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基于人工神经网络骨关节炎诊断模型的建立与分析

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中国组织工程研究 2024年第16期28卷 2550-2554页

作者：范以东秦刚苏国威肖世富刘俊良李威材吴广涛广西中医药大学广西壮族自治区南宁市530000 广西中医药大学第一附属医院骨病创伤骨科广西壮族自治区南宁市530022

背景:生物信息学领域的快速发展为骨关节炎的诊断提供了新的方法。人工神经网络具有强大的数据计算能力和分类能力,研究表明其在诊断疾病方面表现出了较好的性能。目的:旨在使用人工神经网络建立一种新的骨关节炎诊断预测模型,并通过外... 详细信息

背景:生物信息学领域的快速发展为骨关节炎的诊断提供了新的方法。人工神经网络具有强大的数据计算能力和分类能力,研究表明其在诊断疾病方面表现出了较好的性能。目的:旨在使用人工神经网络建立一种新的骨关节炎诊断预测模型,并通过外部数据集验证其在骨关节炎中的诊断价值。方法:通过GEO数据库搜索下载符合要求的骨关节炎相关数据集,将其分为Train组与Test组。对Train组的基因表达矩阵进行差异分析,筛选差异表达基因。对差异基因进行GO、KEGG富集分析;通过Lasso回归模型、支持向量机模型、随机森林树模型从差异基因中进一步鉴定骨关节炎关键基因。随后使用R软件“neuralnet”包构建基于人工神经网络的骨关节炎诊断模型,5折交叉验证评估模型表现;使用Test组中2个独立的数据集来验证其诊断效果。结果与结论:通过差异分析共得到90个与骨关节炎相关的差异基因,其中33个下调,57个上调。GO富集分析显示其生物过程主要参与白细胞介导的免疫、骨髓白细胞迁移、趋化因子产生等过程;KEGG富集显示差异基因主要富集在类风湿关节炎、白细胞介素17信号通路、破骨细胞分化等通路。通过3种机器学习方法筛选并取交集后共得到5个诊断骨关节炎的关键基因,分别为HMGB2、GADD45A、SLC19A2、TPPP3、FOLR2。Train组中5个关键基因建立的人工神经网络模型显示其准确率为96.36%,曲线下面积(AUC)为0.997,对神经网络模型的5折交叉验证表明其平均AUC>0.9,具有一定的稳健性;Test组中2个独立的数据集结果显示其AUC分别为0.814和0.788。提示:建立的人工神经网络骨关节炎诊断模型具有一定的诊断价值。

关键词：骨关节炎诊断模型人工神经网络机器学习

腰椎定点旋转手法操作中拇指推力的有限元分析

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中国组织工程研究 2024年第12期28卷 1823-1828页

作者：苏少亭周红海侯召猛陆延王伟陈一鑫陈龙豪田聪广西中医药大学广西壮族自治区南宁市530000 广西中医药大学骨伤学院广西壮族自治区南宁市530000 广西中医骨伤科生物力学与损伤修复重点实验室广西壮族自治区南宁市530000 广西中医药大学第一附属医院广西壮族自治区南宁市530000 安徽阜阳市阜南县中医院安徽省阜南县236300

背景:腰椎定点旋转手法操作过程中需要医生双手协同操作,进而输出旋扳力和拇指推力,通过对椎间盘产生位移和调节应力分布来治疗腰椎间盘突出,但是对于拇指推力的力学作用及其加载方向对手法效应的生物力学影响目前尚不清楚。目的:比较... 详细信息

背景:腰椎定点旋转手法操作过程中需要医生双手协同操作,进而输出旋扳力和拇指推力,通过对椎间盘产生位移和调节应力分布来治疗腰椎间盘突出,但是对于拇指推力的力学作用及其加载方向对手法效应的生物力学影响目前尚不清楚。目的:比较拇指不同推力方向下,腰椎定点旋转手法治疗腰椎间盘突出的生物力学差异。方法:构建L3-5正常三维有限元模型并进行有效性验证,然后参考椎间盘退变Pfirrmann分级,通过修改L4/5椎间隙高度、髓核体积以及纤维环、髓核、韧带材料参数来模拟椎间盘退变,最终构建L4/5椎间盘中度退变伴左旁中央型突出病理模型;然后以病理模型为研究对象,模拟手法向右侧旋扳,以改变拇指推力方向为条件,建立3种操作模式(M1:拇指向左推;M2:拇指向右推;M3:不施加推力),对比3种操作模式下突出物的位移和椎间盘应力,以及小关节软骨的应力、应变。结果与结论:①L4/5椎间盘突出物最大位移值:M1位移为2.6723 mm,M2为1.1561 mm,M3为1.8264 mm,M1>M3>M2;②L4/5椎间盘最大Von Mises应力:M1为1.8467 MPa,M2为0.4190 MPa,M3为1.2579 MPa,M1>M3>M2;③L4/5双侧小关节软骨均产生了不同程度的接触应力变化:M1为0.4855 MPa,M2为0.0267 MPa,M3为0.4414 MPa,M1>M3>M2;右侧软骨接触力:M1为0.0005 MPa,M2为0.0259 MPa,M3为0.0013 MPa,M2>M3>M1,左侧大于右侧,M1数值最高,软骨的应变与接触应力变化现象一致;④提示不同的手法操作模式均会对病变节段椎间盘及附属结构产生一定的生物力学影响;M1操作模式下突出物位移、椎间盘应力以及左侧关节软骨接触的应力、应变最大,能更好地促进椎间盘位移、平衡应力分布及复位小关节紊乱,故操作更优。

关键词：腰椎定点旋转手法拇指推力椎间盘退变骨错缝三维有限元

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石英砂岩三轴剪切力学特性及裂隙面形态特征

工程科学与技术 2024年第4期56卷 161-172页

作者：林志南冯世宏王家全张强龙海锋广西科技大学土木与建筑工程学院广西柳州545006 广西壮族自治区岩土灾变与生态治理工程研究中心广西柳州545006 中国水利水电科学研究院北京100038

为研究3维压剪应力状态下岩质边坡中完整岩石的剪切损伤破坏特征,采用RockTop-50HT全应力多场耦合三轴试验系统,对成分简单、结构均质及饱和完整的细粒石英砂岩进行16组不同围压的三轴剪切试验,获得相应的三轴剪切应力-应变曲线和含有... 详细信息

为研究3维压剪应力状态下岩质边坡中完整岩石的剪切损伤破坏特征,采用RockTop-50HT全应力多场耦合三轴试验系统,对成分简单、结构均质及饱和完整的细粒石英砂岩进行16组不同围压的三轴剪切试验,获得相应的三轴剪切应力-应变曲线和含有原岩屑碎片的剪切破坏裂隙面,分析三轴剪切应力作用下石英砂岩的非线性强度变化特征,探究石英砂岩的三轴剪切破坏模式和裂隙结构面形态粗糙特征。基于德洛内(delaunay)点云离散算法重构石英砂岩破坏裂隙结构面,分析剪切破坏结构面的潜在接触部分随着表面有效倾角门槛值的变化特征。结果表明:1)随着围压逐渐增大,石英砂岩的三轴剪切破坏模式先由脆性破坏转变为塑性破坏,再逐渐转变为塑形流动破坏;2)石英砂岩的三轴剪切强度随着围压的递增呈现出明显的非线性变化特征,可用幂函数描述,并采用摩尔-库仑准则(Mohr-Coulomb)对石英砂岩的三轴剪切强度进行分段线性拟合,可知随着围压的增大,黏聚力逐渐增大,内摩擦角逐渐减小;3)剪切破坏裂隙面3维粗糙特征可用传统的Grasselli模型评估,其非线θ_(max)^(*)性拟合参数和粗糙度参数c能充分描述三轴剪切破坏裂隙的粗糙度特征。研究成果对岩石在复杂应力状态下的三轴剪切强度评价、岩石工程中边坡的稳定性分析和支护设计方案优化具有重要意义。

关键词：岩石力学三轴剪切试验破坏模式非线性剪切强度裂隙面形态特征

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基于深度学习技术的卷烟陈列智能化督导的研究与应用

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中国烟草学报 2024年第4期30卷 113-122页

作者：李焕森覃忠达谭春林光耀秦岑赵贝贝黄庆庆中国烟草总公司广西壮族自治区公司南宁市530022 广西壮族自治区烟草公司百色市公司广西百色市533099

为解决烟草公司客户经理在终端卷烟陈列督导过程中耗时长、效率低等问题,论文基于深度学习技术设计了一种卷烟陈列智能化督导系统(Cigarette Display Intelligent Guidance System,CDIGS)。CDIGS系统采用一种基于特征匹配和分类算法级... 详细信息

为解决烟草公司客户经理在终端卷烟陈列督导过程中耗时长、效率低等问题,论文基于深度学习技术设计了一种卷烟陈列智能化督导系统(Cigarette Display Intelligent Guidance System,CDIGS)。CDIGS系统采用一种基于特征匹配和分类算法级联的卷烟商品识别算法,对移动终端拍摄的卷烟陈列图像进行识别,自动获取零售户的卷烟陈列、警示标识粘贴信息以及卷烟陈列达标率、陈列规格数、重点品牌上柜率等相关数据,并通过与预设的卷烟陈列标准模型进行比对,将二次陈列建议实时反馈至零售户。以广西百色市516家卷烟零售门店为例,对CDIGS系统进行验证,结果表明:①图片翻拍识别模型,对翻拍照片识别率达到79%,可以有效地提升拍摄图像的真实性;②警示标识检测、卷烟商品检测、卷烟牌号识别模型的准确率均达到97%以上,能准确地提取图像中的卷烟信息;③经简单介绍,卷烟零售门店人员可快速掌握系统的使用,卷烟陈列达标率持续提升,为推广应用奠定基础。可见,CDIGS系统为卷烟陈列督导提供了一种新的方式,能有效地指导零售户按规则自主进行卷烟陈列,并为烟草公司快速获取到零售户相关营销数据提供了新的手段。

关键词：卷烟陈列卷烟识别警示标志检测翻拍检测深度学习

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谈谈携警犬驻点训练的益处及要领

中国工作犬业 2024年第6期 7-8页

作者：谭加缠黎炜峰韦建辉广西壮族自治区柳州市公安局刑侦支队 545000 广西壮族自治区公安厅刑侦总队 530025

驻点训练,就是指上级警犬业务部门带犬民警携犬(视具体情况也可不携犬),按照本级公安机关有关警犬管理、指导、协调工作机制要求,入驻其应开展警犬业务指导工作的警犬队,与该警犬队训导员一起开展警犬训练的一种训练模式。

关键词：警犬队警犬训练公安机关带犬民警训练模式业务部门训导员驻点

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项目化学习在小学语文教学中的运用策略

求知导刊 2024年第9期 59-61,67页

作者：黎玥广西壮族自治区柳州市公园路小学

在小学语文教学中,运用项目化学习策略,注重强化学生间的协作,培养他们的自主探究能力、核心素养。为充分发挥项目化学习的优势,小学语文教师需要根据教学要求,积极改革与创新教学策略,打造高效语文课堂。结合项目化学习的概述,提出项... 详细信息

在小学语文教学中,运用项目化学习策略,注重强化学生间的协作,培养他们的自主探究能力、核心素养。为充分发挥项目化学习的优势,小学语文教师需要根据教学要求,积极改革与创新教学策略,打造高效语文课堂。结合项目化学习的概述,提出项目化学习在小学语文教学中的运用策略。

关键词：项目化学习小学语文教学运用策略

“双减”背景下小学英语主题式单元作业分层设计探究——以人教版六年级上册Unit 5 What does he do?为例

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求知导刊 2024年第12期 98-100页

作者：吴琳广西壮族自治区柳州市红光第二小学

立足“双减”背景,进行小学英语主题式单元作业分层设计的探索,以人教版小学英语六年级上册Unit 5 What does he do?为例,探讨适合小学生的英语主题式单元作业的设计策略,以进一步提升作业设计质量。指出在设计小学英语主题式单元作业... 详细信息

立足“双减”背景,进行小学英语主题式单元作业分层设计的探索,以人教版小学英语六年级上册Unit 5 What does he do?为例,探讨适合小学生的英语主题式单元作业的设计策略,以进一步提升作业设计质量。指出在设计小学英语主题式单元作业的时候,教师应根据学生个性化差异,结合单元教学目标,从易到难设计基础巩固性练习、提升实践性练习、拓展延伸性练习,以帮助学生搭建系统的英语知识体系。

关键词：主题式小学英语单元作业分层设计 “双减”

益肾固疏方干预老年性骨质疏松症患者骨代谢标志物的变化及临床疗效

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中国组织工程研究 2024年第8期28卷 1155-1160页

作者：章晓云刘桦柴源陈锋曾浩高振罡黄有荣广西中医药大学附属瑞康医院广西壮族自治区南宁市530011

背景:随着疾病治疗模式的改变及近年来对老年性骨质疏松症研究的深入,越来越多的研究证实中医药在防治老年性骨质疏松症方面的效果显著。目的:探讨益肾固疏方对肾虚血瘀型老年性骨质疏松症患者骨代谢标志物的影响。方法:选择2020年7月至... 详细信息

背景:随着疾病治疗模式的改变及近年来对老年性骨质疏松症研究的深入,越来越多的研究证实中医药在防治老年性骨质疏松症方面的效果显著。目的:探讨益肾固疏方对肾虚血瘀型老年性骨质疏松症患者骨代谢标志物的影响。方法:选择2020年7月至2022年3月广西中医药大学附属瑞康医院收治的肾虚血瘀型老年性骨质疏松症患者102例,其中男32例,女70例,年龄71-93岁。采用随机数字表法将102例患者分为试验组及对照组,每组51例,对照组给予碳酸钙D3颗粒+阿仑磷酸钠片治疗,治疗组给予碳酸钙D3颗粒+阿仑磷酸钠片+益肾固疏方治疗,连续治疗3个月。治疗前及治疗3个月后,检测两组患者L_(1-4)椎体与左侧股骨颈骨密度,评估目测类比评分,检测血清骨钙素、骨桥素、Ⅰ型胶原交联C-末端肽及抗酒石酸酸性磷酸酶水平,评估中医证候积分与治疗有效率。结果与结论:①两组治疗3个月后的L1-4椎体与左侧股骨颈骨密度均高于治疗前(P<0.05),试验组治疗3个月后的L1-4椎体与左侧股骨颈骨密度均高于对照组(P<0.05);②两组治疗3个月后的目测类比评分均低于治疗前(P<0.05),试验组治疗3个月后的目测类比评分低于对照组(P<0.05);③两组治疗3个月后的血清骨钙素、骨桥素、Ⅰ型胶原交联C-末端肽及抗酒石酸酸性磷酸酶水平均较治疗前明显改善(P<0.05),试验组治疗3个月后的血清骨钙素、骨桥素水平高于对照组(P<0.05),Ⅰ型胶原交联C-末端肽及抗酒石酸酸性磷酸酶水平低于对照组(P<0.05);④两组治疗3个月后的中医证候总评分均低于治疗前,试验组治疗3个月后的中医证候总评分低于对照组;治疗3个月后,两组均未发生明显不良反应,试验组于对照组治疗总有效率分别为88.2%,70.6%,组间比较差异有显著性意义(P<0.05);⑤结果显示,益肾固疏方联合抗骨质疏松药物可通过调节骨代谢、提高骨密度、减轻患者病痛来显著改善肾虚血瘀型老年性骨质疏松症患者的临床症状,阻止疾病的进一步发展。

关键词：骨质疏松症骨代谢标志物益肾固疏方中医药临床疗效随机对照试验

萜类中药单体调控核转录因子κB信号通路防治骨质疏松症的机制

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中国组织工程研究 2024年第14期28卷 2234-2241页

作者：潘成镇陈锋林宗汉莫坚张驰韦沅汛韦宗波广西中医药大学附属瑞康医院广西壮族自治区南宁市530011

背景:核转录因子κB信号通路在骨质疏松症的发病中扮演着重要的角色。近年来,大量的研究表明萜类中药单体化合物可以通过调控核转录因子κB信号通路,抑制骨吸收细胞的活性,促进骨形成细胞的分化,从而降低骨吸收并增加骨形成,对骨质疏松... 详细信息

背景:核转录因子κB信号通路在骨质疏松症的发病中扮演着重要的角色。近年来,大量的研究表明萜类中药单体化合物可以通过调控核转录因子κB信号通路,抑制骨吸收细胞的活性,促进骨形成细胞的分化,从而降低骨吸收并增加骨形成,对骨质疏松症具有一定的预防和治疗作用。目的:通过对国内外文献的分析和总结,深入研究核转录因子κB信号通路与骨质疏松症的关系,并对萜类中药单体化合物调控核转录因子κB信号通路防治骨质疏松症的作用机制进行阐明,同时对靶向调控核转录因子κB信号通路防治骨质疏松的萜类中药单体化合物进行系统性归纳。方法:由2名研究员根据拟定的纳入及排除标准以“NF-κB,骨质疏松症,成骨细胞,破骨细胞,血管生成,中药,萜类化合物”等为检索词检索中国知网数据库,以“NF-κB,osteoporosis,Osteoblasts,Osteoclasts,Angiogenesis,traditional Chinese medicine,terpenoid”等为检索词检索PubMed数据库相关文献,检索时间为建库至2022年12月,再通过第3名研究员对文献进行汇总和整理,最终纳入75篇文献进行系统性综述。结果与结论:①核转录因子κB信号通路能通过调控成骨细胞、破骨细胞的分化和增殖,以及血管生成,介导骨质疏松症的发病与进展。②核转录因子κB信号通路对成骨细胞的增殖和分化具有负调控的作用,激活核转录因子κB信号通路能增强破骨细胞的活性,抑制成骨细胞的生长,进而抑制代偿骨的生成保持骨稳态,但是过度激活核转录因子κB信号通路则会导致骨质疏松症。③核转录因子κB信号通路通过上调血管生成素1、血小板源性生长因子BB及血管内皮生长因子等细胞因子的表达水平,促进骨内血管生长,参与“血管生成-成骨”偶联。④萜类中药单体化合物在组织工程领域中具有促进骨细胞的增殖和分化,进而促进骨组织生长和修复的作用。⑤萜类中药单体化合物可以通过抑制核转录因子κB抑制蛋白降解,阻断核转录因子κB/P65蛋白磷酸化及核转位等过程,进而减弱核转录因子κB信号通路的传导,促进成骨细胞分化,抑制破骨细胞形成,起到防治骨质疏松的作用。⑥目前,萜类中药单体化合物调控核转录因子κB信号通路防治骨质疏松症的研究主要是基于体外细胞实验和动物模型,对于人体内复杂的生理和病理过程尚缺乏相关研究,未来需要开展更多的临床研究,进一步明确核转录因子κB信号通路参与干预骨质疏松症的作用机制和疗效。

关键词：骨质疏松症成骨细胞破骨细胞血管生成核转录因子κB NF-κB 信号通路萜类化合物中药