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膝关节单髁置换与胫骨高位截骨治疗内翻性膝骨关节炎的比较

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 503-509页

作者：石雷施松陆跃陶然马洪冬南通大学附属医院关节外科江苏省南通市226001

背景:早期膝关节炎可行单髁置换和胫骨高位截骨等方法保膝治疗,但两种保膝手术在术后不同时期膝关节恢复方面是否存在差异仍需进一步探讨。目的:比较单髁置换和胫骨高位截骨治疗膝关节内翻性骨关节炎的疗效及相关并发症等方面的差异,为... 详细信息

背景:早期膝关节炎可行单髁置换和胫骨高位截骨等方法保膝治疗,但两种保膝手术在术后不同时期膝关节恢复方面是否存在差异仍需进一步探讨。目的:比较单髁置换和胫骨高位截骨治疗膝关节内翻性骨关节炎的疗效及相关并发症等方面的差异,为临床决策提供参考。方法:选择2018年9月至2022年9月南通大学附属医院行手术治疗的膝关节内翻性骨关节炎患者103例,其中86例获得1年以上随访,根据手术方法分为单髁置换组(n=49)和胫骨高位截骨组(n=37)。分别对两组患者术前及术后4周、3个月、6个月、1年的膝关节功能、疼痛以及力线纠正情况进行评估,采用美国特种外科医院膝关节评分、美国西安大略大学和麦克马斯特大学功能评分、膝关节外侧间隙变化、关节活动度、本体感觉(位置觉)、术后活动恢复速度等指标综合评判。结果与结论:(1)两组患者术前美国特种外科医院膝关节评分、美国西安大略大学和麦克马斯特大学功能评分、膝关节外侧间室大小均无显著差异;(2)术后4周单髁置换组的美国特种外科医院评分高于胫骨高位截骨组(P<0.05);在术后3,6个月,对比两组患者的改善情况,单髁置换组的美国特种外科医院评分低于胫骨高位截骨组,差异有显著性意义(P<0.05);术后6个月关节活动度屈曲值以及位置觉方面胫骨高位截骨组患者要优于单髁置换组(P<0.05);(3)在膝关节活动恢复速度方面单髁置换组要优于胫骨高位截骨组(P<0.05);(4)然而在术后1年的随访中,两组在美国特种外科医院膝关节评分、伸展方向活动度以及膝关节外侧间隙宽度变化上未见明显差异;(5)所有患者的随访数据均超过1年,且在随访期间均未发现不良并发症;(6)提示采用胫骨高位截骨治疗的内翻性膝骨关节炎患者膝关节功能恢复短期效果优于单髁置换患者,但两种方案治疗内翻性膝骨关节炎的中长期疗效无明显差异。

关键词：膝骨关节炎单髁表面置换胫骨高位截骨膝关节功能并发症

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基于动态聚合网络的SAR目标检测

系统工程与电子技术 2025年

作者：倪康贾文杰邹旻瑞郑志忠南京邮电大学计算机学院软件学院网络空间安全学院江苏省航空对地探测与智能感知工程研究中心

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar ，SAR)图像因其全天时、全天候、高分辨等特性已广泛应用于军事侦察、灾害监测、城市规划等领域，然而，SAR图像的成像机理导致SAR图像受噪声影响严重且存在SAR目标类别存在不均衡问题，使得SAR... 详细信息

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar ，SAR)图像因其全天时、全天候、高分辨等特性已广泛应用于军事侦察、灾害监测、城市规划等领域，然而，SAR图像的成像机理导致SAR图像受噪声影响严重且存在SAR目标类别存在不均衡问题，使得SAR目标特征刻画较困难；同时针对上述问题，本文提出一种基于动态聚合网络（Dynamic Aggregation Network，DANet）的SAR目标检测方法，该网络以无锚框全卷积一阶段目标检测（Fully Convolutional One-Stage Object Detection，FCOS）网络为基础网络框架。DANet在特征金字塔网络中嵌入具有动态坐标注意力的动态聚合模块，以提高噪声影响下SAR目标特征学习能力。此外，为了缓解SAR数据集中不同类别之间数量不平衡的问题，DANet在检测头的回归分支引入了类平衡动态IoU损失函数，通过动态非单调机制和类平衡因子引导模型参数更新。在MSAR-1.0数据集和SAR-AIRcraft-1.0数据集上的实验结果表明，DANet在上述SAR目标检测数据集上的目标检测准确率分别达到了70.25%和52.36%，相比基准网络FCOS，其平均精度（Mean Average Precision， mAP）分别提高了2.73%和3.67%。与其他相关算法相比，DANet在SAR图像目标检测精度方面具有明显优势。

关键词：合成孔径雷达目标检测注意力机制特征金字塔损失函数

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基于轻量自蒸馏的低成本联邦学习

电子学报 2025年

作者：刘松罗杨宇许佳培张建忠南开大学计算机学院数据与智能系统安全教育部重点实验室南开大学网络空间安全学院

随着边缘计算的发展，深度学习模型的训练越发依赖于大量边缘设备生成的隐私数据.在此背景下，联邦学习因其突出的隐私保护能力而受到学术界和工业界的广泛瞩目.在实践中，联邦学习面临着因数据异质性和计算资源受限导致的训练效率低下... 详细信息

随着边缘计算的发展，深度学习模型的训练越发依赖于大量边缘设备生成的隐私数据.在此背景下，联邦学习因其突出的隐私保护能力而受到学术界和工业界的广泛瞩目.在实践中，联邦学习面临着因数据异质性和计算资源受限导致的训练效率低下和模型质量不理想的问题.本文受知识蒸馏理念的启发，提出一种采用轻量自蒸馏技术的高效联邦学习算法（efficient Federated learning with lightweight Self Knowledge Distillation,FedSKD），该算法首先利用自蒸馏技术挖掘训练过程中的内在知识，以减轻本地模型的过拟合问题并增强其泛化能力，并通过服务端参数聚合将本地模型的泛化能力转移到全局模型，从而提高全局模型质量和收敛速度.其次，通过动态同步机制，进一步提高全局模型的准确率和训练效率.实验结果表明，FedSKD算法在非独立同分布数据划分策略下，在降低训练代价的同时，提高了模型准确率和训练效率.在CIFAR10/100数据集上，与最新的基线算法FedMLD算法相比，FedSKD算法在准确率上取得了平均2%的提升，并降低了平均56%的训练代价.

关键词：联邦学习自蒸馏非独立同分布深度学习边缘计算

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即时检验技术:形成、发展与演变

中国科学基金 2025年 1033-1042页

作者：邱晓沛胡孝林张洪顾玮王永忠罗阳重庆大学附属人民医院检验科重庆大学医学院智慧检验与分子医学中心重庆大学生物工程学院

即时检验是指在采样现场进行并能够快速得到检验结果的一类检测方法。因具有响应速度快、灵敏度高、特异性好、操作简便的优势,尤其适用于紧急救治环境或者医疗资源匮乏的地区。近年来在主动健康的背景下,即时检验朝着小型化、集成化、... 详细信息

即时检验是指在采样现场进行并能够快速得到检验结果的一类检测方法。因具有响应速度快、灵敏度高、特异性好、操作简便的优势,尤其适用于紧急救治环境或者医疗资源匮乏的地区。近年来在主动健康的背景下,即时检验朝着小型化、集成化、智能化方向发展,基于可穿戴的即时检验技术逐步成为未来个性化预警的潜在方案。本文综述了即时检验的发展历程,阐述了其从单时相检测到个性化可穿戴监测的特征变化,强调了即时检验的技术难点从提高检测灵敏度到实现智能监测、预警的演变。针对临床对个体化健康管理需求的增加,本文提出了“健康全息检验”的概念,并探讨了其未来发展的方向以及实施过程中的挑战与解决方案,旨在为全民健康提供新思路和理念,进而促进即时检验领域的发展。

关键词：即时检验可穿戴疾病预警健康全息检验全生命周期

聚脲涂层材料对农用拖拉机力学性能的影响规律

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农机化研究 2025年第2期47卷 210-215页

作者：张国玲程佳李庆奎王涛徐鹏跃沧州职业技术学院河北沧州061000 郑州大学郑州450000 河北工业大学天津300400

农用拖拉机在田间作业中经常受到严重的腐蚀影响,而聚脲涂层被广泛应用于农业机械的防腐保护中。为此,以农用拖拉机为研究对象,选取聚脲涂层厚度、纳米增强剂含量和抗腐蚀剂含量为影响因素,以抗拉强度和断面收缩率为评价指标开展三因素... 详细信息

农用拖拉机在田间作业中经常受到严重的腐蚀影响,而聚脲涂层被广泛应用于农业机械的防腐保护中。为此,以农用拖拉机为研究对象,选取聚脲涂层厚度、纳米增强剂含量和抗腐蚀剂含量为影响因素,以抗拉强度和断面收缩率为评价指标开展三因素五水平正交试验,运用Design-Expert对数据完成方差分析和显著性检验,得到回归方程和响应曲面图,并通过分析各因素之间的交互作用及变化规律,明确聚脲涂层对农用拖拉机力学性能的影响机理,进一步探明最佳聚脲涂层参数组合。研究结果表明:当聚脲涂层厚度为0.4 mm、纳米增强剂含量为1.5%、抗腐蚀剂含量为15%时,聚脲涂层对农用拖拉机力学性能最好,满足生产要求。

关键词：农用拖拉机力学性能聚脲涂层应面分析

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黑褐举腹蚁与红火蚁间的干扰竞争和机制

环境昆虫学报 2025年

作者：白卫辉吴慧敏陈惠梅陈立陆永跃许益镌王磊华南农业大学植物保护学院河北大学生命科学学院

黑褐举腹蚁Crematogaster rogenhoferi是一种可以与重大入侵害虫红火蚁Solenopsis invicta共存的本地蚂蚁，为探究黑褐举腹蚁与红火蚁的竞争机制，本研究测定了二者在个体与群体水平上的竞争能力，并评价了黑褐举腹蚁毒液粗提物对红火... 详细信息

黑褐举腹蚁Crematogaster rogenhoferi是一种可以与重大入侵害虫红火蚁Solenopsis invicta共存的本地蚂蚁，为探究黑褐举腹蚁与红火蚁的竞争机制，本研究测定了二者在个体与群体水平上的竞争能力，并评价了黑褐举腹蚁毒液粗提物对红火蚁的触杀和驱避作用。一对一攻击试验结果表明：红火蚁大型、中型工蚁与黑褐举腹蚁工蚁组合的攻击指数分别为2.03和1.97；攻击指数在3级以上的攻击行为中，红火蚁主动攻击次数占总次数的85%以上，以物理攻击为主，黑褐举腹蚁大多数情况下为被动防御且全部以化学攻击应对。群体攻击试验结果表明，各处理组合中红火蚁的死亡率均高于黑褐举腹蚁；两者10﹕10的组合中，红火蚁死亡率达到60%，而黑褐举腹蚁的仅为7%，后者群体竞争能力更强。而在黑褐举腹蚁尾部毒液分泌口封堵处理之后，在10﹕10的群体竞争组合中其死亡率由6.67%提高至75.00%，说明毒液在其与红火蚁的竞争中起到重要作用。不同稀释浓度的黑褐举腹蚁毒液粗提物对红火蚁的致死率均会随着处理时间的增加而提高，浓度8%的毒液粗提物处理48 h后红火蚁死亡率超过85%。而且10%的黑褐举腹蚁毒液粗提物溶液对红火蚁的驱避率为81.67%，略微低于10%避蚊胺的驱避率91.67%，其他浓度的毒液粗提物的驱避效果均显著低于同浓度的避蚊胺。综上所述，黑褐举腹蚁的化学防御是其与红火蚁竞争的优势原因，而且其化学防御物质对红火蚁有较高的生物活性。

关键词：红火蚁黑褐举腹蚁干扰竞争生物活性触杀毒性驱避作用

集成结构性能与真实燃烧信息的阻燃材料数据库设计构建

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高分子学报 2025年

作者：王然付腾杨雅捷汪秀丽王玉忠环境与火安全高分子材料省部共建协同创新中心环保型高分子材料国家地方联合工程实验高分子材料工程国家重点实验室四川大学化学学院

随着材料基因工程的发展，大数据与人工智能相结合的研究工具日渐成为材料科学发展的新范式.然而，该研究工具在预测有机高分子材料的阻燃性能时效果差.究其原因，与有机高分子材料固有性质主要由其自身结构决定不同，阻燃性不仅与材料... 详细信息

随着材料基因工程的发展，大数据与人工智能相结合的研究工具日渐成为材料科学发展的新范式.然而，该研究工具在预测有机高分子材料的阻燃性能时效果差.究其原因，与有机高分子材料固有性质主要由其自身结构决定不同，阻燃性不仅与材料的自身结构密切相关，还受到复杂的燃烧过程的显著影响.鉴于此，本工作提出了一种适宜于阻燃材料研究的数据库构建策略，利用数据库管理工具和虚拟燃烧器，提取聚合物结构、性能和燃烧过程数据，构建了一套基于Web界面的阻燃高分子材料数据库.该数据库不仅包含常规高分子材料数据库的材料名称、化学结构、热物性能、燃烧性能、数据源等信息，更含有聚合物真实燃烧过程中产生的热解/燃烧产物数据.该数据库为基于数据驱动的阻燃材料研发新范式提供了统一标准的、可检索的、可溯源的阻燃数据标准，为建立高质量阻燃数据集提供了基础.

关键词：阻燃材料结构性能真实燃烧数据库材料基因

应用RAtte-UNet的三维断层识别方法

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石油地球物理勘探 2025年

作者：高新成梁云虎王莉利吴吉忠东北石油大学现代教育技术中心东北石油大学计算机与信息技术学院黑龙江省油气地球物理勘探重点实验室海洋油气勘探国家工程研究中心东北石油大学环渤海能源研究院

地震数据中的断层结构可以揭示地下构造和岩层变化，为资源勘探和地质灾害防治提供重要依据。然而实际采集的三维地震数据中包含大量噪声且断层体所占比例极小，利用蚂蚁体识别方法得到的结果误差较大，连续性和准确性不够。为此，提出... 详细信息

地震数据中的断层结构可以揭示地下构造和岩层变化，为资源勘探和地质灾害防治提供重要依据。然而实际采集的三维地震数据中包含大量噪声且断层体所占比例极小，利用蚂蚁体识别方法得到的结果误差较大，连续性和准确性不够。为此，提出一种基于深度学习的三维残差注意力RAtte-UNet断层识别方法，即融合残差跳跃连接与注意力机制并进行模型训练，采用混合损失函数降低断层与非断层的极度不平衡对网络训练的影响，使网络对于小断层具有很好的识别能力。通过对模拟数据和真实数据进行断层识别，准确率、召回率和精确率等评价指标均有所提升。相比于蚂蚁体等断层识别方法，该方法的识别结果中断层连续性更好，并能识别小断层，模型泛化能力强。该方法可推广应用到实际地震数据勘探中。

关键词：断层识别残差跳跃连接注意力机制混合损失函数 RAtte-UNet

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复合式跳跃运动的仿生机器人设计与跳跃分析

工程设计学报 2025年

作者：魏晓华韩峰韩晓亮何明忠辽宁工程技术大学机械工程学院

为了提高多足跳跃机器人的跳跃高度，基于对跳蛛的腿部结构和跳跃运动的运动机理，设计了一种采用机身弹射和腿部伸展两种方式相结合的复合式跳跃方式的仿跳蛛跳跃机器人。首先观察跳蛛的跳跃运动，对其运动机理和原理结构的分析，设计... 详细信息

为了提高多足跳跃机器人的跳跃高度，基于对跳蛛的腿部结构和跳跃运动的运动机理，设计了一种采用机身弹射和腿部伸展两种方式相结合的复合式跳跃方式的仿跳蛛跳跃机器人。首先观察跳蛛的跳跃运动，对其运动机理和原理结构的分析，设计腿部结构和弹射装置，并利用UG三维建模软件完成机器人整体模型的设计。其次使用MDH法对腿部进行运动学建模并进行简单的运动学分析，利用MATLAB计算机器人的腿部工作空间，并使用拉格朗日法对机器人腿部进行动力学计算。弹射装置采用一种棘轮传动和锥齿轮传动的并行方式，并根据能量守恒定律和胡克定律设计弹射装置的储能弹簧。搭建机器人硬件控制系统。通过Adams进行运动仿真，根据仿真结果得出机器人的垂直跳跃的最大高度为734.1176㎜，向前跳跃的最大距离为447.6417㎜，整个运动过程1.5～2 s，得出腿部运动提供的能量与弹射装置提供能量的能量比接近1:2。最后使用3D打印技术制作部分实物模型进行垂直跳跃的姿态试验验证，结果表明仿跳蛛跳跃机器人采用复合式跳跃运动可以有效地提高多足跳跃机器人的垂直跳跃的高度和向前跳跃的距离，具有一定的可行性。

关键词：跳蛛跳跃机器人弹射装置运动仿真