置入微创椎间融合器高度对青少年腰椎间盘突出症患者腰椎生物力学的影响

背景:青少年腰椎间盘突出症是引起青少年腰疼的主要病因,目前绝大多数患者通过保守治疗干预,而当长期的非手术治疗尝试后,患者的症状没有得到充分缓解或者当患者出现神经麻痹或马尾神经受压的症状时,手术可能是防止进一步损伤的必要手段,而选择合适的椎间融合器至关重要。目的:探究青少年腰椎间盘突出症患者置入不同高度微创椎间融合器固定后对腰椎生物力学的影响。方法:采集一名17岁男性青少年腰椎间盘突出症患者(L4-5节段突出)的CT扫描资料,MIMICS三维重建后,选择用与实验对象椎间隙等高和高于椎间隙3 mm椎间融合器进行分析,设计重建两种可膨胀混合材料椎间融合器:融合器L前高11 mm、后高9 mm、宽9 mm、长28 mm;融合器H前高14 mm、后高11 mm、宽11 mm、长28 mm,并对腰椎融合器进行建模。将融合器与腰椎模型经过优化处理,逆向建模后导入ABAQUS并最终得到腰椎融合三维模型。模拟人体腰椎后伸、前屈、右侧弯、左侧弯等生理活动,得到相应应力云图,观察L4-5椎体在7种不同工况下的生物力学特征。结果与结论;(1)两种融合器终板最大应力均在前屈和后伸工况,前屈工况H融合器上、下终板应力值为(18.27±3.80)MPa和(15.02±3.24)MPa;L融合器上、下终板应力值为(9.16±0.05)MPa和(9.17±1.83)MPa;后伸工况H融合器上、下终板应力值为(19.11±4.03)MPa和(16.32±3.72)MPa;L融合器上、下终板应力值为(9.13±0.01)MPa和(4.92±1.01)MPa;(2)除中立位L5上终板,其余不同工况下H型融合器终板应力值均大于L型融合器终板,差异有显著性意义(P<0.05);(3)同一椎间隙中选择高度超过椎间隙高度3 mm的椎间融合器更稳定。

基于离散元法的茶叶抖筛机结构参数优化与试验

茶叶抖筛机是茶叶精加工的关键装备,传统抖筛装备主要通过经验设计,筛分性能较差,主要表现在筛净率较低、误筛率较高。该研究结合抖筛机的筛分原理,运用solidworks构建虚拟样机,利用EDEM软件建立茶叶颗粒离散元仿真模型,通过单因素仿真试验对茶叶颗粒进行动力学分析,结果表明,连杆长度、曲柄半径和筛面倾角是茶叶抖筛机筛分性能的主要影响因素。以筛净率、误筛率为评价指标,设计三因素三水平二次旋转正交试验,并运用DesignExpert软件对试验数据进行回归分析,当连杆长度为1 977 mm、曲柄半径为25 mm、筛面倾角为2.8°时,茶叶筛净率为94.5%、误筛率为4.61%,筛分性能最优。以最优结构参数进行验证试验,筛净率为93.8%,误筛率为4.73%,生产效率为319 kg/h,较优化前筛净率提高3.42%,误筛率降低7.62%,生产效率提高8.87%。该研究结果可为茶叶筛分装备的优化提供理论依据。

名优茶连续式理条机参数优化设计与试验

针对传统茶叶理条做形装备主要依靠经验法设计,存在做形质量不佳的问题,该研究运用数值法对连续式茶叶理条机结构与作业参数进行优化,以改善连续式理条机的理条作业性能。通过对连续式理条机进行运动学分析,得到锅槽速度、加速度表达式,并探究锅槽运动与茶叶理条状态之间的关系;通过研究茶叶在连续式理条机锅槽内的运动规律和受力情况,建立茶叶-正U形槽动力学模型,分析了茶叶在锅槽运动周期内各阶段的受力特点及对茶叶成形的作用;运用EDEM软件建立茶叶理条仿真模型,对影响茶叶成形的曲柄转速、锅槽振幅、锅槽倾角、凸棱个数和凸棱高度等关键设计参数进行仿真模拟,得到上述因素作用下茶叶颗粒的平均速度、平均受力与做形时间的关系曲线,并以仿真结果为依据设计三因素三水平正交试验,以成条率、碎茶率为评价指标,利用Design-Expert软件进行数据处理与回归分析,并对优化结果进行验证试验。仿真结果表明:曲柄转速、锅槽振幅和凸棱个数等对理条质量影响较大,茶叶纵向占比率随理条时间增加而升高,促使茶叶主茎脉轴线方向受力形成条状外形;以曲柄转速为195 r/min、锅槽振幅为99 mm、凸棱个数为2的最优参数组合进行验证,成条率为87.39%,碎茶率为1.85%,与优化结果基本一致。研究结果可为连续式茶叶理条机优化设计提供理论参考。

山区应急供水装备路径规划系统设计与应用

灾后救援保障中,应急供水扮演着至关重要的角色.然而,由于山区地形和地貌条件复杂多变,现场指挥调度尤为关键,关系着救援人员能否迅速展开保障装备进行应急供水作业.文中基于多智能体强化学习(multi-agent proximal policy optimization,MAPPO)算法进行了路径规划系统的设计,并进行了试验仿真验证,根据奖励图结果确认该路径规划系统的可行性,并实现系统运行可视化,证明该路径规划系统可以初步满足山区应急供水装备路径规划需求.在此基础上,结合Mask2Former图像分割模型优化山区应急供水装备路径规划系统,将地物信息输出结果和路径规划结果相结合,有效避免了单一路径规划算法在受到环境影响时结果波动较大的问题,提高了路径规划的鲁棒性和可靠性.将该路径规划系统集成至山区应急供水装备指挥平台,以解决山区应急供水路径规划问题,为山区应急供水装备的实际运行提供了有力支持.

果型和抗性基因协同对番茄黄化曲叶病毒带毒量的影响

以12份番茄种质为试材,其具有2类果实大小和3种不同抗性基因,通过检测番茄黄化曲叶病毒病田间抗性和带毒量指标,探索果实大小、抗病基因与田间抗性、带毒量之间的关系。结果显示,在自然传毒情况下,所有番茄材料都能检测到病毒感染。在番茄定植后28 d,小果型番茄M8(I)、M5(I)、M3(I)、M7(I)、M9(I)和M11(HR)带毒量均较低,大果型番茄M6(S)、M10(S)、M4(S)和M2(S)带毒量均较高,且小果型番茄田间发病率明显低于大果型番茄。除了Ty-1/ty-1单基因抗性不受番茄果实大小影响外,携带其他单基因或聚合基因抗性的番茄种质均与果实大小有关。在此节点上,带毒量越高抗性越弱,带毒量越低抗性越强。总体来说,在遭受番茄黄化曲叶病毒侵染时,小果型番茄田间抗性强于大果型番茄。

耳穴埋籽在良性前列腺增生临床治疗中的干预作用

目的评价分析耳穴埋籽在良性前列腺增生(BPH)患者临床治疗中的干预作用。方法选取2021年1月至2022年10月南京中医药大学附属盐城中医院(盐城市中医院)收治的105例BPH患者作为研究对象,采用随机数字表法分为治疗组(n=55)和对照组(n=50)。对照组采用盐酸坦索罗辛缓释胶囊和非那雄胺片治疗,治疗组在对照组治疗基础上联合王不留行籽耳穴(尿道、膀胱、肾、缘中、皮质下)贴压。比较两组治疗前后前列腺体积(PV)、排尿后膀胱残余尿量(PVR)、最大尿流率(Qmax),比较两组治疗前后国际前列腺症状评分(IPSS)和生活质量(QOL)评分。结果治疗后,两组IPSS、QOL评分、Qmax均优于治疗前,且治疗组优于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);治疗后,治疗组PVR小于治疗前(P<0.05),且小于对照组,但差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,两组PV与治疗前比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论耳穴埋籽治疗BPH的疗效确切,可有效改善尿动力学指标,缓解前列腺症状,提升生活质量。

基于位置信息指纹的蓝牙/WiFi混合定位方法

针对蓝牙/无线保真(WiFi)混合定位精度不理想、稳定性差等问题,提出了基于位置信息指纹的蓝牙/WiFi混合定位方法,该方法由离线阶段与在线阶段组成。在离线阶段,首先将采集的蓝牙/WiFi信号强度分为2组,第1组用于构建蓝牙、WiFi和蓝牙/WiFi混合指纹库;第2组作为训练指纹,分别与蓝牙、WiFi及蓝牙/WiFi混合指纹库匹配定位,以获得蓝牙、WiFi及蓝牙/WiFi混合指纹估计位置。随后,基于指纹估计位置和参考点构建位置信息指纹库。在在线阶段,先进行蓝牙、WiFi和蓝牙/WiFi混合指纹定位,然后结合蓝牙、WiFi和混合指纹估计位置生成在线位置信息指纹,最后,利用K近邻(KNN)算法实现与位置信息指纹库的匹配定位。实验结果表明,提出方法在2个公开数据集上的定位效果明显优于加权K近邻(WKNN)、高斯过程回归(GPR)和支持向量机(SVM)方法。在数据集一中,提出方法的均方根误差(RMSE)比WKNN、GPR和SVM最少减小了41.21%、48.33%和67.56%;在数据集二中,提出方法的平均绝对误差(MAE)为0.914 m,远优于WKNN、GPR和SVM。

基于金字塔注意力机制的遥感图像超分辨率网络

针对超分辨率算法重建的遥感图像细节等信息丢失的问题,为保证遥感重建图像包含较多的纹理、高频信息,在生成对抗网络基础上提出一种基于金字塔注意力机制的遥感图像超分辨率网络。设计了一种全新的金字塔双重注意力模块,包括通道注意力网络和空间注意力网络。通道注意力网络中采用金字塔池化取代平均池化和最大池化,该结构设计从全局和局部信息角度出发增强特征表述能力;空间注意力网络则采用大尺度卷积,以加强局部信息的提取程度,可有效提取纹理、高频等信息。设计密集多尺度特征模块,利用非对称卷积提取不同尺度的特征信息,通过密集连接融合多层级尺度特征以加强纹理、高频等信息的提取精度。在公开的NWPU-RESISC45数据集上进行实验验证,实验结果分析表明,该算法在主观视觉效果和客观评价指标上均优于对比方法,重建性能相对较好。

m6A基因模型预测胶质母细胞瘤患者的预后

目的:构建m6A相关胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)预后模型,识别受m6A调控的潜在预后生物标志物。方法:从TCGA和GEO中分别收集了GBM的表达、临床表型和生存数据,m6A2Target中获取m6A调控因子。获得m6A调控因子与TCGA-GBM基因交集。根据TCGA-GBM表达,计算正常-癌症间差异的基因。基于差异的m6A调控因子进行一致性聚类,识别亚型,构建亚型间差异的预后相关基因模型,并进行验证。结果:从m6A2Target中获取了21个m6A调控因子,与TCGA-GBM包含的基因交集有19个。其中6个m6A调控因子在GBM显著上调。基于差异的m6A调控因子的表达进行一致性聚类,得到cluster1/2共2个亚型。且cluster2亚型中患者的免疫评分以及基质评分均显著高于cluster1,但cluster1的整体肿瘤纯度显著高于cluster2。生存分析发现,cluster2生存预后更差。cluster1和cluster2之间显著差异表达的基因共6591个,单因素cox回归和多因素cox回归筛选到171个显著预后相关基因。LASSO-cox回归构建预后风险模型显示在训练集(TCGA-GBM)及测试集(GSE121720)中均具有较好的模型效能。结论:多个m6A因子在GBM患者中存在显著差异,且基于m6A分型的2组患者存在预后不同,并基于m6A的组间差异构建了预后模型可指导患者的5年生存率。

曹洋运用“健脾祛湿、解毒抑瘤”法治疗晚期肠癌的经验浅析

结直肠癌发病率高,且预后欠佳。本文总结曹洋教授在长期中西医结合诊疗实践中形成的用药规律及经验,提出“健脾祛湿、解毒抑瘤”是治疗结直肠癌的基本治法之一,形成“参术菝瘤方”基础方加减治疗晚期结直肠癌,同时注重兼症的处理,灵活选用药物,并附验案以举隅。

家蚕单羧酸转运蛋白基因家族的鉴定与表达模式分析

单羧酸转运蛋白(Monocarboxylate Transporter, MCT)是细胞膜上重要的跨膜转运蛋白,负责乳酸、丙酮酸等单羧酸类化合物的跨膜运输,参与机体代谢平衡调节。通过生物信息学方法对家蚕MCT家族基因成员进行了鉴定分析,并利用qRT-PCR技术对其表达模式进行了检测。结果显示,家蚕基因组中存在21个MCT家族基因,其编码氨基酸长度为438~791 aa,等电点为5.47~9.69。分析发现家蚕MCT家族基因分布于7条染色体上,其中在第5号、7号、13号和23号染色体上存在串联重复现象。该家族基因均编码含有6个以上的保守基序的蛋白质,其中MCT9蛋白含有12个跨膜结构域,与人类、果蝇、蜜蜂、赤拟谷盗、非洲爪蟾中的同源蛋白相似。聚类分析结果显示,21个成员中有15个与果蝇、蜜蜂、赤拟谷盗等昆虫中的MCT蛋白成员聚在一支,而人类只有4个MCT蛋白序列同昆虫聚在一起,其余10个单独聚为一支。进一步对这些基因在家蚕不同组织中的表达模式进行检测,结果显示,BmMCT5基因在家蚕5龄第3天幼虫的中肠组织特异性高量表达,BmMCT1、BmMCT7、BmMCT9-2、BmMCT14-2、BmMCT18基因在马氏管特异性高量表达,推测它们在家蚕的消化、排泄等基础代谢中发挥重要作用。研究结果为深入探讨家蚕MCT家族基因的生物学功能提供了理论依据和数据支持。

旋冲钻进系统控制策略研究现状与发展趋势

深部硬岩地层钻进效率低、成本高等问题是深井、超深井钻井过程中长期面临的难点问题。旋冲钻进技术由于破岩效率高、能降低黏滑振动以及钻压传递效率高等优点,在深地资源勘探开采、应急钻孔救援、钻井工程施工等领域逐渐得到应用,呈现出广阔的应用前景。然而,旋冲钻进系统具有强耦合、高度非线性、参数时变性、负载工况多变、多源动力协同等特性,常规控制方法难以取得理想的控制效果。为提升深井、超深井高端钻进装备的可靠性和智能化水平,研究钻进系统的控制策略具有重要的理论研究价值和工程实际意义。对旋冲钻进系统的组成结构及功能进行介绍;从钻速、钻压、钻进轨迹控制等角度综述近年来国内外研究机构和学者的研究成果;最后,对旋冲钻进系统控制策略未来的发展方向进行分析与展望。

云南火焰兰的花形态和花药发育的胚胎学特征

关于珍稀濒危植物火焰兰属的研究资料较少。该文以云南火焰兰为研究对象,通过显微镜和石蜡切片技术观察了云南火焰兰的花形态和花药发育胚胎学特征,并结合现有资料探讨了其分类学意义。结果表明:(1)具有分类学意义的花形态特征为唇瓣三裂且花距不明显,合蕊柱圆柱形,花药帽紫色具黄条纹,花粉团一对且由粘盘及粘盘柄连接。(2)花药原基分化出一对侧生花药室,每个花药室的小孢子囊中央分化出一条偏离中轴的不育隔膜组织,发育为一对不等大的次生小孢子囊;花药成熟时,因不育隔膜组织降解而形成2个深裂花粉团。(3)发育完整的花药壁有5~6层,为“多层型”花药壁,包括表皮、2~3层药室内壁、中层和绒毡层;绒毡层细胞为单核、腺质型。花药成熟时,药室内壁发生纤维状加厚,花药室在远轴端开裂散粉。(4)小孢子母细胞经同时型胞质分裂,形成正四面体和左右对称排列的小孢子四分体,小孢子保持在四分体内,经有丝分裂发育为2-细胞型的四合花粉,排列紧密,形成坚固的花粉团;在花药发育过程中未观察到花粉败育现象。该研究结果为火焰兰属的分类学和保护生物学提供了新资料。

旋冲钻井技术研究现状与展望

随着中国资源勘探开发面向深层、超深层发展以及对应急钻孔救援水平保障能力的更高需求,旋冲钻井技术成为高效钻井领域的研究热点.旋冲钻井技术相较于传统旋转钻井技术,具备硬岩地层钻进效率高、钻压调控灵活、黏滑振动强度低等优势,广泛应用于深海深地资源勘探开采、应急钻孔救援等领域,具有广阔的应用前景.现阶段,在复杂岩层以及多变工况等条件下,进一步提高旋冲钻进效率、降低成本成为深井、超深井钻井过程中面临的首要任务.文中首先介绍了旋冲钻井技术的基本概念及优势;其次,综述了液动和气动2种冲击器的研制情况及结构特点;再次,讨论了高效破岩机制的研究进展和优化策略;从次,阐述了钻进效率关键影响因素方面的研究成果;最后,基于旋冲钻井技术研究成果和面临的挑战,对其未来研究方向进行了分析和展望.

旋转机械健康状态评估方法研究现状与展望

旋转机械是机械装备的重要组成部分,其内部结构复杂度高,关键零部件与子系统之间耦合度强,长期在复杂工况下运行易发生故障.一旦发生故障,会导致整机性能下降,甚至造成重大经济损失或人员伤亡.因此,旋转机械健康状态评估研究已成为现代国防与工业装备发展中的重点之一.从旋转机械的健康管理与智能运维需求出发,首先,论述了健康状态评估在机械设备智能运维中的地位和作用;其次,介绍了健康状态评估技术的概念、状态等级的划分以及评估指标;再次,阐述了基于知识经验、模型驱动和数据驱动的典型评估方法;进而,综述了近年来国内外学者在泵、轴承、齿轮箱和航空发动机等典型旋转机械健康状态评估方面的研究成果;最后,基于健康状态评估方法研究面临的技术挑战和发展趋势,对旋转机械健康状态评估方法的发展方向进行了探讨和展望.

紫纹兜兰的花形态和双雄蕊花药发育及分类学意义

兜兰属的分类系统学争议较大,亟待更多资料澄清。该文利用体式解剖镜和石蜡切片技术观察了紫纹兜兰的花结构和双雄蕊花药发育特征。结果表明:(1)花形态特征支持将紫纹兜兰放置于兜兰亚属的单花斑叶组,包括萼片具脉纹、花瓣长圆形带黑褐斑,唇瓣具直立的耳状结构,退化雄蕊新月形等。(2)花药原基分化出一对侧生并列的药室,花药室中央分化出一条不完全贯穿的不育隔膜组织,将其分化为两个小孢子囊。在花药成熟时,不育隔膜组织被降解吸收,两个花粉囊通过次生融合形成一枚马鞍形的黏性花粉团。(3)发育完整的花药壁有4层,由外到内分别为表皮、药室内壁、中层和绒毡层,符合单子叶型花药壁。花药壁具绒毡层和内绒毡层,均为2核。在2-细胞花粉时期,中层和绒毡层发生降解,药室内壁发生纤维状加厚。(4)小孢子母细胞经同时型胞质分裂形成不同排列方式的小孢子四分体,包括正四面体、左右对称和十字交叉型,并且同一药室的小孢子母细胞减数分裂不同步现象明显。(5)在雄配子体发育阶段,小孢子或保持在四分体内或从四分体中游离出来,经有丝分裂发育为2-细胞型花粉,形成具有黏性的四合花粉或花粉粒。基于现有资料,该文比较分析了紫纹兜兰不完全贯穿的不育隔膜组织、单子叶型花药壁、具2核的绒毡层和内绒毡层、同时型胞质分裂和黏性花药等特征的分类学意义,为理解兜兰属及杓兰亚科的分类学和保护生物学提供新资料。

基于雷达和视频融合的目标检测

基于视频的目标检测在恶劣天气情况下识别效果较差,故需弥补视频缺陷、提高检测框架的鲁棒性。针对此问题,文中设计了一个基于雷达和视频融合的目标检测框架,利用YOLOv5(You Only Look Once version 5)网络获得图片特征图与图片检测框,利用基于密度的聚类获得雷达检测框,并将雷达数据进行编码,得到基于雷达信息的目标检测结果。最后将两者的检测框叠加得到新ROI(Region of Interest),并得到融合雷达信息后的分类向量,提高了在极端天气下检测的准确率。实验结果表明,该框架的mAP(mean Average Precision)达到了60.07%,且参数量仅为7.64×10^(6),表明该框架具有轻量级、计算速度快、鲁棒性高等特点,可以被广泛应用于嵌入式与移动端平台。

不同抗氧化剂对牦牛冷冻精液精子活力的影响

为研究维生素C(VC)、维生素E(VE)、维生素B_(12)(VB_(12))及白藜芦醇(Res)抗氧化剂对牦牛冷冻精液精子活力的影响,在卡苏稀释液中分别添加浓度为0、200、400、600、800、1000、1200μg/mL抗氧化剂,确定抗氧化剂的单因素适宜添加量。根据单因素试验结果进行4因素3水平的响应面优化试验,确定冷冻精液中复合抗氧化剂的适宜添加量。结果表明:VC、VE、VB_(12)及Res的单因素适宜添加量分别为200、400、400、400μg/mL,精子活力最大值分别为83.28%、79.72%、78.18%、69.38%。通过响应面优化VC、VE、VB_(12)及Res的添加量分别为228.80、447.00、394.05、400.69μg/mL,精子活力理论值为82.44%。通过3次验证试验,VC、VE、VB_(12)及Res的添加量分别在230.00、450.00、400.00、400.00μg/mL时,牦牛冷冻精液精子活力平均值为83.66%,超过理论值,较好地预测实验结果。

通过整合的生物信息学方法鉴定H和L型血管内皮细胞中的ceRNA网络

目的:H型血管是一种骨特异性微血管亚型(CD31hiEmcnhi),在成血管-成骨耦联机制中具有重要的调节作用。研究报道H和L型血管在骨骼生理和病理条件下发挥不同的作用,它们之间的遗传差异仍有待阐明。本研究旨在通过整合的生物信息学方法构建H和L型血管内皮细胞中关键差异表达(differential expression,DE)基因的竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA,ceRNA)网络。方法:从ArrayExpress和基因表达综合(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库中下载相关原始数据,通过Limma R-Bioconductor包筛选H和L型血管间的DE lncRNAs、DE miRNAs和DE mRNAs,构建总ceRNA网络,随后根据蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络筛选出上调和下调的关键基因,以此精细化ceRNA网络并对关键基因进行富集分析。最后,通过流式细胞术和real time RT-PCR进行随机验证。结果:共鉴定出1 761个DE mRNAs、187个DE lncRNAs和159个DE miRNAs,通过相互作用关系构建总ceRNA网络;通过PPI网络筛选出6个上调(Itga5、Kdr、Tjp1、Pecam1、Cdh5、Ptk2)和2个下调(Csf1r、Il10)的关键基因,并以此构建关键基因相关的ceRNA亚网络。上调的关键基因主要富集在血管生成与血管凋亡的负调控;流式细胞术和real-time RT-PCR的结果与生物信息学分析结果一致。结论:本研究根据所筛选的关键基因提出上调和下调的H型和L型血管内皮细胞相关的ceRNA网络,为H型和L型血管内皮细胞在骨代谢中的调控机制提供了新见解。

PNIMMO与典型固体推进剂组分表界面作用研究

为实现聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(PNIMMO)在推进剂配方中的进一步应用,研究了PNIMMO与4种典型固体推进剂组分(RDX、HMX、AP及Al)之间的表界面作用。利用接触角测量仪测定了各组分与不同溶剂的接触角,进而得到了各组分的表面张力,在此基础上计算了PNIMMO与典型固体推进剂组分的界面张力和黏附功,并推测了其作用机理。结果表明:PNIMMO的表面张力较小,易于在推进剂组分表面铺展。PNIMMO与推进剂组分间的界面张力大小顺序为:γ_(SL)(PNIMMO-AP)>γ_(SL)(PNIMMO-Al)>γ_(SL)(PNIMMO-RDX)>γ_(SL)(PNIMMO-HMX)。PNIMMO与推进剂组分间的黏附功大小顺序为:W_(a)(PNIMMO-AP)>W_(a)(PNIMMO-RDX)>W_(a)(PNIMMO-HMX)>W_(a)(PNIMMO-Al)。PNIMMO与HMX粘结作用最强,与Al粘结作用最弱。与传统粘合剂HTPB相比,PNIMMO有利于改善推进剂的力学性能和流变性能。