基于循证医学证据的脊髓损伤患者躯干控制障碍康复评定和康复治疗专家共识

躯干稳定性是脊髓损伤患者完成日常生活活动的前提和基础。躯干控制训练对脊髓损伤的治疗作用日益显著,为提高康复疗效提供了新思路。但国内尚缺乏脊髓损伤后躯干控制障碍的康复评定和康复治疗的统一规范和临床实践参考。本共识以循证医学证据为依据,经康复医学、生物力学与工程学及临床流行病学专家组反复讨论,对脊髓损伤患者的躯干控制障碍的康复评定和康复治疗做出了临床推荐,旨在为轮椅依赖的脊髓损伤患者提供一个全面规范的康复诊疗与智能化辅具决策相结合的干预方案。

基于肌肉协同和肌肉力相对关系的人体行走下肢肌肉力计算方法

针对现有计算肌肉力的方法中缺乏对运动过程中肌肉协同机制和肌肉力相对关系考量的问题,提出一种基于行走过程中肌肉力相对关系与肌肉协同的肌肉力计算方法。该方法在二次优化的基础上,将人体行走过程中一段时间的肌肉力以及不同肌肉收缩力之间的关系纳入逆动力学计算中。在所建立的肌肉骨骼模型的基础上,利用该方法得到行走过程中下肢主要肌肉的肌肉力,计算结果可以有效地反映人体运动规律以及行走过程中的肌肉协同机制。该计算方法可为人体运动形成机制、运动康复与训练以及仿人机器控制等提供理论依据。

动态脊柱支撑机器人评测脊髓损伤患者坐位躯干控制的信度与效度研究

目的:探究动态脊柱支撑机器人评测脊髓损伤患者坐位躯干控制功能的重测信度和效标效度。方法:2022年10—12月,共招募20例不能步行的脊髓损伤患者。所有受试者穿戴动态脊柱支撑机器人完成坐位机器人躯干控制测试,包括静态控制测试和动态控制测试。评测指标为静态控制测试中机器人平台给躯干左右、上下、侧弯、屈伸方向施加的支撑力矩回归斜率即Kx、Ky、Kθ、Kα,以及支撑力矩平均值即Fx、Fy、Mθ、Mα;动态控制测试中躯干的主动前屈、后伸、左侧屈和右侧屈活动角度(ROM)。同时完成躯干控制测试量表(TCT)评估作为效标。间隔1周后,脊髓损伤患者进行第2次机器人躯干控制测试,计算两次测试间的组内相关系数(ICC值)。结果:共20例患者完成首次机器人测试和TCT评估,13例患者完成两次机器人测试。静态控制测试中4项评测参数的ICC值为0.418—0.742,动态控制测试中所有参数的ICC值为0.633—0.848,均呈中等及以上的重测信度。静态控制测试中Ky、Mθ和Mα(|r|=0.467—0.561,P<0.05)与TCT评估结果具有低到中度相关性;动态控制测试中除右侧屈ROM外所有指标(r=0.559—0.758,P<0.05)均与TCT具有中度到高度的相关性。结论:动态脊柱支撑机器人在脊髓损伤患者坐位躯干控制的评测中具有可接受的重测信度和效标效度。

人工蜂群优化BP神经网络的太阳电池阵电流预测

通过对卫星太阳电池阵输出电流影响因子进行分析,提出了一种基于人工蜂群(Artificial bee colony,ABC)算法优化BP神经网络的太阳电池阵输出电流预测方法。将太阳入射角、卫星太阳电池阵工作温度、卫星星时等遥测量变换后作为神经网络输入,进行输出电流预测。考虑到神经网络对初始权值及偏置敏感的特点,采用ABC改进算法对神经网络初始参数进行优化。该模型可用于卫星太阳电池阵电流输出能力分析、太阳电池阵预警及异常检测等。实验测试表明,模型能够取得较高预测精度,同星预测均方根误差(Mean squared error,MSE)为0.10 A,跨星预测均方根误差为0.12 A,其精度明显优于传统数据拟合方法。利用该模型及本文提出的预警策略进行预警,对于7年5个月的正常卫星数据没有发生误报,对于某异常卫星数据能够及时进行预警。

康复机器人与智能辅助系统的研究进展

我国正面临日益严重的老龄化问题和数量庞大的残疾人群,康复机器人与智能辅助系统的研究开发和应用有望为解决养老、失能辅助和康复问题提供部分技术手段.康复机器人与智能辅助系统涉及医学、信息、机械、电子、材料、力学等多个学科领域,其研究与开发也面临诸多挑战和困难,本文从"康复机器人及多种康复训练模式"、"智能辅助系统与生机电技术"、"康复与辅助相关的多模态传感与控制方法"、"外骨骼和可穿戴系统、智能假肢与人机安全性"等方面介绍和讨论康复机器人和智能辅助系统的问题和研究进展,以期为未来康复机器人和智能辅助系统的研究与开发提供些许借鉴.

机器人辅助脑瘫儿童踝关节康复临床初步研究

目的:研究一种用于脑瘫儿童踝关节运动康复的机器人,并初步验证其在临床应用中的可行性。方法:设计研发一套踝关节康复机器人系统,并在北京大学第一医院康复医学科进行临床初步试用,通过比较6例脑瘫儿童训练前后跖屈肌痉挛和挛缩程度来初步验证该设备的临床可行性和即刻疗效。训练前后选取改良Tardieu量表和踝关节跖屈力矩来评价跖屈肌张力和软组织顺应性,所有受试者接受5组踝关节被动牵伸和静态拉伸训练,每组训练包含10个周期。采用SPSS 19.0软件对训练前后数据进行统计分析。结果:所有受试者训练后踝跖屈肌群Tardieu量表评测R1、R2角度均较训练前显著增加(腓肠肌PR1=0.003,PR2=0.029;比目鱼肌PR1=0.002,PR2=0.034),R1与R2差值训练前后差异无统计学意义(P值分别为0.067和0.045),踝关节各背屈角度下跖屈肌对抗力矩训练后较训练前显著降低(0°时P=0.001,10°时P=0.001,20°时P=0.014,30°时P=0.002)。结论:踝关节康复机器人系统可即刻显著改善脑瘫儿童踝关节跖屈肌挛缩和软组织顺应性,患儿耐受良好,接受度和配合度高,适宜在脑瘫儿童康复中应用,但仍需进一步行大样本随机对照研究以明确其疗效。

面向人机融合的智能动力下肢假肢研究现状与挑战

智能动力下肢假肢在残疾人生活中起着越来越重要的作用.解决人-智能假肢-环境融合中的关键科学问题是实现假肢穿戴者安全、流畅运动的必要条件.本文针对此问题,综述了面向人机融合的智能动力下肢假肢研究,包括智能动力下肢假肢的仿生结构和控制方法、人体运动意图识别、复杂环境下的人-智能假肢融合、以及用于下肢假肢的感知替代和反馈,深入探讨了智能动力下肢假肢人机融合研究中所面临的挑战和问题,最后,本文对该领域的未来发展方向进行了展望和总结.

半被动双足机器人动态行走的位姿估算

针对现有半被动双足机器人缺乏对环境的感知且行走稳定性差等问题,研发了一款位姿估算器。在传统的惯性测量单元的基础上进行了改进,用精确的俯仰和翻滚测量结果修正了重力加速度对加速度计产生的误差,从而提高估算器的性能。利用机器人多次实际实验行走所获得的离线数据得出行走参数,并且和地面实际测量系统的测量结果进行了比较。实验证明所研发的位姿估算器具有令人满意的测量精度,可准确的测量机器人行走时的关键性能参数。测量结果作为反馈可有效提高半被动机器人的运动稳定性。

具有可控柔性的双足行走机器人研究进展综述

为了增强机器人的行走效率,使机器人的步态更自然,并有助于机器人实现复杂的运动,在双足行走机器人中加入可控的柔性。在概述柔性可控双足行走机器人发展背景的基础上,介绍国内外基于主动控制和基于被动行走的2类柔性可控双足行走机器人的研究现状,针对目前柔性可控双足行走机器人面临的4大主要问题,提出其未来的发展趋势,主要包括:将柔性驱动器应用到柔性可控的双足行走机器人中;研究控制柔性的方法;将双足机器人与生物学研究相结合;在假肢、外骨骼等辅助行走设备中应用可控柔性。该研究可为实现效率高、步态自然、实用性强的双足行走机器人提供相关理论、方法及技术支持。

数模混合电路故障字典生成技术的研究

复杂装备中复杂模拟和数模混合电路的应用,在提升装备性能的同时,也对电路故障诊断提出了更高的挑战;通过研究数模混合电路故障仿真和信号处理等关键技术,实现了具有标准文件数量、内容和格式的故障字典自动生成功能;故障字典具有规范性和实用性等特点,可有效解决当前模拟和数模电路故障诊断存在的问题,提高故障诊断效率;试验验证表明,文中所述技术具有很好的实用与推广价值。

激励式陪产对产妇应激反应的临床观察

目的 :探讨激励式陪产对产妇分娩时应激反应的影响。方法 :选择初产妇 82例 ,随机分为陪产组 48例、对照组 3 4例。陪产组在整个产程中由专门的助产士全程陪伴并给予心理支持 ;对照组按常规方式进行。两组分别于进入待产室前 3 0min、入待产室后 3 0min、宫口开全时、胎儿娩出后 3 0min、分娩后第 1天、第 3天抽取静脉血测定血浆儿茶酚胺(CA :NE、E)、血清皮质醇 (Cor)和血糖值。结果 :对照组进入待产室后至宫口开全 ,CA均明显升高 ,与陪产组相比有统计学意义(P <0 .0 5 )。Cor水平两组在宫口开全时均开始上升 ,分娩后第1天陪产组恢复较快 ,但对照组仍呈高皮质醇反应 ,与陪产组相比P <0 .0 5 ,分娩后第 3天仍高于陪产组 (P <0 .0 5 )。血糖变化两组基本相似 ,但对照组高血糖反应持续时间较长。结论 :激励式陪产方式可以消除产妇的精神紧张状态 ,加速CA、Cor在体内降解 ,并降低产妇的代谢率 。

痉挛型脑瘫儿童步态运动学特征

目的基于步态分析方法研究痉挛型脑瘫儿童行走的运动学特征。方法应用便携式步态分析仪对16例痉挛型脑瘫儿童和16例健康儿童平地常速来回行走的步态进行测试,比较痉挛型脑瘫儿童患侧与健侧、痉挛型脑瘫儿童与健康儿童的步态差异。结果与健侧相比,痉挛型脑瘫儿童患侧单步时间、摆动时间和跖骨离地期显著长于健侧（P 〈0. 05）,患侧步频、步速、支撑相末期显著低于健侧（P 〈0. 05）。痉挛型脑瘫儿童患侧步态周期时间、单步时间、站立时间、摆动时间、站立相所占百分比、支撑相中期、摆动前期和跖骨离地期相比于正常儿童均显著增加（P 〈0. 05）。痉挛型脑瘫儿童跨步长、步速、步频、支撑相末期相比于正常儿童均显著降低（P 〈0. 05）,拔腿强度也降低（P=0. 05）。结论痉挛型脑瘫儿童行走时稳定性降低,其患侧单步时间、摆动时间、跖骨离地期和拔腿强度或许可以作为敏感指标应用于临床评估,指导脑瘫儿童的康复治疗。

四连杆膝关节假肢的动力学建模与分析

相比于单轴式膝关节,四连杆膝关节具有更好的仿生特性和运动安全性,因而在下肢假肢研究中得到广泛关注.本研究以一款四连杆膝关节被动假肢为研究对象,主要关注足-地交互作用力以及膝关节单边接触力等强非线性因素对下肢假肢步态的影响.为此,采用Kelvin-Voigt模型和库伦模型描述足-地接触力和摩擦力,并采用Kelvin-Voigt模型描述膝关节单边接触力,从而基于第一类拉格朗日方程建立假肢动力学模型.本研究以步态实验测得的髋关节运动数据为模型的驱动信号,针对假肢的步态特征进行了数值分析.计算结果显示,当膝关节液压阻尼器的刚度较小时,强非线性作用力会使假肢产生显著的亚谐波响应,进而导致步态周期失谐.进一步研究发现,提胯行为能够避免步态周期失谐,这也为残疾人行走时的提胯等代偿行为提供了一种新的力学解释.为了评价假肢步态与健康人实测步态的一致性,本研究进一步定义了步态相关系数并分析了膝关节液压阻尼器刚度、阻尼参数对相关系数的影响.结果表明,通过合理的刚度、阻尼参数设计,两者步态的相关系数可达到0.9以上,这为四连杆膝关节被动假肢进一步优化提供了理论支撑.

痉挛型脑瘫儿童动态足底压力分布特征研究

目的量化分析痉挛型脑瘫儿童足底压力分布特征,为临床诊断提供参考。方法选取12名GMFCSⅠ级或Ⅱ级的痉挛型脑瘫儿童和16名正常儿童作为研究对象,应用0. 5 m足底压力分布测试系统(Rsscan International@,比利时)对受试者进行自然行走过程的步态测试,采用独立样本t检验和配对t检验分别对脑瘫儿童和正常儿童及脑瘫儿童患侧、健侧步态参数的差异性进行检验。结果痉挛型脑瘫儿童足跟着地期、足后部所受冲量百分比、足中部和足跟中部压强峰值、第一趾骨和第一跖骨单位时间负荷率显著小于健康儿童(P<0. 001、P=0. 029、P=0. 035、P=0. 027、P=0. 017、P=0. 026),而全足支撑期、足中部所受冲量百分比、足弓指数、足底第三到第五跖骨和足中部所受冲量显著大于健康儿童(P=0. 041、P=0. 031、P=0. 034、P=0. 024、P=0. 007、P=0. 045、P=0. 046);痉挛型脑瘫儿童受累侧和非受累侧足底压力分布参数的差异无统计学意义。结论痉挛型脑瘫儿童行走过程中足底压力特征发生明显改变,并且非受累侧存在代偿作用。

基于人工智能算法的印刷电路板测试与诊断系统研究

针对传统故障字典进行印刷电路板故障诊断中存在的故障数据量大,分析困难,及故障诊断较多依赖人工参与的特点,将小波分析、信息融合、数据挖掘和神经网络等人工智能技术引入印刷电路板故障诊断领域,研究这四种新技术在该领域的应用方案,设计并实现一种将上述四种技术集成到一起的印刷电路板人工智能故障诊断系统。该系统能利用小波分析技术有效地自动提取故障数据集的关键特征,利用数据挖掘和神经网络等技术准确识别注入的全部故障。实际电路板测试实验表明系统识别的有效性。

湿热结合壳聚糖处理前后桄榔淀粉流变特性和热力学性质比较

探讨湿热处理(Heat-Moisture Treatment,HMT)结合不同分子量的壳聚糖(Chitosan,CS)对桄榔淀粉(Arenga pinnata Starch,APS)流变性质和热力学特性的影响。动态流变分析结果表明,HMT结合CS处理提高了凝胶体系的粘弹性模量(G′和G′′),且随着CS分子量的增加,效果越明显,当添加10 ku CS时具有最高的粘弹性模量,G′为2899 Pa,G′′为309 Pa;HMT-APS-CS凝胶体系均表现为典型的非牛顿流体,呈现出类似固体的性质;损耗因子(tanδ)均小于1,且随着CS分子量的增加而损耗因子逐渐降低,HMT-APS-CS10具有最低的损耗因子,tanδ为0.09。静态流变分析结果表明,所有凝胶体系表现出剪切稀化现象,随CS分子量降低流体指数(n)显著降低。差示量热扫描(Differential Scanning Calorimetry,DSC)结果表明HMT结合CS处理,随CS分子量的提高,显著提高了APS的峰值温度(T_(P))(P<0.05),从69.42℃提高至86.68℃,显著降低了APS的糊化焓值(ΔH)(P<0.05),从3.47 J/g降低至1.07 J/g。HMT结合CS处理提高了APS凝胶结构和热力学稳定性,可为桄榔淀粉及其产品的开发利用提供一定的理论依据。

边界扫描技术在含DSP电路板测试与诊断的研究与应用

针对含DSP电路板的测试与诊断问题,本文提出一种利用边界扫描技术和传统的外部输入矢量测试相结合的方法,对含DSP电路板中的边界扫描器件的器件及非边界扫描器件进行了测试。测试结果表明该测试方法对边界扫描器件及非边界扫描器件可进行有效的故障检测和故障隔离,并可将故障隔离至最小的测试单元。同时详细阐述了测试诊断方案、硬件设计方案、测试脚本开发等内容,该测试与诊断方法较大的改善了含DSP电路板的测试覆盖率和定位精度,具有非常重要的实用价值。

对现代管理学的几个问题的探析

本文主要就管理学与生产力的发展，管理学的创新，现代管理者需要具备的素质等进行探讨。

基于深度图嵌入的无人机自组网链路预测

针对无人机自组网的拓扑时变、节点移动、间歇性连接等特点,提出用时序化图嵌入模型对预处理后的无人机自组网进行表征,基于线性概率计算采样间隔以提高采样效率,将网络结构特征映射为节点间关系,并采用对抗训练提取节点上下文语义特征。利用长短期记忆网络提取无人机自组网的时序特征,预测下一时刻的网络连接情况。采用AUC、MAP、Error Rate作为评价指标。Ns-3仿真实验表明,与Node2vec、DDNE、E-LSTM-D等方法相比,所提方法具有更高的预测准确率。

混合介质层类同轴垂直硅通孔的高频性能研究

为了改善T/R组件中2.5 D转接板的高频特性,本文提出一种工艺简单、结构新颖的混合介质层类同轴硅通孔(through silicon via,TSV)结构,对混合介质层类同轴TSV结构的外围TSV数量、TSV直径、混合介质层厚度等参数进行了仿真研究,并与传统同轴TSV的回波损耗、插入损耗、串扰等性能进行对比.结果表明优化后的混合介质层类同轴TSV结构在1~45 GHz频率范围内,具有良好的射频传输性能.