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用于坐姿越野滑雪双杖推进上肢肌力评估的EMG驱动模型:模型的开发和验证

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医用生物力学 2024年第S1期 502-502页

作者：陈雪刘程林霍波北京理工大学宇航学院生物力学实验室首都体育学院体育人工智能研究所运动生物力学中心

目的本研究旨在开发并验证一个基于表面肌电信号(EMG)驱动的模型,用于计算坐姿越野滑雪中双杖推进(DP)时上肢的肌肉力和力矩。该模型相较于传统优化算法,能生成更符合生理实际的肌肉力数据,从而深入揭示肌肉在该特定运动中的作用机制...

目的本研究旨在开发并验证一个基于表面肌电信号(EMG)驱动的模型,用于计算坐姿越野滑雪中双杖推进(DP)时上肢的肌肉力和力矩。该模型相较于传统优化算法,能生成更符合生理实际的肌肉力数据,从而深入揭示肌肉在该特定运动中的作用机制。方法基于自主研发的坐姿越野滑雪训练和测试装备,同步采集一名受试者30 s最大努力测试中的运动学、表面肌电信号和外力数据。通过基于Open Sim的双侧上肢躯干模型,执行缩放、逆运动学、逆动力学及肌肉分析模拟,从而获取5个DP周期的关键输入参数,包括参考关节力矩、肌肉肌腱长度及肌肉力矩臂。通过优化EMG驱动产生的肩肘关节力矩和参考关节力矩的均方根最小值,得到该受试者个体化的EMG驱动模型参数。再使用区别于模型标定的5个DP周期数据计算的EMG驱动关节力矩与参考力矩进行比较,以对模型进行验证。结果模拟结果表明,EMG驱动模型在计算肩关节的屈伸、内收外展、内外旋以及肘关节屈伸的关节力矩与逆动力学得到的参考值高度一致。结论本研究开发的EMG驱动模型能够有效地预测坐姿越野滑雪中DP时上肢的肌肉力和力矩。该模型不仅可为理解特定运动模式中的肌肉运动机制提供分析工具,也能够为运动员训练优化、伤病预防和康复提供科学依据。

关键词：

支撑跳跃着陆技术优化与下肢动态刚度控制策略研究

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医用生物力学 2024年第S1期 158-158页

作者：刘程林林天奇庞磊首都体育学院体育人工智能研究院

目的支撑跳跃是军事训练中速度越障项目中常见的技术动作,其着陆动作具有高度动态、复杂和危险的特点。本研究旨在通过监测不同能力水平受试者的着陆过程,分析其风险因素和控制策略,并为新兵训练提供指导。方法招募了不同训练经验的...

目的支撑跳跃是军事训练中速度越障项目中常见的技术动作,其着陆动作具有高度动态、复杂和危险的特点。本研究旨在通过监测不同能力水平受试者的着陆过程,分析其风险因素和控制策略,并为新兵训练提供指导。方法招募了不同训练经验的参与者(包括服役时间超过2年的退伍军人-Veteran和年龄相符的健康大学生-Novice),并使用3种不同的着陆技术(前足、后足、个人偏好)开展了速度越障实验。通过动作捕捉和三维力台系统来采集他们着陆过程中的运动学和动力学数据,并结合运动学、动力学、下肢动态刚度来分析不同训练经验受试者在采用不同着陆技术时的下肢控制过程。结果与Novice相比,Veteran在着陆过程中表现出膝关节屈曲速度更快且更稳定,膝关节内外翻的活动范围和内旋活动范围显著较低。在采用前足和个人偏好的着落技术时,Veteran所受地面反力冲击更小。动态刚度结果显示,Veteran着陆过程中胫骨受到的前向剪切力更小,膝关节刚度控制能力更强。在承受地面反力首峰和次峰时,Veteran采用逐渐降低刚度的软着陆策略,并且在承受首次冲击后膝关节刚度具有迅速恢复能力。结论新兵在训练中应尽量选择前足着陆技术,并在着陆中采用更加柔软的方式控制膝关节刚度,以降低膝关节损伤风险。

关键词：

疲劳对跳跃着陆过程中下肢关节动态刚度的影响研究

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医用生物力学 2024年第S1期 480-480页

作者：庞磊刘玉洁林天奇刘程林首都体育学院体育人工智能研究院

目的动态刚度考虑了肌肉活动对关节位移的影响,是分析运动模型、评估运动表现的重要指标。本研究旨在对比疲劳前后下肢关节在跳跃着陆任务中刚度的动态变化,提升下肢关节在运动过程中贡献的可解释性。方法本研究随机招募了20名健康男...

目的动态刚度考虑了肌肉活动对关节位移的影响,是分析运动模型、评估运动表现的重要指标。本研究旨在对比疲劳前后下肢关节在跳跃着陆任务中刚度的动态变化,提升下肢关节在运动过程中贡献的可解释性。方法本研究随机招募了20名健康男大学生作为研究对象,受试者双手叉腰分别从40、80 cm高度无初速度垂直落地,通过负重深蹲进行疲劳诱导后重复以上测试。实验中采用三维测力台和运动捕捉系统采集相应数据,每组测试采集3次有效数据。建立角度和力矩的二阶多项式回归模型,以每个数据点斜率的平均值作为动态刚度表征关节力学特性。结果在跳跃着陆过程中,从触地时刻到垂直地面反力最大时刻,疲劳和高度增加会导致膝关节动态刚度的降低和踝关节动态刚度的增加,同时,疲劳也增加了髋关节的僵硬度。从垂直地面反力最大时刻到膝关节最大屈曲时刻,疲劳或高度增加,髋、膝、踝3个关节动态刚度一致增加。结论下肢三关节的生物力学行为在整个着陆过程发生变化,髋、膝与踝关节刚度的有效调控有利于提升运动表现。在疲劳和高度增加后,关节的僵硬度增加会导致更高的损伤风险,而在着陆的不同阶段,3个关节相互作用并动态调节刚度可以有效维持关节稳定性。

关键词：

肩外展角对坐姿越野滑雪双杖推撑过程的生物力学影响

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医用生物力学 2024年第S1期 493-493页

作者：田源林天奇刘玉洁刘程林上海体育科学研究所(上海市反兴奋剂中心) 首都体育学院体育人工智能研究院

目的坐姿越野滑雪者通常采用双杖推撑技术进行滑雪,本研究的目的是分析肩外展角对双杖推撑过程的功率输出和生物力学参数的影响。方法使用坐姿越野滑雪室内测试系统和Qualisys动作捕捉系统采集24名非残疾大学生(24.67±1.46岁)在0°...

目的坐姿越野滑雪者通常采用双杖推撑技术进行滑雪,本研究的目的是分析肩外展角对双杖推撑过程的功率输出和生物力学参数的影响。方法使用坐姿越野滑雪室内测试系统和Qualisys动作捕捉系统采集24名非残疾大学生(24.67±1.46岁)在0°、15°、24°和30°的不同肩外展角下连续进行3次30 s最大用力测试数据,分析受试者的输出功率和生物力学参数。结果与0°(590.65±148.95 J)相比,15°(597.78±150.31 J)、24°(610.94±158.96 J,P=0.011)和30°(629.10±168.78 J,P<0.001)的输出功率随肩外展角的增加而增加。有效输出功率随肩外展角的增大而减小。与其他肩外展角(0°,1.57±0.19 s,15°,1.55±0.16 s和30°,1.56±0.19 s)相比,肩外展角为24°时的周期滑行时间最短,为1.53±0.17 s。与0°(1.02±0.14 m)相比,24°(1.07±0.12 m,P=0.029)和30°(1.11±0.13 m,P<0.001)的周期滑行距离显著增加。结论使用肩外展滑行提高了输出功率,但降低了效率。通过对滑杆角度和滑杆力的分析,发现最滑行时最佳肩外展角可能取决于地形或滑雪速度。这些结果可以指导比赛的技战术,并可能进一步影响坐姿越野滑雪运动员的力量训练计划。

关键词：

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双硫仑抗癌作用研究进展

生物技术进展 2021年第2期11卷 155-162页

作者：刘程林子吴耀钦黄恩泽徐瑞丰郑鹏武汉科技大学生命科学与健康学院武汉430065 武汉科技大学生物医学研究院武汉430065

双硫仑作为一种治疗慢性酒精中毒的药物在临床中广泛使用。近几十年研究发现它除了戒酒作用还在治疗癌症中具有巨大潜力,针对它在体外和体内模型的研究结论已有部分在临床治疗中得到证实。双硫仑通过其代谢产物抑制乙醛脱氢酶活性导致... 详细信息

双硫仑作为一种治疗慢性酒精中毒的药物在临床中广泛使用。近几十年研究发现它除了戒酒作用还在治疗癌症中具有巨大潜力,针对它在体外和体内模型的研究结论已有部分在临床治疗中得到证实。双硫仑通过其代谢产物抑制乙醛脱氢酶活性导致体内乙醛含量积累,增加细胞毒性从而抑制肿瘤干细胞增殖分化;提高细胞内活性氧的浓度诱导细胞凋亡;抑制蛋白酶体活性,积累大量废弃蛋白质诱导细胞凋亡;通过抑制NF-κB下调来抑制上皮间质转化等。此外双硫仑与抗癌药物联合使用可提升抗癌药物药效。由于具有低毒、低成本且对肿瘤组织有趋向性等特点,双硫仑重新应用于临床作为抗癌药物具有广阔前景。简要回顾了双硫仑最新研究中阐明的双硫仑抗癌作用分子机制,展望了未来双硫仑用作新临床抗癌药物的前景,以期为双硫仑在抗癌药物中的应用研究提供参考。

关键词：双硫仑抗癌肿瘤干细胞联合用药

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论科学编史学的“苏(俄)学派”

自然辩证法研究 2024年第1期40卷 16-22页

作者：刘程岩哈尔滨工业大学马克思主义学院黑龙江哈尔滨150000

20世纪出现的科学编史学“内史论”与“外史论”之争,虽然各自能一定程度上解释科学的发展现象,但过于极端的做法并不能令人满意,对于科学发展也存在认识上的不足。而依托苏联(俄罗斯)科学院科学技术史研究所三位代表人物形成的“综合... 详细信息

20世纪出现的科学编史学“内史论”与“外史论”之争,虽然各自能一定程度上解释科学的发展现象,但过于极端的做法并不能令人满意,对于科学发展也存在认识上的不足。而依托苏联(俄罗斯)科学院科学技术史研究所三位代表人物形成的“综合论”学派,具有辩证且立体的学派理念、目标方向、特征表现,表现出了与众不同的学术眼界。对于学术界更全面理解不同历史时期的科学成果、科学活动、科学价值具有十分深远的影响。

关键词：科学编史学苏(俄)学派综合论

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调腹通督法治疗腰椎间盘突出症的临床应用研究

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调腹通督法治疗腰椎间盘突出症的临床应用研究

作者：刘程长春中医药大学

学位级别：硕士

目的:通过进行调腹通督法治疗腰椎间盘突出症的临床应用研究,进一步验证调腹通督法治疗腰椎间盘突出症的临床疗效,以期指导临床医生对本病的中医手法治疗,并为腰椎间盘突出的治疗提供新的思路和方法。方法:课题选取长春市中医院骨科门... 详细信息

目的:通过进行调腹通督法治疗腰椎间盘突出症的临床应用研究,进一步验证调腹通督法治疗腰椎间盘突出症的临床疗效,以期指导临床医生对本病的中医手法治疗,并为腰椎间盘突出的治疗提供新的思路和方法。方法:课题选取长春市中医院骨科门诊及疗区收治的72例符合纳入标准的腰椎间盘突出症患者。按照随机数字表法将入组患者随机分为试验组和对照组,每组各36例。试验组采用调腹通督法治疗即对腹部肌群特定部位进行手法操作辅以腘窝区点穴达到治疗效果,每天1次;对照组采用口服临床常规用药塞来昔布100mg日两次口服（早晚）。10天为一疗程,收集患者治疗前后的Mc Gill疼痛量表评分、JOA评分、ODI评分数据,并对各项数据进行统计学分析,以总结出本法对腰椎间盘突出症的临床疗效。结果:1.本课题所研究的两组患者治疗前的年龄、性别、病程进行2检验,结果显示各项P值均>0.05,两组患者基本资料无统计学意义,具有可比性。Mc Gill疼痛量表评分、JOA评分、腰痛ODI评分经t检验及秩和检验的P值均>0.05,治疗前各项评分均无统计学差异,具有可比性。2.试验组与对照组组内评分比较,Mc Gill疼痛量表中各项评分与ODI量表评分较治疗前均有降低,JOA量表评分较治疗前提高,且检验结果P值均0.05,差异无统计学意义。在PRI感觉项、PRI情感项、PRI总分、VAS评分中试验组疗效明显优于对照组,差异有统计学意义（P<0.05）。***评分及ODI评分组间比较:两量表治疗后评分及改善率组间对比,试验组疗效明显优于对照组,差异具有统计学意义（P<0.05）。5.有效率组间对比:根据JOA评分及ODI评分疗效评定,试验组有效例数分别为29例和28例,总有效率分别为85.3%和82.4%;对照组有效例数分别为24例和22例,总有效率分别为70.6和64.7%;试验组疗效明显优于对照组,差异有统计学意义（P<0.05）。结论:1.调腹通督法及口服塞来昔布对腰间椎盘突出症均有显著治疗效果。2.总体疗效对比,试验组优于对照组,且调腹通督法在改善患者临床症状,减轻疼痛,缓解负面情绪,提高患者生活质量方面疗效更佳。

关键词：腹部手法调腹通督法腰椎间盘突出症腰腿痛

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基于微波成像过程的图像分割方法

基于微波成像过程的图像分割方法

作者：刘程辉电子科技大学

学位级别：硕士

高压电脉冲刺激对于热处理花岗岩影响的实验研究

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Journal of Central South University 2024年第5期31卷 1526-1541页

作者：尹土兵刘程辉庄登登李夕兵 School of Resources and Safety Engineering Central South UniversityChangsha 410083China Oulu Mining School University of OuluOulu FI-90014Finland

高压电脉冲技术作为一种环保、可控、高效的破碎坚硬岩石的方法,其潜在应用场景值得进一步深入发掘。本文研究了高压电脉冲诱导干热岩产生预损伤和劣化方法的效果。对热处理后花岗岩薄片试样施加了不同峰值电压的高压电脉冲刺激,探讨了... 详细信息

高压电脉冲技术作为一种环保、可控、高效的破碎坚硬岩石的方法,其潜在应用场景值得进一步深入发掘。本文研究了高压电脉冲诱导干热岩产生预损伤和劣化方法的效果。对热处理后花岗岩薄片试样施加了不同峰值电压的高压电脉冲刺激,探讨了高压电脉冲对于热处理花岗岩的影响。此外,还研究了初始温度对高压电脉冲刺激花岗岩的影响。结果表明:当外加峰值电压超过96 kV时,热处理花岗岩试样发生贯穿性的破裂,峰值电压越高,贯穿裂纹网络越复杂。当电压从96 kV增加到144kV时,花岗岩试样的微裂纹密度从8.63 mm/mm^(2)增加到13.26 mm/mm^(2)。随着热处理温度的升高,花岗岩发生电击穿的难度逐渐降低。在120 kV电脉冲放电刺激3次后,所有热处理温度高于400℃的花岗岩试样均能发生贯穿破裂。高压电脉冲刺激造成花岗岩产生的最大损伤发生在300~400℃的温度区间内。通过扫描电子显微镜观察到,随着试样处理温度的升高,内部孔隙和裂缝的发育情况逐渐加剧,孔隙大小、裂缝宽度和深度也随之增加。这项研究有望为建造干热岩人工储层提供新的见解。

关键词：干热岩高压电脉冲破岩技术温度断裂模式岩石结构

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