目的 通过机器学习分析"舌边白涎"舌象特性,对舌象进行局部特征识别研究,探讨卷积神经网络算法在舌象识别应用中的性能.方法 使用Python进行图像预处理,搭建用于舌象识别的视觉几何组 16层(visual geometry group 16,VGG16)卷积神经网络模型,分析其对"舌边白涎"舌象鉴别分析的效果,并结合热力图分析"舌边白涎"典型舌象表现.结果 基于PyTorch框架,进行卷积神经网络的舌象鉴别研究,VGG16 及残差网络 50 层(residual network 50,ResNet50)模型验证准确率均较高,达到 80%以上,且ResNet50 模型优于VGG16 模型,可为舌象识别提供一定参考.基于加权梯度类激活映射(gradient-weighted class activa-tion mapping,Grad-CAM)技术,通过舌苔舌色差异分布的网络可视化,有助于直观进行模型评估分析.结论 基于卷积神经网络模型对舌象数据库进行分析,实现"舌边白涎"舌象识别,有助于临床诊疗的客观化辅助分析,为舌诊智能化发展提供一定借鉴.

目的:通过Meta分析探讨首次发病未服药抑郁症患者大脑灰质皮质厚度的变化特征。方法:以“depression”或“depressive disorder”或“unipolar depression”以及“cortical thickness”或“thickness”为关键词，检索PubMed、Web of Science数据库自建库开始截至2023年7月23日发表的与抑郁症大脑皮质厚度变化有关的基于全脑皮质顶点分析的研究。采用标记差异映射分析（signed differential mapping，SDM）软件进行基于全脑体素的数据分析，通过Meta回归分析探讨疾病严重程度对抑郁症皮质厚度的影响，并检验异质性及评估发表偏倚。结果:共纳入8项研究，包括417例首次发病未服药抑郁症患者和409名健康对照者。与健康对照者相比，首次发病未服药抑郁症患者在辅助运动区（ Z=-2.471）和中央沟盖区（ Z=-2.190）等多个脑区呈现皮质厚度降低（均 P<0.000 5）。进一步回归分析发现首次发病未服药抑郁症患者的疾病严重程度与辅助运动区（ Z=2.265， P<0.000 5）和右侧中央沟盖区（ Z=1.560， P<0.000 5）的皮质厚度变化呈正相关，平均疾病持续时间与右侧额下回岛盖部皮质厚度变化呈正相关（ Z=1.922， P<0.000 5），与右侧中扣带回的皮质厚度变化呈负相关（ Z=-3.035， P<0.000 5）。 结论:首次发病未服药抑郁症患者在疾病早期即出现辅助运动区以及岛盖区的皮质厚度降低，并且这种皮质变化与疾病严重程度和病程均有关。

基于临床常规变量所构建的心血管疾病风险预测模型不仅敏感性低，特异性也有待提高。磁共振成像除了提供心脏结构及功能信息并准确计算左心室射血分数外，还能够通过钆对比剂延迟强化等多序列扫描，映射心血管疾病病理学特征（包括临床前期病变），最终通过宏观和微观、定性与定量结合，在体无创识别心肌纤维化，实现病理影像化。进一步磁共振特征追踪技术能够反映心肌形变，是一种独立评估心脏重构的增量因素，它们在心血管疾病风险预测模型构建中均发挥着重要作用。

目的:探讨谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）在结肠腺癌中的表达情况及其与患者临床病理特征和预后的关系。方法:在癌症基因组图谱（TCGA）数据库中获取结肠腺癌数据集，分析GPX4在结肠腺癌组织中的表达及其对总生存（OS）的预测价值。选取国家人类遗传资源共享服务平台提供的2009年11月至2010年5月行手术治疗的结肠腺癌组织93例及其配对癌旁组织87例，应用组织芯片免疫组织化学法检测GPX4蛋白表达水平。分析GPX4蛋白表达情况与结肠腺癌患者临床病理特征及OS的关系。采用Cox比例风险回归模型进行预后影响因素分析，建立和绘制预测OS率的列线图。结果:对TCGA数据库数据分析显示，380例结肠腺癌患者中GPX4在结肠腺癌组织中的表达高于正常结肠黏膜组织[中位每千个碱基的转录每百万映射读取的片段数（FPKM）值：85.654（20.351～356.237）比56.230（48.783～63.931）]，差异有统计学意义（ Z＝-6.150， P<0.05）；GPX4高表达组（FPKM ≥83.614）的OS较GPX4低表达组（FPKM<83.614）差（中位OS时间84.40个月比94.03个月，5年OS率58.6%比72.7%），差异有统计学意义（ P<0.05）。组织芯片免疫组织化学染色结果显示，结肠腺癌组织GPX4蛋白高表达率高于癌旁正常组织[38.0%（35/92）比7.3%（6/82）]，差异有统计学意义（ χ2＝22.727， P<0.01）；GPX4在左半结肠腺癌组织中的高表达率高于右半结肠腺癌组织[47.2%（25/53）比25.6%（10/39）]，差异有统计学意义（ χ2＝4.42， P＝0.036）；GPX4高表达组患者的5年OS率低于低表达组患者（25.7%比57.9%），差异有统计学意义（ χ2＝9.051， P<0.05）；多因素Cox比例风险回归模型分析结果显示，淋巴结转移（N 1～N 3期）（ HR＝2.241，95% CI 1.242～4.046， P＝0.007）和GPX4高表达（ HR＝2.783，95% CI 1.598～4.848， P<0.01）是结肠腺癌患者不良预后的独立影响因素；应用上述因素建立预测结肠腺癌患者预后的列线图，C指数为0.739，提示该列线图具有较好的预测效能。 结论:GPX4在结肠腺癌组织中表达上调，且其高表达与肿瘤的恶性生物学行为及不良预后相关。

血糖失稳态是糖尿病、冠心病、脑卒中、痴呆、恶性肿瘤等许多慢性重大性疾病的独立风险因素,临床危害极大,但其高度可逆性的特点也给上述重大疾病的早期防治提供了机会窗口.然而,当前针对血糖失稳态人群早期筛查及干预尚无系统性研究,对其中重要组成部分的糖尿病前期人群所用筛查方法在特异性、准确性方面均存在不足,临床应用受限.在中医临床实践中,舌象是反映正邪消长和病情进退的重要依据,特别是在"血糖稳态—血糖失稳态—糖尿病"病程进展中舌象具有一定的动态演化特点,而其舌象变化的潜在机制可能与舌苔微生物密切相关.基于血糖失稳态人群"舌象-舌苔微生态"的临床表观与微生物组学特征构建"舌象-舌苔微生物"宏微观映射模型,有望为血糖失稳态人群的大规模早期筛查和相关疾病早期防治提供新路径,并为阐明中医舌象诊断理论科学内涵、探讨复杂性疾病演化特点与潜在机制提供新视角.

目的 利用生物信息学技术筛选阿尔茨海默病(AD)不同脑区差异表达基因,探讨各脑区的免疫机制,以预测潜在的治疗中药.方法 从GEO数据库获得AD的样本数据,进行差异表达基因(DEGs)分析及加权基因共表达网络分析(WGCNA),对各脑区最相关的模块进行蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络分析获得核心基因,并使用受试者工作特征曲线(ROC)曲线评估其诊断价值.对差异基因进行免疫通路富集分析,并使用CIBERSORT算法分析免疫细胞浸润模式,通过Coremine Medical筛选治疗AD的潜在中药.结果 大脑的内嗅皮层(EC)区有3 280个差异基因、海马体(HIP)区有1591个差异基因、内侧颞回(MTG)区有3 995个差异基因、后扣带(PC)区有2 056个差异基因、额上回(SFG)区有907个差异基因、初级视觉皮层(VCX)区有1480个差异基.其中EC与VCX区与blue模块相关性高、HIP与PC区与turquoise模块相关性高、MTG、SFG别与绿色和黄色模块相关性高.PPI网络显示EC区有4个Hub基因,HIP区有13个Hub基因,MTG区有4个Hub基因,PC区有9个Hub基因,SFG区有17个Hub基因,VCX区有13个Hub基因.不同脑区富集有不同免疫通路的模块.通过基因映射到姜黄为治疗AD的潜在中药,其映射到EP300、PPARG、CCND1、GSK3B、BCL2、EGFR、KDR、MYC和IL1B等基因上.结论 AD患者在不同脑区表现出多样化的免疫途径,这种差异与AD发病机制紧密相连.姜黄有望作为治疗AD的潜在中药.

目的 通过生物信息学方法建立基于双硫死亡相关基因表达量预测结直肠癌(colorectal cancer,CRC)预后和药物敏感性的评分模型,并结合CRC患者来源类器官(CRC patient-derived organoids,CRC-PDOs)验证.方法 利用NMF(non-negative Matrix Factorization)算法、Cox和LASSO回归分析明确对CRC预后有预测价值的双硫死亡相关基因,构建双硫死亡相关风险评分公式,结合GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分析不同集群之间的差异基因及富集通路.通过GDSC数据库预测不同分组CRC患者对化疗药物的敏感性,并利用CRC-PDOs进行验证.结果 NMF算法结果显示基于双硫死亡相关基因可建立CRC患者分群,COX回归分析显示LRPPRC和SLC7A11是能够预测CRC患者预后的潜在基因(P=0.047、0.033),CRC患者肿瘤中的SLC7A11低表达或LRPPRC高表达与总生存率(overall survival,OS)显著相关(P=0.004、0.003).基于LASSO回归分析,双硫死亡风险评分公式为:Risk score=LRPPRC×(-0.670 5)+SLC7A11×0.311 2,且能将GSE161158 数据集分群为高风险和低风险组.双硫死亡高低危群集间有 125 个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),结合GO和KEGG结果,高危群集患者的上调基因主要富集于免疫调节,如白细胞趋化性、粒细胞迁移和Toll样受体结合.低风险集群的特征是与硫化物代谢和运输相关的途径,如硫化物跨膜转运蛋白活性.基于GDSC数据库,双硫死亡相关的双基因表达水平可预测化疗药物敏感性,化疗药物(伊立替康)对于CRC-PDOs的生长抑制结果提示患者的结直肠癌组织中SLC7A11和LRPPRC的相对表达量与其类器官映射疗效呈线性相关(P=0.007、0.040).结论 根据生物信息学分析和CRC-PDOs实验结果,双硫死亡相关评分能够预测结直肠癌患者预后和药物敏感性,具有潜在的临床应用前景.

目的 研究腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)患者在坐立过程中疼痛对腰椎和髋关节力矩的影响.方法 应用AMTI测力台采集20例健康对照与20例LDH受试者的动力学数据,通过统计参数映射(statistical parametric mapping,SPM)分析两组受试者坐立任务中腰椎与髋关节在矢状面和冠状面的力矩差异.结果 与健康对照组相比,LDH受试者从站立回到坐位过程中腰椎最大屈曲力矩与髋关节最大内收力矩明显增高(P＜0.05).SPM分析显示,在站立初期阶段(37％～42％),LDH组髋关节外展力矩大于健康对照组,存在统计学差异(P=0.007).结论 LDH受试者在坐立过程中腰椎骨盆不够稳定,尤其站立静止阶段,难以使身体达到平衡状态,需增加髋关节外展力矩来维持骨盆稳定.在临床评估治疗中应重点关注脊柱与骨盆的稳定功能.

在快速城市化背景下,都市圈正面临生态系统服务供需错配的风险.探究多重供需风险的格局、关系及驱动因素,对支撑区域生态风险的高效管理具有重要意义.以武汉都市圈为例,本研究量化2000、2010和2020年各乡镇6种典型生态系统服务的单一/综合供需风险率,采用自组织特征映射网络与最优参数地理探测器分别识别生态系统服务供需风险簇和综合风险的影响因素.结果表明:2000-2020年间,武汉都市圈典型生态系统服务供需风险空间格局差异明显.粮食供应服务、产水服务、碳固存服务和绿地休憩服务的供需风险均上升,而土壤保持服务和水质净化服务的供需风险下降.综合生态系统服务供需风险由0.41增至0.45,呈"核心区增加、边缘区降低"趋势.研究期间,武汉都市圈存在综合极高风险簇(B,)、综合高风险簇(B2)、水质净化高风险簇(B3)与粮食供应-土壤保持风险簇(B4),风险类型主要由B3簇向B2簇、B2簇向B1簇转化,表明供需风险组合类型增加、强度增强.植被覆盖度、夜间灯光指数和人口密度是综合供需风险空间分异的主要影响因子.基于生态系统服务供需簇开展生态风险评估,可为区域多重风险问题的管控提供高效可靠的途径.

针对手工睡眠分期过程繁琐,自动睡眠分期模型存在精度不足或难以解释分类结果的问题,本研究提出了一种基于混合智能的自动睡眠分期模型,结合数据智能和知识智能以实现睡眠分期精度、可解释性和泛化性的平衡.首先,基于典型脑电(electroencephalography,EEG)和眼电(electrooculography,EOG)通道的任意组合,建立了基于U-Net架构的时序全卷积网络和多任务特征映射结构;其次,通过组合不同睡眠图校正方法,探究了知识智能对粗睡眠图的不同作用方式.本模型在ISRUC和Sleep-EDFx数据集上的F1指标分别为 0.804、0.780.此外,本研究利用知识智能解决了模型得到的粗睡眠图跳变过多、睡眠阶段转换不合理的问题.结果表明,本研究能够为睡眠医师提供有效的判读辅助,在提高临床睡眠分期效率上具有巨大潜力.