果, 为医学超声提供了一个新的成像方法.     

利用高斯声束叠加法研究圆形活塞聚焦换能器的非线性声场

由于高斯函数的积分简单性,利用高斯声束叠加法对圆形活塞聚焦换能器在有损媒质中产生的基波,二次谐波声场进行了理论计算,并建立了相应的实验测量系统,实验结果与理论计算结果符合得较好。