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基于机器学习的运动损伤预警模型

中国组织工程研究 2025年第2期29卷 409-418页

作者：魏梦力钟亚平桂辉贤周易文关烨明余绍华武汉体育学院体育大数据研究中心湖北省武汉市430079 湖北省运动与健康创新发展研究中心湖北省武汉市430079

背景:运动医学界广泛呼吁采用机器学习技术高效处理庞大、冗杂的运动数据资源,构建智能化的运动损伤预警模型,以实现运动损伤的精准预警。对此类研究成果进行综合归纳与评述,对把握预警模型改进方向,指导中国损伤预警模型构建工作均具... 详细信息

背景:运动医学界广泛呼吁采用机器学习技术高效处理庞大、冗杂的运动数据资源,构建智能化的运动损伤预警模型,以实现运动损伤的精准预警。对此类研究成果进行综合归纳与评述,对把握预警模型改进方向,指导中国损伤预警模型构建工作均具有重要意义。目的:系统梳理基于机器学习技术的运动损伤预警模型相关研究,为中国运动损伤预警模型构建工作提供借鉴。方法:对中国知网、Web of Science和EBSCO数据库进行文献检索,主要检索机器学习技术和运动损伤相关文献,最终纳入61篇运动损伤预警模型相关文献进行分析。结果与结论:①在纳入文献的外部风险特征指标中,缺乏比赛场景类指标,后续需进一步完善相关特征指标的纳入工作,以进一步丰富模型训练的数据集维度;此外,运动损伤预警模型的纳入特征权重方法以过滤法为主,需强化嵌入法及包裹法等权重方法的运用,以增强多风险因素交互效应的分析。②在模型主体训练方面,模型主体训练算法多以监督式学习算法为主,此类算法对样本标注信息的完整度有较高要求,应用场景易受限,后期可增加无监督式与半监督式算法的应用。③在模型性能评估优化方面,现研究主要采用了HoldOut交叉与k-交叉两种验证方式评估模型性能,模型的AUC值范围(0.76±0.12),灵敏度范围(75.92±11.03)%,特异度范围(80.03±4.54)%,F1分数值范围(80.60±10.63)%,准确度范围(69.96±13.10)%,精确度范围(70±14.71)%,数据增强与特征优化为最常见的模型优化操作。当前运动损伤预警模型准确度及精确度均约为70%,预警效果良好,但模型优化操作较单一,多采用数据增强方法提升模型性能,需强化对模型算法、超参数的调整,以进一步提升模型性能。④在模型特征提取方面,纳入的内部风险特征指标多以人体测量学、训练负荷、训练年限和损伤史等指标为主,缺乏运动恢复类指标与身体机能类指标。

关键词：运动损伤损伤预警损伤预防智能预警机器学习深度学习人工智能体育运动

前交叉韧带重建患者步行时患侧腿部肌肉协同特征与步态稳定性的相关性

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中国组织工程研究 2025年第14期29卷 2899-2906页

作者：魏梦力钟亚平于婷婷谭茜琳曹偲佳武汉体育学院体育大数据研究中心湖北省武汉市430079 湖北省运动与健康创新发展研究中心湖北省武汉市430079

背景:现有研究初步总结了前交叉韧带重建患者步行时患侧腿肌肉活动与步态稳定性的潜在关联,然而存在观测肌肉类别不全、观测步行动作阶段不完整、未考量多块肌肉间协同作用等问题,亟待进一步完善该研究。目的:监测前交叉韧带重建患者步... 详细信息

背景:现有研究初步总结了前交叉韧带重建患者步行时患侧腿肌肉活动与步态稳定性的潜在关联,然而存在观测肌肉类别不全、观测步行动作阶段不完整、未考量多块肌肉间协同作用等问题,亟待进一步完善该研究。目的:监测前交叉韧带重建患者步行时患侧腿部肌肉协同信息,分析肌肉协同信息与步态稳定性的关联。方法:招募24例男性前交叉韧带重建患者,年龄(21.66±4.09)岁,采集受试者步行时患肢的肌电数据与压力中心数据,采用非负矩阵分解算法提取患肢的肌肉协同元参与数量、肌肉协同元峰值激活用时及肌肉相对权重指标,并与压力中心指标进行相关性分析。结果与结论:①累计解析出6类肌肉协同元参与步行活动,其中肌肉协同元参与数量与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度无显著相关性。在肌肉协同元峰值激活用时方面,主导步态承重反应期的协同元3峰值激活用时与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度均呈显著负相关(r=-0.413,P=0.045;r=-0.470,P=0.020),其余类型协同元的峰值激活用时与患者步态稳定性指标无显著相关性。在肌肉相对权重方面,主导步态承重反应期的协同元1的股直肌与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度均呈显著负相关(r=-0.592,P=0.005;r=-0.529,P=0.014);主导承重反应期的协同元3的股二头肌的相对权重与患者步态压力中心横向位移距离呈显著负相关(r=-0.428,P=0.037)。②结果表明,前交叉韧带重建患者的中枢系统会系统调节步行时患肢肌肉协同活动以提升步态稳定性,具体表现为:延长主导承重反应期肌肉协同元激活时间,增强股四头肌的激活程度,以增强患侧腿落地时膝关节离心收缩控制能力,提升膝关节稳定性;增强承重反应期股二头肌激活程度,以增加患侧腿落地时膝关节屈曲程度,增强下肢落地缓冲功能。

关键词：前交叉韧带重建步态分析步态稳定性肌肉协同模式非负矩阵分解压力中心

肥胖脂肪组织中巨噬细胞亚型与代谢性疾病的关系

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中国组织工程研究 2025年第13期29卷 2832-2841页

作者：赵玉晴王伟油惠娟陈立沅陈岩王清路杨风英山东体育学院运动与健康学院山东省济南市250102 山东省青岛体育训练中心山东省青岛市266023

背景:巨噬细胞亚型表现出组织异质性,脂肪组织巨噬细胞表型很大程度上受肥胖的影响,肥胖脂肪组织巨噬细胞导致的局部和系统炎症反应被认为是肥胖相关代谢性疾病的关键病理学原因。目的:通过总结脂肪组织巨噬细胞不同亚型炎症特点及其与... 详细信息

背景:巨噬细胞亚型表现出组织异质性,脂肪组织巨噬细胞表型很大程度上受肥胖的影响,肥胖脂肪组织巨噬细胞导致的局部和系统炎症反应被认为是肥胖相关代谢性疾病的关键病理学原因。目的:通过总结脂肪组织巨噬细胞不同亚型炎症特点及其与肥胖相关代谢性疾病的关系,为靶向特定巨噬细胞亚型探索肥胖相关代谢性疾病的防治策略提供参考依据。方法:检索中国知网、PubMed数据库相关文献,中文检索词为“肥胖,脂肪组织,脂肪组织巨噬细胞,巨噬细胞极化,代谢性疾病”;英文检索词为“obesity,adipose tissue,adipose tissue macrophages,macrophage polarization,metabolic diseases”,依据入选标准对检索结果进行录用或排除,最终纳入符合标准的91篇文献进行综述。结果与结论:①巨噬细胞具有组织异质性,正常情况下,脂肪组织巨噬细胞以抗炎M2型常驻巨噬细胞为主,维持组织炎症稳态;发生肥胖时,肥大脂肪细胞周围围绕大量外来浸润性巨噬细胞,并且大部分表现出促炎特点。因此,曾经被认为是促炎M1型的脂肪组织巨噬细胞实际上可能是多种促炎亚型的集合。对各种促炎亚型特点的进一步认识有助于深入了解肥胖脂肪组织炎症紊乱的机制。②肥胖情况下,外来浸润性巨噬细胞围绕在肥大脂肪细胞周围形成冠状结构,目前已发现冠状结构中有6种不同亚型,其中大部分表现出促炎特性,少数亚型具备抗炎特点,因此充分发挥抗炎亚型作用的同时抑制促炎亚型的分化可能是缓解肥胖脂肪组织炎症损害的新靶向。③已有研究发现M3、MMe、CD9^(+)、LAM脂肪组织巨噬细胞亚型参与动脉粥样硬化、糖尿病、胰岛素抵抗、癌症等代谢疾病的发生发展,DARC+和MFehi脂肪组织巨噬细胞亚型在治疗非酒精性脂肪肝、肥胖胰岛素抵抗、铁死亡相关代谢疾病中起到关键作用。上述研究进一步说明肥胖脂肪组织外来浸润巨噬细胞引起的炎症紊乱是肥胖诱发代谢性疾病的重要病理基础,对各种亚型特点的进一步深入研究具有重要的理论和现实意义。

关键词：脂肪组织巨噬细胞脂肪组织巨噬细胞亚型代谢性疾病肥胖巨噬细胞极化促炎抗炎

巨噬细胞的胞葬作用:肥胖相关代谢性疾病治疗的新靶向

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中国组织工程研究 2025年第2期29卷 430-440页

作者：杨风英赵玉晴油惠娟张鹏翼陈岩王清路刘莹莹山东体育学院运动与健康学院山东省济南市250102 空军特色医学中心航天医学研究中心北京市100142

背景:巨噬细胞胞葬作用障碍引起的局部和系统炎症损害与多种肥胖相关代谢性疾病有关,且以胞葬作用为靶向的化合物表现出良好的治疗效果。目的:通过综述肥胖对巨噬细胞胞葬作用各个阶段的影响结果分析肥胖抑制胞葬作用的关键机制,总结以... 详细信息

背景:巨噬细胞胞葬作用障碍引起的局部和系统炎症损害与多种肥胖相关代谢性疾病有关,且以胞葬作用为靶向的化合物表现出良好的治疗效果。目的:通过综述肥胖对巨噬细胞胞葬作用各个阶段的影响结果分析肥胖抑制胞葬作用的关键机制,总结以胞葬作用为靶向的化合物治疗代谢性疾病的研究现状,以进一步阐明胞葬作用及其与肥胖相关代谢性疾病的关系,为疾病防治策略提供新思路。方法:以“efferocytosis,metabolism,obesity,obese,atherosclerosis,non-alcoholic steatohepatitis,neurodegeneration,tumor,osteoarthritis,diabetes,compound,medicine,treatment”为英文检索词在PubMed和Web of Science数据库检索英文文献,以“胞葬作用”为中文检索词,在中国知网、万方和维普数据库检索中文文献。经严格筛选最终纳入99篇文献进入综述分析。结果与结论:①参与巨噬细胞胞葬作用“寻我”“食我”过程的因子中含有大量凋亡细胞源性因子,因此“寻我”“食我”过程主要受凋亡细胞调控;参与骨架重组和消化过程的胞葬因子主要来源于巨噬细胞,对巨噬细胞胞葬作用活性具有决定性作用。此结果提示,“寻我”“食我”过程的因子表达水平主要反映细胞凋亡情况,在评价巨噬细胞胞葬作用活性时,选择骨架重组和消化阶段的胞葬因子的表达更具科学性。②肥胖抑制巨噬细胞胞葬作用,但肥胖对多数“寻我”“食我”因子及骨架重组因子具有应激性激活作用,对多数消化因子具有抑制作用。此结果进一步说明,消化阶段对胞葬作用活性的决定性意义,并提示部分研究以“寻我”“食我”胞葬因子表达增加作为胞葬作用增强的依据不可靠;且提示未来在探讨以巨噬细胞胞葬作用为靶向的干预策略时,靶向消化阶段胞葬因子可能更有效。③巨噬细胞胞葬作用激活物对多种代谢性疾病治疗有效,但肿瘤组织巨噬细胞胞葬作用抑制物表现出良好的抗癌效果,说明应根据组织炎症特点合理评价胞葬作用的意义。④胞葬作用是2003年提出的一个较新概念,研究历程较短,胞葬因子复杂,目前关于肥胖对胞葬作用影响的研究仅涉及冰山一角并且大部分处于粗浅水平,对其更深入的机制探讨仍需大量科学实验的进一步验证。

关键词：肥胖巨噬细胞胞葬作用胞葬因子炎症代谢性疾病化合物治疗

低容量高强度间歇训练对肥胖或超重人群心血管疾病风险因子影响的Meta分析

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中国组织工程研究 2025年第12期29卷 2590-2604页

作者：李秀鹏苏玉莹王悦同彭亮王艺达荆雯渤海大学体育学院辽宁省锦州市121013 北京体育大学体能训练学院北京市100086 北京体育大学教育学院北京市100086 大连理工大学体育与健康学院辽宁省大连市116024

目的:通过Meta分析综合定量评价低容量高强度间歇训练对预防肥胖或超重人群心血管疾病的效果,进一步验证低容量高强度间歇训练在肥胖等特殊人群中应用的可行性。方法:在中国知网、PubMed、Web of Science、Cochrane Library和EBSCO-SPO... 详细信息

目的:通过Meta分析综合定量评价低容量高强度间歇训练对预防肥胖或超重人群心血管疾病的效果,进一步验证低容量高强度间歇训练在肥胖等特殊人群中应用的可行性。方法:在中国知网、PubMed、Web of Science、Cochrane Library和EBSCO-SPORTD运动科学全文数据库检索关于低容量高强度间歇训练相关研究的随机对照试验文献,检索时限为各数据库建库至2024年2月。由2名研究人员对所纳入的研究进行筛选、质量评价和数据提取,采用RevMan 5.4和Stata 17.0软件对结局指标进行Meta分析,包括合并效应量、亚组分析、Leave-One-Out敏感性分析以及发表Egger检验和绘制漏斗图。该方案已在国际系统综述前瞻性注册中心注册(CRD42024534409)。结果:①最终筛选纳入符合要求的13项随机对照试验,共包含349例受试者,纳入文献整体质量较高。②低容量高强度间歇训练干预对心肺适能(SMD=-0.65,95%CI:-0.87至-0.43,P0.05),但在改善三酰甘油效果方面中等强度持续训练优于低容量高强度间歇训练(SMD=-0.30,95%CI:-0.57至-0.02,P<0.05)。④亚组分析结果进一步显示,低容量高强度间歇训练和中等强度持续训练干预对各项指标的改善效果相似。结论:当前证据表明,低容量高强度间歇训练可以有效提升超重或肥胖人群的心肺适应能力以及促进减脂和血压调控,且改善效果与中等强度持续训练相似。短时间的低容量高强度间歇训练相比于长时间的中等强度持续训练更具有时间效益。建议未来通过更多研究确定适用于超重或肥胖人群最佳的低容量高强度间歇训练运动处方。

关键词：低容量高强度间歇训练中等强度持续训练心血管疾病心脏代谢血压效果体脂血脂肥胖超重随机对照试验 Meta分析

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优化情境创设

小学科学 2025年第1期 4-6页

作者：何卫珊中山市西区街道教育和体育事务中心广东

创设能够引起学生认知冲突的情境,激发学生的学习动机,引发学生的积极思维。学科教学中通过创设情境,引发学生的认知冲突,从而使学生明确教学活动的目标,通过教学过程中逐层递进的情境创设,激发学生积极主动的思考。本文以小学科学教学... 详细信息

创设能够引起学生认知冲突的情境,激发学生的学习动机,引发学生的积极思维。学科教学中通过创设情境,引发学生的认知冲突,从而使学生明确教学活动的目标,通过教学过程中逐层递进的情境创设,激发学生积极主动的思考。本文以小学科学教学设计为例,分析小学科学教学中情境创设的价值、现状、原则,并提出优化策略,在教学中落实新课标要求,以促进学生科学思维的形成和发展。

关键词：小学科学情境创设优化策略

心理疲劳对射击运动员整体-局部加工的不同影响

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心理科学 2013年第3期36卷 540-546页

作者：蒋长好王晓李波田盈雪首都体育学院运动脑成像实验室北京100191 中国国家射击队北京100088 辽宁射击队沈阳110000 北京理工大学数学学院北京100081

采用整体—局部任务范式,通过事件相关电位技术(ERPs)同时结合问卷测量,考察心理疲劳对射击运动员整体加工和局部加工产生的影响。12名射击运动员参加实验。首先通过目标追踪任务诱发心理疲劳,然后使用心理疲劳问卷评估心理疲劳程度,再... 详细信息

采用整体—局部任务范式,通过事件相关电位技术(ERPs)同时结合问卷测量,考察心理疲劳对射击运动员整体加工和局部加工产生的影响。12名射击运动员参加实验。首先通过目标追踪任务诱发心理疲劳,然后使用心理疲劳问卷评估心理疲劳程度,再让被试进行整体—局部加工任务。结果发现:(1)目标追踪任务能够有效地诱发心理疲劳;(2)射击运动员完成整体知觉任务的反应时更快,准确率更高;(3)在心理疲劳状态下,射击运动员对整体知觉任务中一致条件的反应更快,准确率更高,在额区和中央区引发的N2、P3波幅更高;但是,对局部知觉任务中一致和不一致条件的反应时和准确率以及N2、P3波幅之间的差异不显著。这些结果表明,心理疲劳对整体和局部加工有着不同的影响。整体加工相对自动化,受心理疲劳的影响较小,而局部加工依赖于有意搜索,受心理疲劳的影响较大。研究揭示了心理疲劳对于注意的局部加工的影响及其神经关联,对未来射击运动员特定干预措施设计具有启发意义。

关键词：心理疲劳整体-局部加工顶-底加工

基于《国际功能、残疾和健康分类》评价中国智能化辅盲设备的补偿功能

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中国组织工程研究 2025年第17期29卷 3650-3656页

作者：卜楠杨祎铖宋贝贝柏开祥杜芸芸武汉体育学院湖北省武汉市430079 运动健康智能装备湖北省工程研究中心湖北省武汉市430079

背景:辅盲设备及技术的应用是当今视力障碍人群常用的干预手段,可提高日常生活活动的参与及工作学习能力,帮助其回归家庭、回归社会。数字信息和智能化时代下辅盲设备的形式、技术和功能各有不同,其分类目前暂未能得到有效统一的讨论和... 详细信息

背景:辅盲设备及技术的应用是当今视力障碍人群常用的干预手段,可提高日常生活活动的参与及工作学习能力,帮助其回归家庭、回归社会。数字信息和智能化时代下辅盲设备的形式、技术和功能各有不同,其分类目前暂未能得到有效统一的讨论和评价。目的:基于《国际功能、残疾和健康分类》评价国内视力障碍人群智能化辅盲设备的补偿功能。方法:通过计算机检索中国知网、维普和万方数据库2013-01-01/2023-12-31收录的相关文献。基于《国际功能、残疾和健康分类》理论模式和框架结构,应用术语结构和编码程序归纳相关视力障碍评估类目,整理与分析国内视力障碍的智能化辅盲设备补偿功能研究与分类。结果与结论:①共纳入197篇文献:其中身体功能1篇,包含b2(b210);身体结构1篇,包含s2(s220);活动与参与共119篇,包含d1(10篇,d110、d115、d120、d140、d166),d3(4篇,d315、d325、d345、d360),d4(102篇,d465、d470),d8(3篇,d820、d825);环境因素共76篇,包含e1(72篇,e115、e120、e125、e130、e140、e150、e155、e160),e2(4篇,e210、e240);②基于《国际功能、残疾和健康分类》的视力障碍智能化辅盲设备补偿功能研究分类包含4个部分、8个分类、25个类目,领域涉及身体补偿类、生活用品类、教育学习类、出行导盲类、布局规划类。

关键词：国际功能、残疾和健康分类视力障碍辅盲设备智能化人工智能功能分类评价

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浅谈射击教学中的空枪练习

体育世界(学术版) 2006年第2期 72-72页

作者：朱忠强徐州市体育中心

本文对空枪练习的目的、作用、时机、要求及如何加强空枪练习与实弹练习相结合等做了阐述。指出,只有加强空枪练习才能掌握实弹射击的动作要领和提高射击技术水平,才能为实弹射击奠定良好的心理及技术基础,才能取得良好的成绩。

关键词：射击教学空枪练习实弹