基于多视角三维点云融合的采棉机器人视觉感知方法

针对传统采棉机器人因单一视角和二维图像信息带来的视觉感知局限问题,本文提出了一种多视角三维点云配准方法,以增强采棉机器人实时三维视觉感知能力。采用4台固定位姿的Realsense D435型深度相机,从不同视角获取棉花点云数据。通过AprilTags算法标定出深度相机RGB成像模块与Tag标签的相对位姿,并基于深度相机中RGB成像模块与立体成像模块坐标系间的转换关系,解算出各个相机间点云坐标的对应变换,进而实现点云间的融合配准。结果表明,本文配准方法的全局配准平均距离误差为0.93 cm,平均配准时间为0.025 s,表现出较高的配准精度和效率。同时,为满足采棉机器人感知的实时性要求,本文对算法中点云获取、背景滤波和融合配准等步骤进行了效率分析及优化,最终整体算法运行速度达到29.85 f/s,满足采棉机器人感知系统实时性需求。

高分子材料与工程专业综合设计型实验教学探索

“高分子全流程实验”是一门涉及高分子化学、高分子物理和高分子工程的综合设计型实验课程,让学生完成对高分子材料从合成到性能表征及应用的全流程认识和实践过程,旨在培养学生综合运用高分子相关知识的能力,以及解决复杂工程问题的能力。基于工程教育理念,分别从课程内容、教学方法和手段、课程评价体系以及实验课程思政教育方面对课程进行了一系列改革探索,丰富了实验教学资源,提高了本科实验教学水平,为高分子材料与工程专业创新型人才培养提供了新思路。

Mini-CEX联合CBL教学法在胰腺外科实习教学中的应用

目的:探讨迷你临床演练评估联合案例中心教学法在胰腺外科实践教学中的应用。方法:将68名在胰腺外科实习的五年制医学生随机分为试验组和对照组,每组34人,分别采用Mini-CEX联合CBL教学法和传统教学模式。比较两组在出科考试和问卷调查中的表现,以综合评估学习质量。结果:试验组与对照组理论考核成绩无显著差异(P>0.05);试验组的实际操作和案例分析成绩、问卷调查评分均优于对照组(P<0.05)。结论:Mini-CEX联合CBL教学法在胰腺外科的实践教学中具有良好的效果,可以提高学生对相关知识的掌握程度。

压力性尿失禁患者物理治疗效果及其早期相关因素

目的对尿失禁患者物理治疗的疗效及其早期影响因素进行分析。方法将2019年6月至2021年12月于河北医科大学第一医院诊治的200例压力性尿失禁患者纳入研究,采用随机数字表法分为干预组及对照组,比较两组患者年龄、性别等一般临床资料,对照组予常规治疗,干预组在常规治疗基础上联合物理治疗,比较两组患者症状及生活质量等指标,并根据治疗结果将干预组患者分为有效组及无效组,比较两组患者一般临床资料,采用多因素logistics回归模型对影响患者疗效指标进行分析,采用R软件绘制疗效预测风险列线图,建立疗效预测评分模型,并对其预测价值进行验证。结果两组患者年龄、体质指数(BMI)、治疗前两组患者1 h漏尿量、I-QOL评分、快速收缩盆底肌电位等基线指标差异无统计学意义(均P>0.05)。治疗后及随访截止时两组患者1 h漏尿量、I-QOL评分等指标均较治疗前好转,且干预组改善情况显著优于对照组(均P<0.05)。有效组患者年龄、BMI、阴道分娩次数、既往盆腔手术史患者比例及站立休息肛提肌裂孔面积显著低于无效组,仰卧位休息膀胱颈高度、站立休息膀胱颈高度显著高于无效组(均P<0.05)。多因素logistics回归示高龄(OR=1.243,P=0.000)、高BMI(OR=1.792,P=0.000)、多阴道分娩次数(OR=6.537,P=0.003)是物理治疗无效的独立危险因素,而高站立休息膀胱颈高度(OR=0.855,P=0.024)是物理治疗疗效独立保护因素;SUI患者疗效预测列线图示疗效预测评分模型预测SUI临床疗效的一致性指数为0.986(0.912~0.997),疗效预测发生率与实际发生率的平均绝对误差为0.013,二者一致性良好。结论基于年龄、BMI及膀胱颈高度等指标构建的疗效预测模型可有效预测患者临床疗效,有助于早期制定干预措施。

中药直肠滴入联合乳果糖治疗热扰心神型肝性脑病的临床疗效及对血清内毒素、血氨和肠黏膜屏障功能的影响

目的中药直肠滴入联合乳果糖治疗热扰心神型肝性脑病(HE)的临床疗效及对血清内毒素、血氨和肠黏膜屏障功能的影响。方法选取2021年4月至2022年3月秦皇岛市第三医院收治的126例HE病人按随机数字表法分为乳果糖组、中药直肠滴入组和乳果糖联合中药直肠滴入组(联合组),每组各42例,均给予常规支持治疗后,乳果糖组采用单一乳果糖治疗,中药直肠滴入组采用单一中药直肠滴入治疗(大黄、黄连、黄芩各20g,加水800mL煎至150mL),联合组采用乳果糖联合中药直肠滴入治疗,均治疗1周,观察三组病人治疗前后血清内毒素水平、血氨水平、肝功能指标[天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT)、总胆红素(TBil)]水平、炎症因子[肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)]水平、肠黏膜屏障功能[二胺氧化酶(DAO)、D-乳酸(D-LA)]水平和中医症状评分等变化情况,并评估三组病人精神状态改善时间、临床疗效和不良反应。结果三组病人精神状态改善时间联合组(5.84±0.87)d<中药直肠滴入组(6.15±1.05)d<乳果糖组(8.24±1.21)d(P<0.001);三组病人临床治疗总有效率比较联合组95.24%>中药直肠滴入组92.86%>乳果糖组73.81%(P=0.005);治疗后,三组病人血清内毒素、血氨水平、TNF-α、IL-6、DAO、D-LA、AST、ALT、TBil水平水平,面赤、谵语、惊悸、失眠多梦、口干咽燥、心烦易怒等中医症状评分比较差异有统计学意义(均P<0.001)。结论三黄汤保留灌肠联合乳果糖治疗HE型肝性脑病疗效确切,可有效调节肠道内毒素,降低血氨水平,修复肠黏膜屏障,缩短神志恢复时间,改善肝功能,降低中医症状评分,且安全性高。

基于紫胶红素的靶标有色化免疫层析试纸条联检大肠杆菌O157∶H7和沙门氏菌

为摆脱免疫层析试纸条对配对抗体的依赖,文章设计了一种新型靶标有色化免疫层析试纸条,使用紫胶红素和十二合水硫酸铝钾媒染剂,通过先媒后染的方法,实现了免疫层析试纸条的“可视化”。验证结果显示,该试纸条对大肠杆菌O157∶H7和沙门氏菌的检测限均达到了106 CFU/mL;同时,与常见食源性致病菌间不存在交叉反应,在鸡胸肉、鸡蛋、牛奶等食品基质中能够在增菌9 h内检出。文章成功设计了一种操作简单、检测成本低,更易国产化的快速检测免疫层析试纸条,为后续免疫层析试纸条的设计提供了新思路。

非酒精性脂肪性肝炎病理改变对肝脏剪切波速度的影响

目的探讨影响非酒精性脂肪性肝炎(NASH)患者肝脏剪切波速度(SWV)的病理因素。方法选择上海中医药大学附属曙光医院肝病科经肝组织穿刺活检诊断的NASH患者43例,其中男性28例,女性15例;年龄38~64岁,平均年龄48.61岁;轻度脂肪肝14例(S1组),中度脂肪肝23例(S2组),重度脂肪肝6例(S3组)。所有患者超声引导下穿刺活检前,均进行肝脏常规超声检查及声触诊组织定量分析(VTQ)。根据病理结果回顾性分析纤维化、脂肪浸润程度及炎症对NASH患者肝脏SWV的影响。结果经肝组织穿刺活检诊断的NASH患者43例,其中早期NASH 26例,纤维化性NASH 13例,肝硬化4例,不同时期的NASH肝脏SWV差异有统计学意义[早期NASH组与纤维化NASH组(1.15±0.10)m/s vs(1.25±0.10)m/s。P<0.01。早期NASH组与NASH肝硬化组(1.15±0.10)m/s vs(1.44±0.21)m/s。P<0.01。纤维化性NASH组与NASH肝硬化组(1.25±0.10)m/s vs(1.44±0.21)m/s。P=0.00]。比较各组脂肪含量不同肝脏SWV,S3组与S1组、S2组SWV的差异有统计学意义[(1.34±0.06)m/s vs(1.13±0.08)m/s,(1.34±0.06)m/s vs(1.21±0.16)m/s。P均<0.05]。根据炎症程度分为小叶炎症16例(G1组)、小叶炎症合并门静脉炎症20例(G2组)和小叶炎症合并小叶间炎症(或桥接坏死)7例(G3组),不同炎症程度NASH肝脏SWV之间差异有统计学意义[G3 vs G1(1.43±0.12)m/s vs(1.15±0.09)m/s;G3 vs G2(1.43±0.12)m/s vs(1.17±0.09)m/s。P均<0.01]。结论肝脏纤维化是影响NASH患者肝脏SWV值的重要因素,其次是脂肪肝的程度,炎症对NASH患者肝脏SWV值的影响最小。以上结果可为今后临床无创性评估NASH程度提供客观依据。

一种空间微型质谱仪的芯片级离子源研究

设计了一种空间微型质谱仪用三电极场芯片级离子源结构,该离子源由5层电极板构成气体电离区和离子引出区。采用MEMS技术制备了芯片级离子源原理样机,测试了其电子流、离子流和稳定性。结果表明:该芯片级离子源能够产生0.357 mA以上的电子流,接收到的离子流可以达到527 pA,满足空间探测任务中微小型质谱仪离子源的功能要求。

不同采高下深部煤层覆岩应力场与塑性区演化数值模拟研究

随着浅部煤炭资源日渐匮乏,对深部煤层进行开采逐渐成为我国煤炭资源开采所面临的重大挑战。为深入探究不同采高对深部煤层开采覆岩应力与塑性区演化的影响规律,以陈四楼煤矿为工程背景,运用FLAC3D软件开展数值模拟研究。模拟结果表明:同一推进步距下,采高越大,覆岩的垂直应力变化越大,超前支承压力峰值增大,峰值区距煤壁距离随之增大,塑性区范围也越大,不连续现象依旧存在;同一采高下,工作面推进步距越大,覆岩垂直应力变化越大,应力降低区发生明显变化,超前支承压力峰值增大,峰值区距煤壁距离增加的更为明显,塑性区逐渐向上扩张,伴随不连续现象。

基于可解释机器学习的重症监护室脓毒症患者死亡风险预测

为了有效预测重症监护室脓毒症患者的死亡风险并分析影响结局的因素,建立了脓毒症患者死亡风险预测模型,为脓毒症患者的早期预防和死亡风险控制提供科学的参考依据。本研究以重症监护医学信息市场数据库作为数据来源,从中挑选符合要求的病患,使用贝叶斯网络模型训练相关特征预测脓毒症患者的死亡风险。纳入2 352例脓毒症患者,以患者是否死亡作为最终结局建立模型,模型的风险预测准确率为78.7%,优于逻辑回归模型(72.3%)和决策树模型(71.0%)。贝叶斯网络模型相较于其他模型具有更高的信服力,能够准确预测脓毒症患者的死亡风险,模型的可解释性能够辅助医护人员进行临床决策,同时能够更加合理、科学地分配医疗资源。

球形破片侵彻明胶运动模型及破片参数敏感性分析

为揭示球形破片对人体组织致伤机理,以明胶作为人体组织的替代物,基于动态空腔膨胀理论,考虑球形破片未完全侵入阶段的速度衰减,建立了球形破片侵彻明胶的分段运动理论模型,研究了球形破片侵彻明胶的运动规律。通过钢球和钨球侵彻明胶的实验验证了模型的正确性,求解了模型中的最优阻力系数。分析了理论计算过程中的误差来源,并推导得到了无量纲侵彻深度的表达式。利用Sobol′法进行了球形破片参数(直径、密度和速度)对侵彻深度影响的敏感性分析。结果表明:运动模型能够较好地模拟球形破片的运动规律;低密度的球形破片在未完全侵入阶段的速度衰减不能忽略;球形破片参数对侵彻深度影响的敏感性由高到低依次是速度、密度和直径。

爆轰加载下TATB基钝感炸药的冲击-卸载-再冲击实验装置设计与模拟

在一些特殊的工程应用和意外事故中,炸药内部可能会受到多次冲击压缩和卸载作用从而使其起爆性能发生变化,因此,需要一种可以模拟多次冲击和卸载的实验加载装置,用以研究炸药在复杂载荷下的起爆响应。基于爆轰加载原理,提出并设计了一种可以实现完全卸载的冲击-卸载-再冲击的爆轰加载实验装置,利用数值模拟对该装置进行了仿真设计和参数优化,并通过实验验证了数值模拟的准确性和装置设计的可行性。结果表明:利用所设计的爆轰加载装置驱动钨镁双层飞片撞击TATB基钝感炸药,通过调整装置中的间隙宽度,可以对炸药实现完全卸载的冲击-卸载-再冲击加载,为后续研究炸药在复杂载荷多次冲击下的起爆响应提供了一种新的实验技术。

UPLC-MS/MS法同时快速检测有机肥中55种抗菌药物

建立了同时检测有机肥中磺胺类、大环内酯类、喹诺酮类3类55种抗菌药物残留的超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)。将有机肥研磨、过筛制成试验样品后,使用HLB固相萃取柱净化,上样后依次用去离子水、5%乙腈水溶液淋洗,甲醇/乙酸乙酯溶液(体积比7∶3,含5%氨水)洗脱,氮吹吹干,0.1%甲酸水/乙腈(体积比=9∶1)复溶;在多反应检测模式下进行测定,外标法定量。结果表明,4批有机肥中55种药物在1.0~100μg/kg范围内线性关系良好(R2>0.9900),该方法的检出限为2.0~7.5μg/kg,定量限为5.0~25.0μg/kg,各种药物的回收率为60.2%~118.7%,批内相对标准偏差(n=5)为0.5%~15.0%,批间相对标准偏差(n=20)为4.3%~24.1%。该方法简单可靠,净化效果好,适用于有机肥中磺胺类、喹诺酮类、大环内脂类药物的同时检测。

神经示踪染料DiI影响溃疡性结肠炎小鼠背根神经节神经元电学特性

目的:探究在神经示踪结合膜片钳全细胞记录的实验中,示踪染料DiI是否会对小鼠背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)神经元兴奋性产生影响。方法:采用SPF级雄性C57BL/6J小鼠,经5%葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium,DSS)诱导溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)模型,在T12~L2皮节多点注射DiI逆向示踪躯体感觉神经元,分离全组织DRG并进行全细胞膜片钳记录。结果:HE染色结果显示模型诱导成功。膜片钳记录未经标记的小鼠DRG神经元,模型组小鼠膜电位兴奋性高于正常组小鼠。两组小鼠示踪后,正常示踪组和模型示踪组DiI+神经元兴奋性均低于本组DiI-神经元;与两未示踪组的神经元相比较,两示踪组的DiI-神经元兴奋性分别升高。结论:本实验结果明确了示踪剂DiI会降低DRG神经元的兴奋性,提示相关实验设计中应注意示踪剂的应用对神经元兴奋性的影响,以保证实验结果的可靠性。

基于改进TOPSIS方法的舰船维修级别判定方法研究

针对传统维修级别判定过于依赖专家主观判断,且缺乏对舰船装备结构特性研究的问题,提出一种基于改进TOPSIS方法的舰船维修级别判定算法。该算法对活动操作性、维修环境水平和人力资源水平等因素进行等级划分和确定方式研究,构建了维修级别判定指标体系;引入灰色关联度改进TOPSIS评估方法,计算相对关联度作为维修级别判定的依据。通过CATIA二次开发搭建软件模块,进一步验证了维修级别判定算法在虚拟环境中的可行性。结果表明,该算法得出的判定结果具有可靠性和合理性,与实际情况相符,可为舰船装备维修工作以及结构设计、检修提供指导性意见。

植物SWEET基因及其糖转运功能研究进展

SWEET(sugars will eventually be exported transporter)是一类介导蔗糖或己糖通过顺浓度梯度被动扩散跨细胞膜转运的新型糖转运蛋白。植物SWEET蛋白包括7个跨膜结构域,其中包含2个MtN3/Saliva结构域,可分为4个进化分支。SWEET转运蛋白在多种生理和生化过程中发挥着关键作用,包括韧皮部装载、激素运输、营养和生殖生长等。结合当前SWEET转运蛋白的研究进展,重点总结了SWEET的发现、蛋白结构及其在糖转运中的生物学功能,指出目前植物SWEET基因研究面临的问题,并对未来SWEET蛋白的研究重点进行了展望:1)探究SWEET蛋白的底物识别机制;2)挖掘提高作物产量和品质的关键SWEET基因;3)利用SWEET基因编辑和磷酸化等策略改良作物产量和品质。

卫星构型布局阶段基于统计推断的质量特性精准控制方法

在卫星构型布局设计阶段,卫星的部件质量带有因继承性而异的不确定性,但这种不确定性符合数理统计规律,仍然具有可控性。为降低因部件质量不确定性导致的整星质量超限的风险,文章采用数理统计的方法,将构型布局阶段的传统“质量特性计算”优化为“质量特性控制”。基于对单机、分系统质量的数学期望计算,得出其在某置信区间内的上、下偏差,从而在大概率范围内用足卫星的许用质量,并计算出卫星质心在某置信区间内的偏差范围。根据计算结果,在卫星构型布局设计中将某(几)台设备设计出多个安装位置,精准实现卫星质心控制。该方法已成功应用于某卫星,取得了良好的工程效果。

甲状腺微小滤泡增生结节的特征性CT征象

目的:探讨甲状腺微小滤泡增生结节(FHN)的特征性CT征象。方法:收集经手术病理证实的69例(109个)甲状腺微小FHN(FHN组)和77例(90个)甲状腺微小乳头状癌(PTMC)(PTMC组)的临床和影像学资料。观察2组结节的CT征象,包括平扫密度、强化方式、囊变、边缘中断征、包膜征及钙化。对2组数据行组间比较,并分析相关CT征象的诊断效能。结果:2组CT平扫密度、强化方式、囊变、边缘中断征、包膜征及钙化差异均有统计学意义(均P<0.05)。阳性预测值高的征象包括CT平扫呈均匀等/高密度(1.000)、平扫密度不均匀(0.894)、强化不均匀(0.804)、囊变(0.838)。阴性预测值高的CT征象为包膜征阴性(0.758)。结论:CT平扫呈均匀性等/高密度或平扫密度不均匀、增强扫描后不均匀强化、伴发囊变、包膜征阴性可能是甲状腺微小FHN的特征性CT征象。

军用车辆太阳辐射热效应模拟试验室设计

通过研究太阳辐射国内外相关试验测试标准,对比了不同标准中太阳辐射热效应试验温度、辐照度等指标要求,作为太阳辐射热效应模拟试验室的设计输入条件。针对军用车辆的特点,设计了太阳辐射热效应模拟试验室,该试验室可满足大尺寸军用车辆五面照射的试验需要,通过灯阵设计仿真与验证,试验室辐照度均匀度在10%以内。结合温度控制和太阳模拟系统联合控制,实现了太阳辐射日循环环境模拟,并结合A1干热地区指标要求进行了试验验证。通过试验测试表明,太阳辐射热效应模拟试验室均匀度和允差范围满足GJB 150.7A的设备要求,对军用车辆的太阳辐射热效应试验室设计具有参考价值。