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基于T2 mapping参数及生物力学探究三痹汤延缓椎间盘退变的机制研究

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基于T2 mapping参数及生物力学探究三痹汤延缓椎间盘退变的机制研...

作者：何敢声南京中医药大学

学位级别：硕士

背景:椎间盘退行性疾病(Degenerative Disc Disease,DDD)是中老年人常见疾病,主要表现为慢性下腰痛。随着人口老龄化的趋势加剧,其已经成为严重的公共卫生问题。椎间盘退变(Intervertebral Disc Degeneration,IDD)是DDD发生发展的病理基... 详细信息

背景:椎间盘退行性疾病(Degenerative Disc Disease,DDD)是中老年人常见疾病,主要表现为慢性下腰痛。随着人口老龄化的趋势加剧,其已经成为严重的公共卫生问题。椎间盘退变(Intervertebral Disc Degeneration,IDD)是DDD发生发展的病理基础,随着椎间盘发生退变,其内部结构的生物力学环境以及生化成分产生变化,最终导致一系列DDD的发生。近年来,磁共振功能成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)已开始应用于椎间盘的研究,其对IDD中水分子含量的微小变化敏感,可用于DDD保守治疗前后疗效评估和治疗作用机理的阐明。目前来说,DDD以保守治疗为主,西医通过对症治疗虽可缓解症状,但其不仅会导致病情反复发作,且有一定毒副作用。中医药因为具有疗效显著、副作用较小、整体治疗等优点在治疗DDD中具有优势。三痹汤起源于《妇人大全良方》,因其常用于治疗风寒湿邪痹阻疾病,临床广泛应用骨科疾病的治疗,可用于防治DDD。但其延缓IDD进而防治DDD是否源于其改善了椎间盘的生物力学性能尚不清楚。故本研究首先通过Meta分析,评估fMRI T2 mapping成像序列对于评价不同Pfirrmann分级腰椎间盘的敏感性及可靠性,随后进行实验研究,通过检测三痹汤对退变椎间盘T2值以及生物力学性能的影响,探究三痹汤延缓IDD的作用机理以及生物力学机制。第一部分:Meta分析目的:通过Meta分析探究不同Pfirrmann分级退变腰椎间盘T2 mapping值的变化规律。方法:检索自建库至2023年12月31日采用T2mapping成像序列评估IDD的文献,3个国内常用数据库:中国知网、维普资讯、万方数据,3个常用国外数据库:PubMed、Web of Science、SciencDirect,共6个数据库。采用Stata 14.0软件进行Meta分析以及作图。结果:共纳入了 18项研究,所纳入Pfirrmann Ⅰ～Ⅴ级的腰椎间盘个数分别为769、1798、1249、878、279。随着腰椎间盘退变等级的增加,观察到腰椎间盘T2值呈逐渐下降的趋势。与Pfirrmann Ⅱ级相比,Pfirrmann Ⅰ级腰椎间盘的T2值显著增高(WMD=27.53,95%CI:21.34～33.72,P<0.05);与Pfirrmann Ⅲ级相比,Pfirrmann Ⅱ级腰椎间盘的T2值显著增高(WMD=27.88,95%CI:20.66～30.71,P<0.05);与Pfirrmann Ⅳ级相比,PfirrmannⅢ级腰椎间盘的T2值显著增高(WMD=23.47,95%CI:17.97～28.96,P<0.005);而与Pfirrmann Ⅴ级相比,PfirrmannⅣ级腰椎间盘的T2值稍增高(WMD=5.02,95%CI:2.71～7.33,P<0.05)。结论:fMRI T2 mapping成像序列能客观评价腰椎间盘退变,在不同Pfirrmann退变等级的腰椎间盘间差异有统计学意义,尤其对轻中度退变的腰椎间盘敏感,为临床早期诊断IDD以及DDD保守治疗的疗效评估提供可靠稳健的评估方式。第二部分:实验研究目的:探究三痹汤延缓椎间盘退变的机制。方法:将大鼠随机分为5组,每组6只,分别为空白组、造模组、三痹汤低剂量组、三痹汤中剂量组及三痹汤高剂量组。空白组不造模,其余组建造大鼠尾椎间盘退变穿刺模型,造模成功后第2周开始灌胃,低剂量组、中剂量及高剂量组给予不同剂量的三痹汤药液,空白组、模型组给予等量蒸馏水。干预6周后行大鼠尾椎的fMRI T2 mapping检测,评估三痹汤对退变椎间盘影像学指标的影响。完成后处死大鼠,取出椎间盘在X-Design XT50A实验平台上进行轴向压力加载,通过压力-位移曲线可以计算椎间盘刚度,评估三痹汤对退变椎间盘生物力学性能的影响。结果:空白组椎间盘T2值显著高于模型组,三痹汤组在不同程度上显示出延缓椎间盘退变的趋势,其中高剂量组效果最显著。力学性能评估显示,造模组的椎间盘刚度明显下降,而三痹汤组显示出对椎间盘力学性能有不同程度的恢复,其中高剂量组恢复椎间盘生物力学性能的效果最优。结论:三痹汤能够延缓IDD,其机制可能是通过改善椎间盘力学性能,优化椎间盘生物力学环境。

关键词：三痹汤椎间盘退变 T2 mapping 生物力学实验研究 Meta分析

足端力传感器设计及其在四足机器人运动控制中的应用研究

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足端力传感器设计及其在四足机器人运动控制中的应用研究

作者：周声赟南昌大学

学位级别：硕士

近年来,实现四足机器人在复杂环境中的稳定运动成为机器人领域的研究热点和难点。足式机器人的运动关键在于其足端与外界环境的接触控制,特别是在不平坦地形和湿滑地形下容易出现足端意外接触和足端滑移问题。因此,准确检测足端接触状... 详细信息

近年来,实现四足机器人在复杂环境中的稳定运动成为机器人领域的研究热点和难点。足式机器人的运动关键在于其足端与外界环境的接触控制,特别是在不平坦地形和湿滑地形下容易出现足端意外接触和足端滑移问题。因此,准确检测足端接触状态、及时判断并抑制足端滑移对提高机器人在复杂环境下的运动稳定性至关重要。本文针对四足机器人在不平坦地形下行走出现意外接触造成机身不稳、在易滑地形下行走出现足端滑移问题,设计了一种低成本、轻质量、可拆装的三维足端力传感器,并融合足端传感器信息设计了四足机器人控制算法,具体内容如下:(1)根据四足机器人控制任务需求,确定采用薄膜压力传感器呈角度式分布的足端传感器方案,并给出融合足端传感器信息的总体控制方案。考虑足端意外接触情况对腿部进行运动规划,首先基于D-H法对机器人进行正逆运动学求解,然后根据稳定裕度原理和足端接触状态对步态进行优化,最后分析足端轨迹设计要求,采用分段式曲线拟合的方法设计了具有避障特性的足端轨迹曲线。(2)提出了一种可获取三维力的四足机器人足端传感器设计与标定方法。首先介绍了足端传感器结构设计及制作流程,然后为了采集足端传感器在空间不同接触角度的电压信号,设计数据采集装置。最后通过高斯过程回归模型对足端传感器进行标定,实现Z方向的测力范围为0～160N,X方向测力范围为-38～36N,Y方向的测力范围为-32～38N,模型训练的准确率达91.0%以上,标准化均方根误差在7.5%以内。(3)融合足端传感器三维力和四足机器人内部状态信息,设计了一种基于卡尔曼滤波的足端触地检测机器人控制策略。提出通过检测支撑相足端实际与期望的位置、速度差来判断足端滑移状态的滑移检测方法,并通过模型预测控制(MPC)进行足底力优化来抑制滑移。最后使用足端传感器三维力实现力反馈的关节混合控制。(4)在仿真平台和四足机器人实体平台上进行了本文控制策略的实验验证。实验结果表明采用本文控制策略的四足机器人在不超过60mm的不平坦地形下行走时,横滚角、俯仰角、偏航角、机身高度均方差分别降低45.5%、58.0%、10.3%和27.8%;在通过易滑区域时,足端滑移的最大位置、速度差为49mm、0.89m/s,分别降低30.6%和21.9%,从而验证了本文控制算法的准确性和有效性。

关键词：四足机器人足端传感器模型预测控制触地检测滑移检测

基于激光诱导击穿光谱技术的土壤锶元素快速检测研究

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基于激光诱导击穿光谱技术的土壤锶元素快速检测研究

作者：王春河北大学

学位级别：硕士

随着我国土壤与环境地球化学研究工作的深入开展,加之人们对环境健康、饮食健康、身体保养保健、微量元素摄入等方面的关注度提升,富锶土壤及农作物受到了越来越多专家学者的研究重视。锶元素对人体健康具有积极作用,激光诱导击穿光谱（... 详细信息

随着我国土壤与环境地球化学研究工作的深入开展,加之人们对环境健康、饮食健康、身体保养保健、微量元素摄入等方面的关注度提升,富锶土壤及农作物受到了越来越多专家学者的研究重视。锶元素对人体健康具有积极作用,激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS）技术已广泛应用于微量有益元素的检测中。致力于提高LIBS土壤检测中微量锶元素光谱信号的强度和稳定性来改善光谱质量,提高分析模型的精度,降低检出限以及获取更多的等离子体信息,为建立土壤微量有益元素快速检测系统提供科学参考,本文对LIBS土壤锶元素快速准确检测展开研究,具体研究内容如下:1、针对外界环境影响微量锶元素LIBS信号稳定性的问题,设计并搭建了背景气氛调控增强LIBS检测平台,研究了空气、N2、O2、CO2不同背景气氛对土壤锶元素特征谱线的光谱强度、检出限（Limit of Detection,LOD）、信噪比（Signal-to-Noise Ratio,SNR）及相对标准偏差（Relative Standard Deviation,RSD）的影响。Sr I 393.35 nm、Sr II 407.77nm、Sr II 421.50 nm特征谱线在氮气气氛中强度最大,SNR最大,RSD最小,即氮气气氛中Sr元素LIBS信号稳定性和灵敏度最佳。在氮气气氛中,烧蚀坑更明显,电子密度和等离子体温度取得最大值。在定量分析方面,氮气气氛下拟合系数（R2）取得最大值0.97792,反演浓度相对误差整体最小,均方根误差（Root-Mean-Square Error,RMSE）取得最小值为0.178,LOD为41.90 mg/kg,检测效果最优。2、针对等离子体形态不稳定以及光谱信号强度有待提升的问题,提出了一种背景气氛调控与空间约束相结合的LIBS双重增强方法,分析了不同空间约束形状对等离子体约束效果,研究发现圆柱形约束下冲击波与等离子体羽的耦合度最高,有最佳的约束效果,稳定了等离子体形态。对比了铝、铬、锌三种约束腔材料对增强因子和SNR的影响,确定铝为最佳约束腔材料。研究不同尺寸圆柱腔对土壤锶元素特征谱线信号强度、增强因子、SNR和RSD的影响,结果显示在约束腔直径为2 mm,高度为6 mm时,锶特征谱线增强因子以及SNR取得最大值,RSD最小,信号增强效果最好。在定量分析方面,双重增强机制下样品Sr元素的LOD为34.60 mg/kg,建立多谱线融合内标模型,拟合曲线R2为0.98319,降低了检出限,提高了拟合效果。3、针对激光作用在土壤样品上的时间极其短暂,且空间尺寸极小,导致观测难的问题,提出了一种LIBS土壤样品表面烧蚀形貌可视化模拟方法,展示了激光作用于样品过程以及样品烧蚀温度的分布。进行了双重增强条件下等离子体模拟,描述了等离子体的行为,分析了不同气氛不同约束腔尺寸下的等离子体速度分布,结果发现,在氮气气氛下,高速度等离子体在腔体内占比最高,在约束腔直径为2 mm,高度为6 mm时取得最小扩散角度,达到最佳约束效果。采用Is-CMOS相机观测等离子体羽形貌演化过程,对不同背景气氛下的等离子体时间特性演化与实际等离子体行为做了一致性评估分析,在相同时刻,与氧气和二氧化碳相比,氮气环境下的等离子体发光轮廓最大,且表现出等离子体电子密度衰减速度最慢,发光持久。

关键词： LIBS技术背景气氛调控空间约束定量分析等离子体形态

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基于逻辑回归与区块链的车联网信任管理方案

计算机工程与应用 2024年第1期60卷 281-288页

作者：王春东郭茹月天津理工大学计算机科学与工程学院天津300384

车联网使车辆能够传播信息,以提高交通安全和效率。然而,在不可信环境下,如何有效地实施信任评估并即时更新多个路边单元(RSU)之间一致的信任值仍是具有挑战性的问题。因此,提出了一种基于逻辑回归与区块链的车联网信任管理方案。车辆... 详细信息

车联网使车辆能够传播信息,以提高交通安全和效率。然而,在不可信环境下,如何有效地实施信任评估并即时更新多个路边单元(RSU)之间一致的信任值仍是具有挑战性的问题。因此,提出了一种基于逻辑回归与区块链的车联网信任管理方案。车辆可以通过通信对方的历史行为,为其计算直接信任值和推荐信任值,并利用逻辑回归算法计算综合信任值,然后上传到附近的RSU,RSU将这些数据打包成一个区块。提出了基于权益证明(PoS)和实用拜占庭容错(PBFT)的混合共识机制,权益越大的RSUs更容易被选为矿工,并与授权的RSUs一起工作验证区块的正确性,使得信任值变化较大的区块能够即时发布。安全性分析及性能仿真表明该方案在计算和存储车辆信任值方面是有效可行的。

关键词：车联网区块链信任评估共识机制

多特征融合和孪生注意力网络的高分辨率遥感图像目标检测

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吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 240-250页

作者：王春华李恩泽肖敏黄淮学院动画学院河南驻马店463000 武汉理工大学计算机与人工智能学院武汉430063

为提高高分辨率遥感图像目标检测效果,本文将多特征融合方法和孪生注意力网络相结合,提出一种新的目标检测方法。构建遥感图像目标检测的整体框架,基于锚框模型对遥感图像目标进行多层特征的提取及融合;运用孪生注意力网络对遥感图像目... 详细信息

为提高高分辨率遥感图像目标检测效果,本文将多特征融合方法和孪生注意力网络相结合,提出一种新的目标检测方法。构建遥感图像目标检测的整体框架,基于锚框模型对遥感图像目标进行多层特征的提取及融合;运用孪生注意力网络对遥感图像目标实时视觉跟踪检测,引入通道和空间的双重自注意力机制,提高目标图像的特征表达能力,由此得到更加精准的检测结果。实验分析结果表明,本文方法的平均总体精度为93.8,F1指数平均值为0.88,Kappa系数平均值为0.93,均明显高于对比方法,说明本文方法具有较好的检测效果。

关键词：多特征融合高分辨率遥感图像孪生注意力目标检测语义特征

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CCF300/QY8911层压板破孔损伤快速抢修后的拉伸性能

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北京航空航天大学学报 2024年第7期50卷 2172-2183页

作者：侯日立王春雨周平空军工程大学航空机务士官学校信阳464000

针对CCF300/QY8911复合材料层压板破孔损伤抢修后的拉伸强度影响规律和表征方法问题,通过对原始材料标准试件、含预制损伤试件及通过胶接、铆接和胶铆联合修理后试件的拉伸试验,得到了相应的强度、刚度、损伤模式和重点部位应变数据。... 详细信息

针对CCF300/QY8911复合材料层压板破孔损伤抢修后的拉伸强度影响规律和表征方法问题,通过对原始材料标准试件、含预制损伤试件及通过胶接、铆接和胶铆联合修理后试件的拉伸试验,得到了相应的强度、刚度、损伤模式和重点部位应变数据。结果表明,修理部位与原结构刚度不协调是影响修理强度的主要因素;胶接修理具有较高的连接刚度,其修理强度影响因素主要是铺层间结合强度;铆接修理连接刚度较低,且铆钉受单剪容易被拉脱是影响其修理强度的主要因素;胶铆联合修理综合了胶接修理刚度高和铆接修理能防止层间撕裂的双重优势;综合采用胶铆联合湿装配工艺、增加铆钉直径和在工件背面加装防拉脱垫片可显著提高修理效果,其抗拉强度分别为常规铆接修理和常规胶接修理的161.5%和135.9%。所提的基于线弹性断裂理论的强度恢复率评价方法能更好地从整体上表征修理后结构的真实承载能力。

关键词：层压板铆接修理胶接修理胶铆修理单轴拉伸拉伸性能

踔厉十载复奋蹄:《大学教育科学》学术影响力分析(2014-2023年)

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大学教育科学 2024年第5期 98-107页

作者：陈剑光李震声湖南大学教育科学研究院《大学教育科学》编辑部长沙410082

2014-2023年,《大学教育科学》刊载了大量高水平的高等教育研究论文,为我国高等教育改革与实践研究作出了突出贡献,也为从事高等教育研究的青年学者提供了很好的学术平台。研究收集CNKI数据库中《大学教育科学》2014~2023年的数据,运用C... 详细信息

2014-2023年,《大学教育科学》刊载了大量高水平的高等教育研究论文,为我国高等教育改革与实践研究作出了突出贡献,也为从事高等教育研究的青年学者提供了很好的学术平台。研究收集CNKI数据库中《大学教育科学》2014~2023年的数据,运用Cite Space软件对核心作者、核心机构等进行量化分析,并对2022年刊载文章进行关键词学术热点分析且绘制知识图谱与同行进行比较。通过对《大学教育科学》2014-2023年载文情况、影响因子、被引与转载、发文作者队伍和发文机构等方面进行量化分析发现,其社会影响力和学术影响力提升显著。为进一步提升刊物质量和学术影响力,首先要充分发挥编委会作用,保证优质约稿;其次要进一步加强与核心作者和高等教育研究领域活跃作者的联系,拓宽来稿渠道,着力扶持中青年作者;再次要顺应国家战略需求聚焦选题,重点建设刊物特色栏目,彰显刊物特色;最后需高度重视网络传播。

关键词：《大学教育科学》影响因子核心作者影响力网络传播

守常达变:一种以山水人文秩序为根基调和经济发展的营城理念

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城市规划 2024年第8期48卷 I0001-I0002页

作者：李小龙闫启航张瑶王树声西安建筑科技大学建筑学院、中国城乡建设与文化传承研究院西安建筑科技大学未来技术学院西安建筑科技大学建筑学院不详

1何谓“守常达变”经济发展往往带动空间增长,孕育城市新空间、新单元,但新空间归根到底还是这座城市的组成部分,须遵循城市既有的结构秩序而有机生长,实现新老空间一脉相承、秩序相合。基于此理念,便积淀形成了“守常达变”的本土城市... 详细信息

1何谓“守常达变”经济发展往往带动空间增长,孕育城市新空间、新单元,但新空间归根到底还是这座城市的组成部分,须遵循城市既有的结构秩序而有机生长,实现新老空间一脉相承、秩序相合。基于此理念,便积淀形成了“守常达变”的本土城市规划传统,着重于强调城市发展变化中把握“变”与“不变”的辩证关系,始终做到“万变不离其宗”“革而不失其基”。历史文献中亦有“持经达变”“守正开新”“守常不革”“知其变而守其常”等诸多记载,其义理相通。

关键词：城市规划有机生长山水人文城市新空间结构秩序辩证关系新单元历史文献

纤维缠绕GFRP管约束混凝土的轴压性能与设计模型

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4246-4258页

作者：叶晗晖徐声亮茅鸣布占宇宁波大学土木工程与地理环境学院宁波315211 宁波市政工程建设集团股份有限公司宁波315012 宁波建工建乐工程有限公司宁波315020

设计制作了18组54个纤维缠绕玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束混凝土圆柱试件,参数包括纤维层数(6、10)、纤维角度(±45°、±60°、±80°)、长细比(2、4)和受压截面(全截面、核心混凝土),基于轴心受压试验结果,提出了依据纤维角度的... 详细信息

设计制作了18组54个纤维缠绕玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束混凝土圆柱试件,参数包括纤维层数(6、10)、纤维角度(±45°、±60°、±80°)、长细比(2、4)和受压截面(全截面、核心混凝土),基于轴心受压试验结果,提出了依据纤维角度的面向设计的峰值应力预测模型。研究结果表明:GFRP管可有效提高约束试件的强度和延性。试件的峰值强度随着纤维角度和层数的增大而增大,长细比大的试件峰值强度的提升幅度更大,全截面受压会对约束试件的环向性能造成不利的影响。约束模式主要由纤维角度决定,其中±60°和±80°角度的试件为强约束,呈脆性破坏,±45°角度的试件为弱约束,呈延性破坏。通过研究峰值强度与有效约束强度之间的数学关系,所得到的面向设计的简化模型,对于求解不同纤维角度试件的峰值强度具有足够的精度,可为相关的工程实际应用提供参考。

关键词： GFRP管约束混凝土纤维角度轴压性能约束模式设计模型