数据驱动下人体面部皮肤的本构参数反演及力学特征分析

人体面部皮肤的本构参数反演及力学特性研究对皮肤病变早期诊断、皮肤仿生材料设计及计算图形学中的面部模型建立都有着至关重要的作用,机器学习与有限元仿真方法相结合能更高效、更准确地解决非入侵式皮肤组织本构参数反求问题.首先建立了面部皮肤多向拉伸下的应力松弛有限元模型,并通过多步位移控制法对皮肤的超弹性力学性能与黏弹性力学性能分离;对Gasser-Ogden-Holzapfel(GOH)与Prony series本构模型参数进行敏感性分析,揭示影响面部皮肤应力松弛实验结果的关键参数.其次,利用贝叶斯超参数优化理论搭建随机森林(RF)模型与支持向量回归(SVR)模型,结合实验数据对人体面部皮肤组织本构参数进行了反求.最后,将计算得到的有限元仿真曲线与试验获得的拉伸力响应曲线对比,并引入决定系数R2对两种模型的预测准确性进行了评估.结果表明,纤维组织分散度κ、剪切模量相关参数C10和松弛模量g1是影响皮肤应力松弛实验结果的关键参数,RF模型数值计算曲线与试验曲线的拟合优度为0.98,其在皮肤本构参数反演问题上表现出更高的准确率,机器学习可以精准高效地获取面部皮肤的本构参数,进而准确描述皮肤组织的力学性能,该方法也可进一步推广到其他生物软组织的复杂本构参数反演问题.

应用随机森林与神经网络算法的足底软组织本构参数反演方法

目的 基于随机森林(random forest, RF)算法和反向传播(back propagation, BP)神经网络算法实现对足底软组织超弹性模型本构参数的预测,以提升本构参数获取方式的效率和准确性。方法 首先建立足底软组织球形压痕实验的有限元模型,并对球形压痕实验过程进行仿真,得到具有非线性关系的位移和压痕力的数据集。将数据集进行划分,得到训练集和测试集,分别对搭建好的RF和BP神经网络(BP neural network, BPNN)模型进行训练,通过实验数据对足底软组织本构参数进行预测。最后,引入均方误差(mean square error, MSE)和决定系数(R2)对模型的预测准确性进行评估,同时对比实验曲线验证模型的有效性。结果 利用RF和BPNN模型结合有限元仿真是确定足底软组织超弹性本构参数的有效、准确的方法。训练后的RF模型MSE达到1.370 2×10^(-3),R^(2)为0.982 9;BPNN模型MSE达到4.858 1×10^(-5),R^(2)为0.999 3。反求得到适用于仿真的足底软组织的超弹性本构参数,预测得到的两组本构参数的计算响应曲线与实验曲线吻合较好。结论 基于人工智能算法模型对足底软组织超弹性本构参数的预测精度很高,相关研究成果也可以应用于足底软组织其他力学特性的研究。同时,研究结果为足底软组织本构参数的获取提供新方法,有助于快速诊断足底软组织病变等临床问题。

数据驱动下合并狭窄左冠状动脉瘤血流动力学参数反演方法

目的探究应用机器学习预测合并狭窄左冠状动脉瘤血流动力学参数预测。方法首先根据临床统计的合并狭窄左冠状动脉瘤几何参数范围进行参数化建模和仿真,将得到的仿真数据作为数据集,通过搭建两种常见的机器学习模型并训练优化,对壁面剪切力(wall shear stress,WSS)和压力这两个关键的血流动力学参数进行预测反演。通过对比分析这些模型在训练集和测试集上的表现,评估各个模型的准确性,验证数据驱动下合并狭窄左冠状动脉瘤血流动力学参数预测的有效性。结果确定了机器学习方法在动脉瘤血流动力学参数反演的有效性。对于WSS预测,训练后深度学习模型和随机森林模型的均方误差(mean squared error,MSE)、平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、决定系数R^(2)分别达到了0.0528、0.0322、0.9883和0.0782、0.0463、0.9766。对于压力预测,深度学习模型和随机森林模型预测精度相当,MSE、MAE、R^(2)分别为4.67×10^(-6)、3×10^(-4)、0.9997和1.07×10^(-5)、5×10^(-4)、0.9993。结论机器学习方法在预测合并狭窄冠状动脉瘤模型的血流动力学参数方面表现出较高的精度,在进行机器学习预测时需要综合考虑模型的预测准确性、计算效率以及应用场景的需求,根据具体情况选择合适的模型。研究解果具有一定的临床意义,有助于医生更准确地评估患者病情,为心血管疾病的诊疗提供新思路和方法。

氮肥缓释剂与硅肥对玉米茎秆强度及产量的影响

为探究氮肥缓释剂和硅肥对玉米产量的影响,选择德美亚3为试验材料,在常规施肥基础上,设置5个处理,分别为ck:氮来福0 kg/hm^(2)、硅肥0 kg/hm^(2);N_(1):氮来福30 kg/hm^(2)、硅肥0 kg/hm^(2),基肥尿素减量20%;N_(2):氮来福30 kg/hm^(2)、硅肥0 kg/hm^(2);Sia:氮来福0 kg/hm^(2)、硅肥A 150 kg/hm^(2);Sib:氮来福0 kg/hm^(2)、硅肥B 150 kg/hm^(2);分析其形态指标、产量指标、茎秆强度的变化规律。结果表明,与ck相比,N_(1)、N_(2)、Sia、Sib处理下,玉米茎粗分别提高了4.00%、2.70%、3.39%、3.22%;抗推力强度分别提高了2.12%、1.00%、9.34%、10.21%;行粒数分别提高了2.86%、2.68%、0.89%、4.11%;产量分别提高了5.92%、5.38%、1.69%、2.73%。硅肥Sia、Sib处理下玉米穿刺强度分别提高了2.68%、10.41%。5个处理中,产量排序依次为N_(1)>N_(2)>Sib>Sia>ck;穿刺强度排序依次为Sib>Sia>ck>N_(1)>N_(2);抗推力强度排序依次为Sib>Sia>N_(1)>N_(2)>ck。

“无语菩萨”表情包:青年视角下文物文化价值的解读与塑造

“无语菩萨”表情包作为青年二次创作的文化表达新形式,掀起了一场“文博旅”热潮,反映了当代青年对文物文化价值的认知脉络、情感链接和践行方式。社会环境的更迭、网络文化的兴起以及青年圈层的文化需求,共同促成了“无语菩萨”表情包的生成,使得文物“活”了起来。为推动新时代文物文化事业发展,应顺应时代变迁,发掘新兴载体,塑造文物文化价值;强化青年使命感,筑牢中华文化认同思想根基;引领社会联结,维稳文物文化建设生态,传承好中华文明。

母鸡油制三七的质量评价

目的对母鸡油制三七的质量进行评价。方法采用LC-MS、HPLC法对皂苷类成分进行定性定量分析,GC-MS法鉴定脂肪酸类成分,并与生三七进行比较。结果共鉴定出15种皂苷类成分,母鸡油制三七比生三七多出人参皂苷Rg_(6)、Rg_(4)、Rk_(3)、Rh_(4)、Rk_(1)、Rg_(5),并且三七皂苷R_(1)及人参皂苷Rg_(1)、Re、Rb_(1)含量更低,人参皂苷Rh1含量更高,其中人参皂苷Rk3、Rg5含量分别为2.4641、20.3871 mg/g;共鉴定22种脂肪酸类成分,其中母鸡油制三七19种,生三七8种,前者比后者多出棕榈油酸、肉豆蔻酸、花生四烯酸、11Z-十四碳烯酸等脂肪酸。结论母鸡油制三七比生三七多出人参皂苷Rg_(6)、Rg_(4)等成分,可为该炮制品今后开发利用及相关新药研制奠定基础。

掺纤维高强高延性水泥基复合材料高温下拉伸性能研究

高强高延性水泥基复合材料在使用阶段最不利影响之一是高温,但是目前对该水泥高温方面的性能研究较为局限。在常温(20℃)、200℃、400℃、600℃、800℃的温度下研究了聚乙烯醇纤维(PVA)、钢纤维、碳酸钙晶体纤维等多种纤维混杂下的高强高延性水泥基复合材料延展性。研究结果表明,常温条件下利用钢纤维替代PVA纤维将导致高强高延性水泥基复合材料的拉伸性能降低,利用碳酸钙晶体纤维适量代替PVA,可以提高水泥复合材料的延展性;高温对上述材料的抗拉强度值具有不利影响,其中PVA纤维随温度呈指数衰减的趋势;钢纤维能够延缓材料抗拉强度的衰减速率;在高温作用下,虽然碳酸钙能够提高材料本身的抗拉强度,但是在衰减速度方面并没有降低,仍旧随着温度的升高衰减速度变快。

鲤疱疹病毒二型(CyHV-Ⅱ)疫苗研究进展

鲤疱疹病毒Ⅱ型(Cyprinid herpesvirus Ⅱ,CyHV-Ⅱ)对任何发育时期的金鱼、鲫鱼及其杂交品种均具有感染能力,能够引起金鱼疱疹病(goldfish haematopoietic necrosis, GFHN),是一种传染性强且死亡率极高的疫病,给我国金鱼和鲫鱼养殖业造成巨大经济损失,鱼用疫苗的研发是预防和治疗该疫病最有效的办法。综述了CyHV-Ⅱ灭活疫苗、亚单位疫苗、核酸疫苗、活载体疫苗和纳米递送疫苗的研究进展,并对鱼用疫苗纳米材料的应用前景进行了探讨,以期为金鱼疱疹病害防治和鱼用疫苗研究提供新技术方法和新思路策略。

工程热力学与传热学课程中实验教学的问题及改进路径

实验教学是工程热力学与传热学教学体系中至关重要的一部分,推动其教学改革可以加深学生对重难点知识的理解与领悟,提高学生的创新意识与科研精神。当下,高校在开展工程热力学与传热学实验教学时,存在实验教学内容设置不科学、实验设施不完善与实验教学方式固定等问题,为此,高校要优化实验教学内容,明确教学重难点、健全实验设施、创新实验教学方法,不断提高实验教学效果。

翻转课堂在中职学前心理学教学中的应用

在当前的教育领域,随着信息技术的迅猛发展与教育理念的更新,传统的教学模式正面临着前所未有的挑战和改革的需求。翻转课堂教学模式符合国家推进教育现代化的方针政策,能够满足当前国家与社会对发展个性化学习与培养人才创新能力的要求。本文主要通过分析当前中职学前心理学教学现状,对翻转课堂在中职学前心理学教学中的应用情况和应用策略提出建议。

土壤施用钝化剂与复合微生物肥对冬小麦镉积累的影响

【目的】研究土壤施用钝化剂与复合微生物肥对豫北轻度镉污染弱碱性农田土壤中镉活性的钝化效果,及其对冬小麦品种不同器官间镉积累转运和产量的影响特征,旨在筛选出高效修复镉污染土壤、降低冬小麦籽粒镉含量的修复材料及低镉积累小麦品种,为豫北镉轻度污染弱碱性农田的小麦安全高效生产提供技术支撑。【方法】于2020—2022年连续两个冬小麦生长季,在豫北镉污染弱碱性农田设置不同土壤修复材料(CK:不进行土壤修复处理,CMF:复合微生物肥单施处理,GP:土壤钝化剂单施处理,CMF+GP:复合微生物肥和土壤钝化剂等量配施处理)和6个冬小麦品种(鑫华麦818、漯麦163、郑麦9023、鑫麦296、郑麦136、郑麦7698)的两因素裂区田间大区对比试验,研究土壤有效态镉、冬小麦地上部各器官镉含量、富集系数(BCF)、转运系数(TF)及其相关性、冬小麦产量及其构成因素的变化。【结果】(1)在连续两年冬小麦生长季,与CK相比,钝化剂和复合微生物肥的单施和等量配施均可降低土壤有效态镉含量,CMF+GP处理的效果最好,可使6个供试品种的根系表层土壤有效态镉含量显著降低17.6%—22.4%。土壤有效态镉含量降低与冬小麦地上部各器官镉含量的变化具有相关性,且不同品种的同一器官间也存在一定差异。(2)土壤钝化剂和复合微生物肥单施和等量配施可使鑫华麦818、漯麦163、郑麦9023降低TF茎鞘—叶、TF茎鞘—籽粒,增大TF茎鞘—(穗轴+颖壳)、TF叶—(穗轴+颖壳),使BCF茎鞘、BCF叶降低、使小麦体内镉含量向穗轴+颖壳转移,以减小BCF籽粒,与之不同的是,未能有效降低鑫麦296的TF茎鞘—叶、BCF茎鞘,增大了郑麦136、郑麦7698的BCF茎鞘。(3)土壤施用钝化剂和复合微生物肥可综合调控冬小麦穗数、穗粒数、千粒重,提高冬小麦产量,但土壤修复处理与品种的方差分析结果表明两者的交互作用主要是通过调控穗数实现增产。CMF+GP处理中郑麦136连续两个冬小麦生长季的产量均为当季所有处理最高值,分别为7317.17和10485.32 kg·hm^(-2)。【结论】施用复合微生物肥和土壤钝化剂可降低豫北弱碱性轻度镉污染麦田冬小麦根际土壤有效态镉含量,调控冬小麦各器官对土壤镉的富集系数及各器官转运系数。复合微生物肥和土壤钝化剂等量配施处理优于单施处理,可最大程度降低冬小麦籽粒镉含量,并显著提高参试冬小麦品种产量,且与本试验筛选出的低镉积累高产品种郑麦136搭配种植模式,可实现豫北弱碱性镉污染农田冬小麦的高产栽培与安全生产。

转录因子在植物进化和抗逆中的作用

植物基因的表达调控是一个复杂且精准的网络系统,一般包括转录水平和翻译水平二个层次。转录水平的调控发生在基因表达的初期,是许多基因表达调控的主要方式。在此调控过程中,被称为转录因子的蛋白质特异结合到靶基因的顺式作用元件上,控制着一系列相关基因的表达,在植物生长发育、物种起源和逆境胁迫应答过程中起着非常重要的作用,是生物遗传多样性的重要遗传基础。由于转录因子的重要作用,人们对其作用机理的理解也日渐深入。根据近期的研究进展,本文就转录因子在植物驯化、生物和非生物逆境胁迫方面的工作进行概括梳理,希望读者对此领域有一个比较深入和系统的认识,同时也能为挖掘具有关键功能的转录因子,提高重要农作物的遗传改良效率提供借鉴。

盐胁迫诱导玉米苗期DNA甲基化变异的研究

为研究不同浓度盐处理下玉米叶片DNA甲基化情况,以耐盐玉米自交系黑玉米为材料,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,分析不同盐浓度胁迫7 d后,玉米苗期叶片胞嘧啶甲基化水平和模式的变化。结果表明,经0(CK)、50、100、150、200、250 mmol·L^(-1)NaCl处理后,基因组DNA甲基化比率分别为52.79%、57.47%、51.98%、47.39%、49.16%、47.06%,其中只有50 mmol·L^(-1)NaCl处理高于CK,其他处理呈降低趋势,去甲基化变化幅度相对较大(1.8%~12.2%);回收差异片段后测序并对序列进行同源比对,结果发现16个甲基化位点涉及植物生长发育的多个基因。本研究结果为玉米耐盐机理的深入研究提供了一定的依据。

113份玉米自交系产量与主要农艺性状分析

为探究不同产量要素对玉米自交系产量的影响,选择113份玉米自交系材料,对其穗重、穗长、穗粗、秃尖长、百粒重、轴重、轴粗、籽粒含水量、穗行数、行粒数等性状进行相关分析、灰色关联分析、通径分析和聚类分析。相关分析结果表明,穗重、行粒数、轴重、穗长、穗粗与小区产量呈极显著正相关,相关系数分别为0.66,0.58,0.35,0.30和0.30;穗行数和含水量与小区产量呈显著正相关,相关系数均为0.20;秃尖与小区产量呈显著负相关,相关系数为-0.30。灰色关联分析表明,小区产量与各产量性状的灰色关联度排序为穗重>行粒数>穗长>轴重>穗粗>秃尖>穗行数>轴粗>含水量。通径分析表明,各性状对产量的直接作用大小依次为穗重>行粒数>轴粗>穗长>含水量>轴重>秃尖>穗粗。通过聚类分析可以把113份玉米自交系分成4类,其中第一类30个自交系;第二类80个自交系;第三类2个自交系;第四类有1个自交系。综上所述,9个性状对玉米产量影响大小分别为:穗重>行粒数>穗长>轴重>穗粗>轴粗>穗行数>含水量>秃尖。

植被恢复对侵蚀坡地表层土壤性质的影响

为了评价表层土壤有机碳和养分对放牧和不同植被类型互作的反应,选择四川省西昌市西溪乡牛郎村马家松坡放牧丘陵坡地,分别在坡顶、上、中、下部各层采集有乔木(桉树)、灌木(米油枝)、草本3种类型植被覆盖以及无植被覆盖的0—5 cm表层土壤,测定分析了土壤容重、土壤有机碳、速效氮含量。结果表明,植被对改善表层土壤有机碳和速效氮含量的作用大小顺序为:米油枝>草本植物>桉树。米油枝、草本植物能显著提高土壤有机碳和速效氮含量,桉树改善表层土壤有机碳和速效氮含量的作用则比较小。不同坡位对土壤有机碳、速效氮含量无显著影响。不同植被类型下表层土壤容重变化为:米油枝下土壤<桉树下土壤<草地<裸地。米油枝能显著降低表层土壤容重,而在不同坡位间无显著差异。不同植被类型下表层土壤对放牧的反应不同。放牧显著降低了桉树林下表层土壤有机碳和速效氮的含量,对米油枝和草本植物覆被下表层土壤性质的影响不显著。

芦苇叶类黄酮高效液相色谱分析

目的:分析芦苇叶类黄酮的组分。方法:制备芦苇叶类黄酮提取浓缩过程中形成的析出物和浓缩液再经大孔树脂纯化后产生的初纯物,优化两种样品中类黄酮苷转化为苷元的水解条件,采用高效液相色谱(HPLC)法测定两种样品和其水解样品类黄酮的组分。结果:析出物和初纯物的总黄酮含量分别为57.1%和18.5%,酸浓度1.4mol/L、温度80～90℃条件下水解4h可获得相对最好的水解效果;HPLC测定表明,析出物含32种组分,其中7种得到确定,初纯物含22种组分,其中5种得到确定;水解析出物含28种组分,其中7种得到确定,水解初纯物含25种组分,其中7种得到确定。结论:芦苇叶含有芦丁、野黄芩苷、橙皮苷、木犀草素、槲皮素、芹菜素、山奈酚、异鼠李素(或橙皮素)、异甘草素和黄芩素,其中芹菜素含量最高,还有许多未确定的类黄酮。

小儿肺炎支原体感染与年龄、性别的关系探讨

目的通过对呼吸道感染患儿血清中肺炎支原体抗体的检测,调查小儿肺炎支原体抗体感染的状况及与患儿性别、年龄的关系。方法采集患儿静脉血、血清做倍比稀释,用日本富士肺炎支原体诊断试剂盒SERODIA-MYCOⅡ做颗粒凝集实验。结果在5155例呼吸道感染患儿中共检出肺炎支原体抗体阳性病例2831例,阳性率为54.9%,男、女患儿阳性率分别为49.6%和63.3%,男女差别具有统计学意义。1岁以内患儿阳性率明显低于其他年龄段,其他年龄段之间阳性率无明显差异;门诊与住院患儿阳性率分别为65.5%和43.2%。结论肺炎支原体感染好发于1岁以上儿童,女童感染机会高于男童,门诊患儿阳性率高于住院患儿。肺炎支原体抗体检测可作为小儿呼吸道感染的常规检测项目。

慢性应激对心脏交感神经和室性心律失常易感性的影响

目的:探讨慢性应激对心脏交感神经和室性心律失常易感性的影响。方法:将30只SD大鼠随机分为对照组和慢性应激组,每组15只。对照组正常条件下饲养,慢性应激组给予慢性不可控应激刺激4周,用旷场试验和糖水试验评估行为学,用短阵快速刺激(Burst刺激)评估麻醉状态下室性心律失常诱发率,采用免疫组化法检测心脏交感神经重构相关指标酪氨酸羟化酶的变化。结果:造模后,慢性应激组较对照组糖水偏爱比及旷场实验指标显著下降,差异有统计学意义(P<0.05)。麻醉状态下,慢性应激组血压与对照组比差别无统计学意义(P>0.05),心率较对照组快(P<0.05),室性心律失常诱发率较对照组高(P<0.05)。心肌Masson染色显示:慢性应激组心室肌间质胶原容积分数(3.94±1.81)%高于对照组(2.71±1.64)%,但差异无统计学意义(P>0.05)。免疫组化结果:慢性应激组心室肌酪氨酸羟化酶含量(1397.8±268.8)μm2/mm2较对照组(995.0±232.3)μm2/mm2增多,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:慢性应激能增加室性心律失常的易感性,心脏交感神经重构可能是其重要机制。

微波提取芦苇叶类黄酮的工艺研究

确定微波提取芦苇叶类黄酮的工艺条件。以料液比、微波提取时间、压力和功率分别作为影响提取率的条件因素进行单因素试验,在此基础上,采用正交试验优化微波提取芦苇叶类黄酮的工艺条件,并将微波工艺与其它提取工艺的提取结果相比较。在乙醇浓度为70%的条件下,微波法提取芦苇叶类黄酮最佳工艺参数为:液料比为30:1,微波功率为600 W,提取时间13 min,微波压力为1.4 MPa,在此工艺条件下,类黄酮的得率为1.46%。与其他方法比较,微波提取芦苇叶类黄酮具有产率高,提取时间短的优点。

深圳地区儿童血培养的病原菌分布及耐药性研究

目的探讨深圳地区儿童血培养的病原菌分布特点及其耐药情况，为临床诊疗提供参考。方法血培养采用Baet／AIERT 3D全自动检测系统，并以VITEK32微生物分析系统进行细菌鉴定及药敏分析。结果血培养阳性率为7．3％，共检出192株病原菌，其中革兰阳性菌144株，占75％，革兰阴性菌46株，占24％，真菌2株，占1％，分离率前五位的病原菌依次为凝固酶阴性葡萄球菌（CNS）121株（63.0％），大肠埃希菌12株（6.3％），肺炎克雷伯菌10株（5．2％），伤寒沙门菌8株（4，1％），铜绿假单胞菌7株（3．6％）。CNS对青霉素、氨苄西林／舒巴坦、红霉素耐药率均超过80％，但对万古霉素、莫西沙星、利奈唑烷、呋喃妥因敏感；MRCNS检出率为83％，革兰阴性杆菌对氨苄西林，复方新诺明、头孢吡肟的耐药率为50％-90％，但对亚胺培南、左旋氧氟沙星、哌拉西林／他唑巴坦、呋喃妥因、丁胺卡那较敏感。结论发现凝固酶阴性葡萄球菌是深圳地区儿童败血症主要的病原菌，了解病原菌分布特点及其耐药情况对临床合理选用抗生素具有重要意义。