科创中国
一种基于高光谱图像和迁移学习的梨损伤识别方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-07-19 14:08:55
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”黑龙江科技服务团| 崔亚滨 | 2023-11-06 12:14:52
梨从果树上成熟至最后到达消费者手中，中间需要经过采摘、贮藏、包装和运输等一系列过程，每个过程都可能产生不同类型的机械损伤。常见的机械损伤类型包括碰撞损伤、挤压损伤和振动损伤等，不同的采摘、贮藏、包装和运输方式造成不同损伤类型的概率也会不同。由于梨机械损伤初期表皮未破损，肉眼难以察觉，最终导致果品腐烂程度不断加重，不仅影响消费者的购买欲望，还会感染健康的果品，极大地影响了梨产业的经济效益。因此，建立一种梨果实早期机械损伤无损伤识别方法对该产业的健康发展具有重大意义。高光谱图像技术同时融合了图像与光谱信息，具有“图谱合一”的特点，高光谱图像分辨率高、可以采集果品内外部品质信息等特点使得高光谱图像技术已经广泛地应用于苹果、蓝莓和梨等水果的机械损伤检测中。
高光谱图像分类算法根据训练样本的有无分为有监督分类、无监督分类以及半监督分类，无监督分类中常用算法有K-means、ISODATA聚类等算法，缺点是分类效果较差。有监督分类利用训练样本提取特征向量或者特征波段对分类器进行训练，然后利用训练好的分类器对待测样本进行类别判定，常用算法有支持向量机、KNN、决策树与深度学习网络等算法等。这些监督学习算法的优良分类性能往往需要大量的标记样本作为支撑。但是，对高光谱数据进行标记需要耗费大量的人力和物力，获得大规模标记数据非常困难。当训练样本数目有限时，随着参与运算波段数目的增加，导致样本数目的相对减少，分类精度“先增后降”，这就是Hughes现象。因此，在有标签样本有限的情况下学习出泛化能力强的分类模型是现今高光谱图像分析领域的研究热点。
椎间盘突出的重要病理机制是髓核退变，髓核退变的原因与髓核细胞数量的减少相关，本项目以寻找减少髓核凋亡的药物和靶点为目标，以期能够提供治疗髓核退变的思路。
实验通过构建RNA序列以慢病毒进行原代细胞转染，验证了LncRNA HOTAIR,miR-34a，notch1 的表达量变化，验证了以上三者表达与髓核退变的关系，并两两之间存在相关性。再以双荧光素酶实验证实了HOTAIR和miR的靶向作用关系，验证了LncRNA对miR-34a的靶向调控作用。并通过过表达抑制实验，证实了LncRNA HOTAIR不仅可以延缓正常的髓核细胞退变，还可以减少已经退变的髓核细胞的凋亡，在退变分级IV级的髓核中效果最好。而LncRNA HOTAIR减少髓核凋亡的作用是通过以海绵功能吸附miR-34a来达到的。
最终证实LncRNA HOTAIR可通过ceRNA方式吸附miR-34a-5p，进而调控下游Notch通路表达，减少髓核细胞凋亡。
本项目完成了计划任务书的要求，或为治疗脊椎退变提供新靶点。
项目研究成果以论文形式发表在国际JCR2区SCI期刊杂志及国内科技核心期刊杂志上，成功培养硕士研究生1名。
学校创建于1952年7月，原名东北林学院，是在浙江大学农学院森林系和东北农学院森林系基础上建立的，由国家林业部直属管理。1985年8月更名为东北林业大学。2000年2月，由国家林业局划归教育部直属管理。2005年10月，经国家发改委、财政部和教育部批准，成为国家“211工程”重点建设高校。2010年11月，教育部和国家林业局签署合作共建协议。2011年6月，成为国家“优势学科创新平台”项目重点建设高校。2012年3月，教育部与黑龙江省人民政府签署合作共建协议。2017年9月，经国务院批准列为“双一流”建设高校。2022年2月，入选国家第二轮“双一流”建设高校。
动脉粥样硬化是全世界范围的常见病，多发病，严重威胁着人类的健康。研究发现，高血压、动脉粥样硬化中心肌及血管的重构既是血管、心肌对血流动力学变化和血管紧张素II以及内皮素等血管活性物质表达变化的适应性反应, 也是其进一步发生发展的病理学基础。机械牵张与压力感受是上述病理过程中最重要的始动因素之一，现阶段研究证实，机械性刺激可以通过血管紧张素--AT1/AT2受体，机械敏感性离子通道，β2肾上腺素能受体，细胞外基质一整合素一细胞骨架等多种途径引发心肌及血管的一系列病理变化，导致结构重构，电重构或神经重构。因此，对于AngII与机械牵张和离子通道之间调控机制的深入研究对于防治动脉粥样硬化具有重要意义。本项目于2009年由黑龙江省卫生和计划生育委员会立项旨在对此进行深入研究。本研究主要对AngII及其受体在高脂饮食致肺动脉重构中作用及其机制，牵张激活离子通道对心肌梗死后机械电反馈的影响以及AngII调节Ah型压力感受器的机制等方面进行研究。研究通过不同病理条件下相关动物模型，采用免疫组化、Western Blot、PCR、免疫荧光共聚焦成像、单相动作电位及膜片钳等技术，研究发现血管紧张素受体拮抗剂缬沙坦通过改善肺动脉内皮功能发挥抗肺动脉血管重构的作用；牵张激活离子通道阻断剂链霉素通过缩短心梗大鼠心室肌细胞MAPD90降低心梗后牵张所致心律失常的发生，改善心梗后心肌电重构；Ang II可通过
技术转让、合同、入股均可，具体资金双方协商，希望尽快落地实现产业化。
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