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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

全身炎症反应指数与缺血性脑卒中患者复发风险的关联性研究

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中国全科医学 2025年第5期28卷 541-547页

作者：刘祖婷徐明欢杨学智莫佳丽刘星雨杜慧杰张慧琴易应萍况杰南昌大学公共卫生学院流行病学教研室、江西省预防医学重点实验室江西省南昌市330006 南昌大学第二附属医院医疗大数据研究中心江西省南昌市330006

背景全身炎症反应指数(SIRI)是一种较新的炎症生物标志物,其与缺血性脑卒中患者复发的关系尚不明确。目的探讨SIRI水平与缺血性脑卒中患者1年内复发的关联性。方法选取2019年3月—2021年3月在南昌大学第一附属医院、南昌大学第二附属医... 详细信息

背景全身炎症反应指数(SIRI)是一种较新的炎症生物标志物,其与缺血性脑卒中患者复发的关系尚不明确。目的探讨SIRI水平与缺血性脑卒中患者1年内复发的关联性。方法选取2019年3月—2021年3月在南昌大学第一附属医院、南昌大学第二附属医院、南昌市第二医院和南昌市第三医院住院且确诊为缺血性脑卒中的患者作为研究对象进入队列,并对其随访1年。收集患者入院后48 h内的基线信息、随访过程中的缺血性脑卒中复发情况。采用Cox比例风险回归模型、限制性立方样条、亚组分析探讨SIRI与缺血性脑卒中患者1年内复发之间的关联性。结果本研究纳入了1023例患者,在1年随访期间共107例(10.46%)复发。多因素Cox比例风险回归模型分析结果显示,在调整变量后,SIRI升高是缺血性脑卒中复发的危险因素(HR=1.06,95%CI=1.01~1.10,P<0.05)。将SIRI按四分位数分类时,与Q1亚组(256例)相比,Q4亚组(256例)有较高的缺血性脑卒中复发风险(HR=1.80,95%CI=1.08~3.00,P<0.05)。限制性立方样条分析结果显示,SIRI与缺血性脑卒中复发风险呈J型的剂量-反应关系(PNonlinear=0.025)。进一步按性别、年龄、既往脑卒中、入院时美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分分层进行亚组分析,结果显示,SIRI和入院时NIHSS评分分层存在交互作用(P<0.001),在NIHSS评分为0~1分时,SIRI(HR=1.25,95%CI=1.04~1.51,P=0.020)与缺血性脑卒中复发存在相关关系;在NIHSS评分为5~15分时,SIRI(HR=1.20,95%CI=1.12~1.28,P<0.001)与缺血性脑卒中复发存在相关关系;在上述评分区间SIRI升高与缺血性脑卒中复发风险增加有关。结论较高的SIRI与缺血性脑卒中复发风险增加明显相关。在SIRI与缺血性脑卒中复发之间观察到J型关联,且在NIHSS评分为0~1、5~15分的缺血性脑卒中患者中,SIRI升高与缺血性脑卒中复发风险增加有关。

关键词：缺血性卒中全身炎症反应指数复发队列研究 Cox比例风险回归模型

我国重大疾病跨地域就诊的随机网络建模与分析

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管理工程学报 2025年第2期39卷 282-294页

作者：李海东张路霞杨超李鹏飞彭一杰北京大学工学院北京100871 北京大学健康医疗大数据国家研究院北京100191 北京大学第一医院肾内科北京大学肾脏疾病研究所北京100034 浙江省北大信息技术高等研究院浙江杭州311215 北京大学光华管理学院北京100871

关于重大疾病跨地域就诊的管理与决策问题是我国医药卫生体制改革的主要关注点之一。目前有关卫生管理领域的研究缺少重大疾病跨地域就诊建模的全局性视角。本文基于跨地域就诊的流动数据,提出使用随机网络来对跨地域就诊现象进行建模... 详细信息

关于重大疾病跨地域就诊的管理与决策问题是我国医药卫生体制改革的主要关注点之一。目前有关卫生管理领域的研究缺少重大疾病跨地域就诊建模的全局性视角。本文基于跨地域就诊的流动数据,提出使用随机网络来对跨地域就诊现象进行建模和分析。随机网络中节点的平稳概率反映了网络的全局属性,且随机网络模型表现出的性质均具有较强的现实意义。本文还讨论了不同本地就诊偏好程度和不同节点尺度下随机网络模型的结果,并分析了平稳概率关于交互强度的敏感性。本文提出的随机网络模型和相应的优化目标为重大疾病跨地域就诊管理决策理论和方法的研究奠定了基础。

关键词：决策分析跨地域就诊随机网络建模网络评估与分析

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面向低样本的工业图像异常检测综述

计算机工程与应用 2025年

作者：郭新茹宋丽娟朱文倩杜方马子睿宁夏大学信息工程学院宁夏“东数西算”人工智能与信息安全重点实验室宁夏大数据与人工智能省部共建协同创新中心

异常检测是计算机视觉的重要研究方向之一，被广泛应用于工业产品检测、医疗诊断和视频监控等领域。它可以监控产品质量并快速识别不符合标准的产品，从而实现自动化质量控制。在工业图像异常检测中，由于获取大量训练样本既耗时又昂贵... 详细信息

异常检测是计算机视觉的重要研究方向之一，被广泛应用于工业产品检测、医疗诊断和视频监控等领域。它可以监控产品质量并快速识别不符合标准的产品，从而实现自动化质量控制。在工业图像异常检测中，由于获取大量训练样本既耗时又昂贵，因此低样本的工业图像异常检测成为研究热点和趋势。同时，大型视觉语言模型的出现推动了工业图像异常检测从单模态驱动发展到多模态融合，提高了检测的全面性。针对近四年的低样本工业图像异常检测，本文探讨了模态数量对异常检测性能的影响，并根据检测算法在处理数据和检测异常时采用的不同策略以及特征提取技术的提取范围对低样本异常检测方法进行分类。这旨在帮助研究人员快速了解并进一步改进异常检测技术和优化特征提取策略，从而提升低样本环境下的检测效率和准确性。此外，还对不同方法在MVTec AD和VisA数据集上的检测结果进行了对比，对比结果表明多模态融合方法中的混合特征融合在分类和分割异常方面表现突出。通过对比不同的检测技术和模型，本研究总结了不同的低样本工业异常检测方法以及解决的问题，并讨论了未来的研究方向。

关键词：工业图像异常检测低样本单模态驱动多模态融合混合特征融合

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童年逆境与成年期高血压患病的研究进展

中国全科医学 2025年第3期28卷 358-364页

作者：姜申吴静周佳丽蒋德楠孙炜迪程思清朱思雨侯乐莹宋培歌浙江大学公共卫生学院浙江省杭州市310058 福建省三明市疾病预防控制中心免疫规划科 365500 浙江大学医学院附属第二医院临床大数据与统计中心浙江省杭州市310006

童年逆境(ACEs)是指发生在儿童时期(18岁以前)的各种创伤事件或情况。长期并持续的ACEs可能对儿童身心健康造成终身影响。目前,欧美地区的多项研究证实了ACEs可增加个体成年期高血压的患病风险,然而不同分型的ACEs与成年期高血压的关联... 详细信息

童年逆境(ACEs)是指发生在儿童时期(18岁以前)的各种创伤事件或情况。长期并持续的ACEs可能对儿童身心健康造成终身影响。目前,欧美地区的多项研究证实了ACEs可增加个体成年期高血压的患病风险,然而不同分型的ACEs与成年期高血压的关联仍存在争议。本文对不同分型的ACEs与成年期高血压相关研究进行综述,探讨童年期不同分型逆境对成年期高血压患病的影响及其发生、发展机制,归纳总结两者间的研究现状并提出展望,为改善儿童早期发展环境、预防其成年期高血压研究提供依据。

关键词：童年不良经历童年逆境成年期高血压高血压疾病负担综述

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不同载荷条件下三种内固定方式治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 455-463页

作者：李正刚尚学红吴张李红孙朝军陈华东孙哲杨毅大理大学第一附属医院创伤骨科云南省大理市671000 大理市第一人民医院骨科云南省大理市671000 大理大学第一附属医院关节外科云南省大理市671000 昆明医科大学第一附属医院骨科云南省昆明市650032

背景:治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的最佳内固定方式仍未达成共识,既往相关有限元分析大多采用单一简化载荷条件,对于常用内固定装置的生物力学特性还需进一步探究。目的:通过有限元方法分析空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统治疗Pauw... 详细信息

背景:治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的最佳内固定方式仍未达成共识,既往相关有限元分析大多采用单一简化载荷条件,对于常用内固定装置的生物力学特性还需进一步探究。目的:通过有限元方法分析空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折在单腿站立载荷及侧方跌倒载荷条件下的生物力学特性。方法:通过CT扫描获取健康成人股骨DICOM数据,导入Mimics 15.0软件,得到骨组织的粗糙模型,再通过Geomagics软件对Mimics导出的数据进行优化处理,然后根据空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统的临床应用参数采用Pro/E软件建立3种内固定模型并与股骨模型组装,最后导入Ansys软件进行加载、计算,分析3种内固定模型在单腿站立载荷及侧方跌倒载荷的不同工况下股骨和内固定的应力分布和位移情况,以及股骨距和Ward三角区的应力特点。结果与结论:(1)单腿站立载荷及侧方跌倒载荷下,3种内固定模型的股骨近端应力均主要分布在股骨颈骨折端内上方,3种内固定模型的股骨近端、骨折端、Ward三角以及股骨距的应力峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(2)单腿站立载荷及侧方跌倒载荷下,3种内固定模型的股骨近端位移峰值均位于股骨头顶端,且位移峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(3)3种内固定模型在单腿站立及侧方跌倒载荷条件下内固定的位移峰值均位于内固定装置上方顶端,且位移峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(4)3种内固定模型在单腿站立及侧方跌倒载荷条件下内固定的应力均主要集中在内固定装置的骨折端附近区域,且内固定应力峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(5)结果表明,股骨颈系统的机械稳定性最佳,但是可能存在对于骨折端和股骨距应力遮挡的风险;股骨颈系统的内固定装置应力更为分散,内固定断裂风险更低。

关键词：股骨颈骨折内固定有限元分析生物力学单腿站立侧方跌倒股骨距 Ward三角

血清尿素氮水平对重症监护室脓毒症患者住院期间死亡风险的预测价值研究

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临床急诊杂志 2025年第1期 55-60页

作者：范铭炎徐平吕禄楷雷玲钟志涛自贡市第四人民医院急诊科自贡市医学大数据与人工智能研究院医学大数据研究所自贡市第四人民医院重症医学科

目的:探讨血清尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)水平对重症监护室脓毒症患者住院期间死亡风险的预测价值。方法:本研究为单中心、回顾性研究，纳入2018-2023年自贡市第四人民医院重症监护室收治的符合纳入标准的404例脓毒症患者。收集... 详细信息

目的:探讨血清尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)水平对重症监护室脓毒症患者住院期间死亡风险的预测价值。方法:本研究为单中心、回顾性研究，纳入2018-2023年自贡市第四人民医院重症监护室收治的符合纳入标准的404例脓毒症患者。收集人口学特征、评分、实验室检查及干预措施等资料。将患者按入院时BUN中位数分为高、低BUN组，分析基线资料差异，并以住院期间死亡为终点，采用logistic回归分析探讨BUN与死亡风险的关系。利用限制性立方样条探讨BUN与住院期间全因死亡的剂量反应关系，绘制ROC曲线评估BUN、序贯性器官衰竭(sequential organ failure assessment, SOFA)评分及两者联合预测效果。结果:404例患者中，男性占63.12%,平均年龄为74.5岁，住院期间病死率为31.93%。高BUN组住院期间病死率(43.84%)显著高于低BUN组(19.90%)。多因素logistic回归分析显示，BUN(OR=1.045, 95%CI:1.014～1.077,P=0.004)和SOFA评分(OR=1.267, 95%CI:1.176～1.365,P<0.001)是住院期间死亡的独立危险因素。限制性立方样条分析表明，BUN与死亡风险呈非线性关系：当BUN<5.563 mmol/L时具有保护作用，BUN高于该值后，死亡风险随之增加。BUN联合SOFA的AUC为0.732(0.676,0.732),高于单独的BUN、SOFA评分的预测效能。结论:BUN水平与ICU脓毒症患者住院期间死亡风险存在显著关联，BUN有助于提升SOFA评分对ICU脓毒症院内死亡的预测效能，为临床决策提供依据。

关键词：脓毒症血清尿素氮死亡风险重症监护室

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健康指数的构建方法

中华疾病控制杂志 2022年第10期26卷 1146-1151页

作者：迟蔚蔚山东健康医疗大数据管理中心济南250002

当前在健康指数构建方面存在的瓶颈,一方面是缺乏构建健康指数的一般性、普适性的理论模型或理论范式;二是缺乏全栈式健康指数技术流程,致使健康指数转化应用难以实现规模化、权威化适时发布。为此,本文在已构建的健康指数的普适性概念... 详细信息

当前在健康指数构建方面存在的瓶颈,一方面是缺乏构建健康指数的一般性、普适性的理论模型或理论范式;二是缺乏全栈式健康指数技术流程,致使健康指数转化应用难以实现规模化、权威化适时发布。为此,本文在已构建的健康指数的普适性概念模型及理论范式指导下,制定了贯穿“数据平台→数据采集→健康测量→理论模型→循证指标→指标体系→加权综合→指数可视化→指数发布→转化服务”的全栈式健康指数技术流程,实现了健康指数转化应用的规模化、权威化适时发布和服务。

关键词：健康指数理论模型和范式全栈式健康指数流程