吉林天文观测基地光学观测环境及相关研究进展

地基光学天文望远镜是人类探索与研究宇宙的重要手段,对已有地基光学台址的光学观测环境进行监测分析,可以为后期设备针对性改造以及观测者调整观测策略提供参考依据,对提升地基光学设备的观测效能具有重要的意义.吉林天文观测基地(简称“基地”)隶属于中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站,位于吉林省吉林市大绥河镇小绥河村南沟约5 km处(东经126.3°,北纬43.8°,海拔高度313m).基地大气视宁度均值范围约为1.3″-1.4″、天顶附近V波段的天光背景亮度为20.64mag·arcsec^(-2)、年晴夜数最高可达270余天,具有良好的天文观测条件.吉林天文观测基地于2016年投入运行,现有1.2m光电望远镜、迷你光电阵列望远镜、大视场光电望远镜阵列、新型多功能阵列结构光电探测平台等多台(套)光电望远镜设备.利用上述设备,主要围绕空间目标探测与识别、精密轨道确定、光电探测新方法以及变源天体的多色测光等开展相关研究工作,与多家国内高校及科研院所保持着良好的合作关系.

飞行器结构密封胶界面性能表征与失效过程

密封胶是飞行器结构的重要组成部分,是结构密封安全性的基本保障。如果密封胶的性能参数不达标,则可能达不到其设计目标。对新型HM109改性聚硫密封胶进行测试分析,利用有限元软件开展模拟计算,使用Cohesive单元实现对密封胶层的模拟。通过观察胶层失效过程,确定飞行器密封结构在大载荷情况下密封胶层失效的过程;通过对比试验结果和模拟计算结果,验证有限元分析的可靠性。结果表明:试验所测得的参数应用于有限元模拟所得结果与试验结果基本一致,拉伸和剪切模拟最大载荷与试验平均结果误差分别约为3.74%、1.50%,模拟结果具有可靠性。

多层螺旋CT联合miR-527、miR-25检测对早期原发性肝癌诊断的临床价值

目的分析多层螺旋CT联合血清miR-527、miR-25检测对早期原发性肝癌诊断的临床价值。方法选取本院2022年1月至2023年5月收治的原发性肝癌患者78例,同期良性肝病患者50例,对患者进行多层螺旋CT扫描,qRT-PCR法检测血清miR-527、miR-25水平。ROC曲线分析血清miR-527、miR-25水平对原发性肝癌的诊断价值;四表格法分析多层螺旋CT联合血清miR-527、miR-25对原发性肝癌的诊断价值。结果原发性肝癌患者血清miR-527、miR-25水平显著高于良性肝病患者(P<0.05);ROC曲线结果表明,血清miR-527水平诊断原发性肝癌的AUC为0.753,敏感性为74.36%,特异性为70.00%;血清miR-25水平诊断发生原发性肝癌的AUC为0.722,敏感性为61.54%,特异性为72.00%。多层螺旋CT扫描诊断结果显示,原发性肝癌患者76例,其中弥漫型肝癌12例,结节型肝癌38例,巨块型肝癌26例;良性肝病患者52例。多层螺旋CT扫描诊断原发性肝癌的敏感性为78.21%(61/78),特异性为70.00%(35/50),准确度为75.00%(96/128);多层螺旋CT扫描对原发性肝癌的诊断结果与术后病理诊断结果具有一致性(Kappa值=0.479,P<0.05)。多层螺旋CT联合血清miR-527、miR-25水平诊断原发性肝癌的敏感性为96.15%(75/78)、特异性为68.00%(34/50),准确度为85.16%(109/128);三者联合对原发性肝癌的诊断结果与术后病理诊断结果具有较好一致性(Kappa值=0.673,P<0.05),且联合诊断的敏感性和准确度显著高于多层螺旋CT、miR-527、miR-25单独诊断(P<0.05)。结论多层螺旋CT联合血清miR-527、miR-25检测对早期原发性肝癌诊断准确度较高,具有重要的临床价值。

猪繁殖与呼吸综合征病毒和猪肺炎支原体双重荧光PCR检测方法的建立

为了建立快速检测猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)和猪肺炎支原体(Mhp)的双重荧光PCR检测方法,本试验根据NCBI数据库中的PRRSV ORF7和Mhp P36基因,分别设计引物和TaqMan探针,通过优化扩增反应条件,建立PRRSV和Mhp的双重荧光PCR检测方法;分析所建立PCR方法的特异性、敏感性和重复性,并初步应用于临床样品检测。结果显示,25μL PCR反应体系中各引物最佳添加量:PRRSV-F 1.5μL、PRRSV-R 1.0μL、PRRSV-P 0.8μL、Mhp-F 1.2μL、Mhp-R 1.3μL、Mhp-P 0.7μL。优化后的PCR反应程序:50℃反转录20 min,95℃预变性2 min,95℃变性5 s,55℃退火10 s,72℃延伸20 s (此处收集荧光),40个循环。建立的双重荧光PCR方法特异性较好,与其他猪常见病原体无交叉反应;检测PRRSV和Mhp的敏感性分别为4.2拷贝/μL和9.6拷贝/μL;批内和批间变异系数均不高于2%,具有很好的重复性。因此,本试验建立的双重荧光PCR方法可同时检测PRRSV和Mhp,为猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)和猪支原体肺炎(MPS)的诊断和防控工作提供支持。

水泥聚苯模壳格构式混凝土单轴受压本构关系

为了研究水泥聚苯模壳格构式混凝土单轴受压本构关系,利用MATLAB对过镇海模型与Hognestad模型进行分析,发现两者下降段差距较大,根据分析结果对参数进行修改,给出新模型。研究结果表明:上升段混凝土强度≤C30时,新模型与过镇海模型、Hognestad模型平均值拟合完好,混凝土强度≥C40时,最大相对误差23.47%;下降段混凝土强度≤C30时,最大相对误差2.43%,混凝土强度≥C40时,最大相对误差27.69%。可见新模型能很好地拟合最常用的两模型平均值,对混凝土单轴受压本构关系的研究提供有意义的参考。

间充质干细胞来源外泌体在膝骨关节炎微环境中的作用

骨关节炎是一种涉及所有关节成分(包括关节软骨、软骨下骨、滑膜、韧带、关节囊和关节周围肌肉)的关节退行性疾病,会导致严重的残疾,其中最常见的是膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)。外泌体是一种由不同细胞分泌的直径为40~100 nm的胞外囊泡,可以传递DNA、微小RNA、m RNA、蛋白质等多种物质,并通过多种方式进行细胞间的信息传递和功能调节。间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)可以从骨髓、脂肪、滑膜及外周血等组织分离,是一类具有多向分化潜能的祖细胞,以干细胞为基础的疗法可以修复软骨损伤,对抗KOA的发展,间充质干细胞能够分泌多种营养因子来调节受损的微环境,其中间充质干细胞来源的外泌体被认为在KOA炎症反应及软骨细胞代谢中发挥着重要的作用,其能够调节膝骨关节微环境中B细胞、T细胞、滑膜细胞、软骨细胞代谢及其细胞外基质的分解与合成平衡,维持软骨稳态。近期有多项研究表明,不同组织来源的间充质干细胞外泌体对骨关节炎均有明确的治疗作用,本文就MSCs来源的外泌体治疗KOA的具体机制进行综述,以期对干细胞治疗KOA提供理论依据。

基于改进的U型网络的视网膜图像血管分割

针对目前存在的细小血管和低对比度血管分割能力不足的问题,以改进U型网络为基础,提出一种眼底血管分割方法。利用对比度限制的自适应直方图均衡化对血管增强处理,运用自适应伽马变换提升图像亮度信息并降低伪影干扰;在原始U-Net基础上,使用残差网络ResNet作为下采样层增强图像特征提取能力;使用激活函数ELU解决原始激活函数输入值为负时所产生的神经元失活问题。上述算法在DRIVE数据集上实验,平均准确率、特异性、灵敏度分别为0.9738、0.9892、0.7912。所提出的方法对血管分割的准确率以及细小血管的分割有所提升。

一种结合Gabor滤波器与GLCM的盲道检测方法

基于颜色的盲道检测模型对城市中存在的与背景对比度低的盲道分割效果不太理想,针对这个问题,从盲道上特有的纹理着手,设计了一种基于盲道纹理特征的盲道检测算法。该算法通过经典的纹理特征提取方法Gabor滤波器组与灰度共生矩阵相结合对摄像头采集到的盲道图像进行处理,实现盲道本身存在的纹理特征的提取,然后经过模糊C均值聚类算法实现图像中盲道区域的分割。在城市中背景与盲道区域颜色相近环境中,与一些经典的基于颜色分割的盲道检测算法进行比较,提出的基于纹理的盲道检测算法能够有效实现对盲道区域的分割,分割结果较为准确,可以在经过改善后将其应用在视觉辅助导盲设备中,帮助盲人方便、快速地寻找更好的行进方向,极大地保证出行安全。

镍基单晶铸造气膜孔低周疲劳断裂特征研究

气膜孔结构作为一种重要的热防护技术广泛应用于涡轮叶片中。气膜孔的存在会引入制造缺陷、应力集中等不利因素,成为疲劳失效的主要诱因之一。本研究开展不同温度下镍基单晶铸造气膜孔低周疲劳试验,分析熔模铸造直接成型的气膜孔疲劳断裂特征。结果表明:不同温度下疲劳寿命取决于应力幅值;随温度降低,疲劳断裂路径由Mode-I型转换为晶体学平面断裂,断口形貌呈现出从类解理至韧性断裂特征。气膜孔周围微结构分析表明,在1000℃及循环应力作用下,氧化膜发生破裂形成氧化裂纹;在700℃条件下,疲劳裂纹形核主要由滑移累积导致;在850℃条件下,疲劳损伤由氧化损伤和滑移累积共同作用。晶体塑性有限元分析揭示铸造气膜孔疲劳断裂特征主要受气膜孔附近应力分布的影响。

广东河源客家黄酒氨基酸分析

目的分析广东客家黄酒关键工艺对氨基酸的组成、含量以及呈味特征的影响。方法采用日立氨基酸自动分析仪,分析测定氨基酸含量,计算氨基酸分值、味道强度值(dose-over-threshold,DoT)等指标确定氨基酸对黄酒的影响。结果客家黄酒中总氨基酸含量在2658.99~5420.63mg/L之间,其中黑豆黄酒各氨基酸含量及总量最高,商品板栗黄酒氨基酸含量最低,客家黄酒中最主要的氨基酸是谷氨酸和天冬氨酸,两者合计占氨基酸总量的20%以上,而胱氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸含量最低,是限制性氨基酸。计算不同酒样氨基酸的味道强度只有谷氨酸(Glu)的DoT值大于1,说明黄酒中决定口味的氨基酸主要是谷氨酸。本研究中黄酒的味道指数(taste index,TI)排序为:商品黑豆黄酒>绍兴古越龙山花雕酒>商品板栗糯米酒>贮藏1年的板栗糯米原酒>炙酒后的原酒>商品普通糯米酒>炙酒前原酒>1。结论基于对客家黄酒中17种水解氨基酸的分析,表明不同的原料、发酵过程、炙酒方法、贮存时间等因素对氨基酸组成和含量影响较大,本研究中使用剂量比域因子(DoT)方法和味道指数(TI)方法能够较好地反映出黄酒中不同氨基酸对味道的作用和贡献。

基于视觉的静态手势识别系统

为了丰富手势识别方法的多样性,提高手势识别的正确率,提出了一种基于手势轮廓像素变化的手势识别方法。在Matlab环境下,设计并开发了一个基于视觉的静态手势识别系统。系统主要由两部分组成:手势分割与手势识别。该系统通过摄像头实时采集手势图像,根据HSV颜色空间上的聚簇特性,通过结合RGB和HSV双颜色空间的手势分割方法得到二值化图像,再对图像进行平滑滤波、形态学处理等处理后得到矩形手势区域图像。手势轮廓可以很好地表征手势图像的局部特征,文中在获取手势轮廓的基础上根据手势区域的像素变化进行手势识别。实验结果表明,该系统能够对规定的四种常用静态手势进行识别,系统鲁棒性很好,平均识别率达到了90%,总体识别有效率达到了85.9%,有较好的识别效果。

基于VGG16图像特征提取和SVM的电能质量扰动分类

针对传统电能质量扰动分类方法需人工选取特征量,易受人为经验干扰的问题,提出一种基于VGG16图像特征提取和支持向量机(SVM)结合的电能质量扰动分类方法。通过格拉姆角场(GAF)将电能质量扰动信号映射到极坐标系中,生成格拉姆矩阵,并转换为二维扰动图像;利用VGG16网络自动提取图像特征的特点,将扰动图像输入VGG16网络中进行提取;将提取的特征数据作为SVM分类器的输入,并引入十折交叉验证对SVM进行训练,以提升分类器的性能,最后对扰动信号进行准确分类。仿真结果表明,该方法对于电能质量扰动的分类具有较高的准确率。

3D打印技术在膝关节镜临床教学中的应用研究

目的:通过3D打印膝关节疾病的等比例实体模型,加深年轻医生对解剖结构的理解,增加关节镜手术操作的兴趣。方法:选取本科临床医学专业实习学员56人,随机分为观察组和对照组,各28人。观察组采用3D打印等比例膝关节实体模型,运用模型进行临床教学,对照组采用传统教学模式。按教学要求完成培训任务后,根据学员理论考核和问卷探查结果,进行2组教学模式的效果评价。结果:客观评价指标中,观察组读片测试评分和关节镜操作评价均高于对照组(P<0.01);主观评价指标中,观察组教学的趣味性、教学参与度、学习的有效性、对教学理解、学习注意力、关节镜接受性及关节镜技能提升得分均高于对照组(P<0.05~P<0.01)。结论:3D打印的膝关节模型可显著提高膝关节镜的临床教学效果,相比于传统教学模式具有较大优势,在关节镜手术教学中具有良好的实用性和临床教学应用价值。

不同入路坐骨神经阻滞对踝部骨折患者镇痛效果及应激的影响

目的探究不同入路(经股骨大转子平面入路与经腘窝上入路)坐骨神经阻滞应用于踝部骨折患者手术过程的镇痛效果,以及对应激状态的影响。方法选踝部骨折患者78例,基于随机数字表法简单随机分为A组(经股骨大转子平面入路行坐骨神经麻醉阻滞)与B组(经腘窝上入路行坐骨神经麻醉阻滞),每组39例。比较2组神经阻滞相关指标、术后不同时间节点疼痛感受视觉模拟评分法(visual analogue scale,VAS)评分、以及术后8 h股后肌群肌力,并记录不良反应发生情况。结果B组感觉阻滞起效时间、神经阻滞操作时间、坐骨神经深度、术中芬太尼用量及术后8 hVAS评分均明显低于A组,差异有统计学意义(P<0.05)。麻醉后15 min、30 min,B组收缩压、舒张压及心率均明显低于A组,差异有统计学意义(P<0.05),2组在组间、时点间、组间·时点间交互作用方面差异有统计学意义(P<0.05)。B组术后8 h股后肌群肌力等级整体明显高于A组,差异有统计学意义(P<0.05)。2组均无不良反应情况发生。结论相较于股骨大转子入路,腘窝上入路行坐骨神经阻滞操作更简捷,镇痛效果更为显著,并且能够更好地保留股后肌群肌力。

基于跳回归的高频杠杆交易策略研究

基于高频交易跳跃现象中资产配对产生的瞬时同步性特征,提出基于跳回归的高频杠杆交易策略。针对策略实施的条件,研究配对资产跳回归系数的性质,通过考察综合指数与行业指数配对之间的偏离性和稳定性,提出有效实施策略的行业选择。实证结果表明,医药、金融、公用行业具有较大的跳幅偏离度,而医药行业的跳跃系数最为稳定。最后,样本外数据的策略回测显示,选择医药行业实施基于跳回归的高频杠杆交易策略,相对其他行业收益更大。

结构健康监测系统光纤Bragg光栅应变计的异常诊断

结构健康监测系统中光纤光栅应变计长期工作易发生故障,其本身的状态诊断与维护关系到系统的可靠性。基于同结构监测中光纤光栅应变计原始输出具有相同规律的特点,提出一种传感器异常诊断方法,利用信号处理方法提取测点样本长度、标准差、能量值及主成分周期值作为特征。通过循环迭代获取特征值聚合中心点,将特征偏离中心点距离标准化后融合为综合异常指数,实现传感器的异常和故障判别。仿真证明,故障测点为总测点数目的20%以内,可有效识别故障测点。对500米口径球面射电望远镜(FAST)工程健康监测系统的416个光纤光栅应变计测点进行诊断,成功提取317个传感器的特征,识别出4个故障测点与14个异常测点。该方法不需要先验知识训练,基于数据本身特性实现诊断,对光纤光栅应变计的多种故障有较强的指示作用,满足FAST结构健康监测的工程需求。

阵列结构型空间碎片光电望远镜观测精度分析

阵列结构型空间碎片光电望远镜( SDPTA)具有通用性强、视场大、单元众多、覆盖空域广、可靠性高等优点,针对国内首台阵列结构型空间碎片光电望远镜产生的大量观测数据无法识别的问题,提出一种基于两行轨道根数( TLE)数据的快速匹配识别方法。通过计算北美防空司令部( NORAD)发布的 TLE 数据对阵列结构型空间碎片光电望远镜的观测数据关联比对,用以识别空间碎片;并利用 CPF( consolidated prediction format)星历的数据对已识别的数据中的激光星进行外符精度分析,检核识别准确性并对该阵列结构型空间碎片光电望远镜观测精度进行分析。经计算,该阵列结构型空间碎片光电望远镜外符精度为 7. 9″。计算分析表明,利用 TLE 数据对未知碎片进行识别的方法准确有效,望远镜的观测精度达到了设计指标。

3D打印钢板在儿童骨折内固定手术中的应用研究

目的探讨3D打印钢板在儿童股骨远端骨折中的应用价值。方法选择股骨远端骨折患儿46例,其中男性26例,女性20例,年龄4~14岁,平均年龄8.82岁。采用随机数字表法将全部患儿分为2组,即对照组和研究组。对照组23例,其中男性12例,女性11例;年龄4~13岁,平均年龄8.74岁。研究组23例,其中男性14例,女性9例;年龄4~14岁,平均年龄8.98岁。研究组给予切开复位3D打印钢板内固定治疗,利用计算机辅助设计模拟复位内固定,并设计内固定钢板,采用3D打印快速成型技术以钛合金为原材料打印钢板植入人体。对照组给予常规切开复位重建钢板塑形后内固定治疗。观察2组患儿手术时间、术中出血量、住院时间、骨折愈合时间、并发症发生率和手术效果。结果研究组手术时间[(71.24±18.27)min]、术中出血量[(81.05±27.32)mL]、住院时间[(15.17±3.26)d]、骨折愈合时间[(63.24±10.66)d]均显著低于对照组[(93.54±23.65)min、(114.62±38.65)mL、(18.24±5.38)d、(84.37±12.08)d],差异均有统计学意义(P<0.05)。研究组材料轴向压缩、扭转、轴向压缩破坏与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。研究组随访期间并发症发生率显著低于对照组,差异有统计学意义(4.35%vs 26.09%;χ~2=4.212,P<0.05)。研究组手术优良率显著高于对照组,差异有统计学意义(100.00%vs 78.26%;χ2=2.176,P<0.05)。结论 3D打印钢板在儿童股骨远端骨折的治疗中有着明显优势,有助于优化手术方案,缩短手术时间和骨折愈合时间,提高手术成功率,降低手术并发症,在儿童骨折切开复位内固定手术中具有广阔的应用前景。

米糠蛋白源ACE抑制肽的酶解制备及活性研究

目的:开发米糠新产品。方法:以ACE抑制率为指标,通过单因素和响应面试验对米糠蛋白进行酶解工艺优化研究,并对最优酶解物活性肽进行超滤分离、活性评价和氨基酸组成分析。结果:米糠蛋白最优酶解工艺条件为:pH 7.2,底物质量浓度8.2 g/100 mL,酶解温度46℃,酶解时间3 h,酶添加量0.3 g/100 g米糠蛋白,在此条件下所得酶解物ACE抑制率为(73.15±0.64)%,而且酶解物含有丰富的疏水性氨基酸(23.09 g/100 g);活性分析表明,分子量<3 kDa活性肽组分在同质量浓度(1.0 mg/mL)下ACE抑制活性[(81.68±1.08)%]优于分子量>3 kDa活性肽组分[(58.65±2.21)%]和酶解物[(72.64±1.61)%]。结论:米糠蛋白酶解物具有显著的ACE抑制活性,活性肽组分的分子量对ACE抑制活性具有显著影响。

空间目标光谱实测技术与表面材料分析研究

随着航天活动的日益增加,空间碎片的数量急剧增多,对未知空间碎片进行编目和识别显得尤为重要。由于火箭箭体、人造卫星及其裂解碎片等在空间中处于外表裸露状态,其表面材料的物理与化学特性会产生较大变化。目前,针对空间目标表面材料的研究主要集中在地面实验室,无法对其在深空中的状态变化进行准确判断。利用空间目标光电望远镜及光谱测试终端组合,可以实时地对空间目标的光谱特性开展研究,进一步探究材料特性变化对目标特性识别的影响。通过利用长春人卫站1.2 m空间目标光电望远镜及相关光谱测试终端,同时结合图像预处理软件获取空间目标的高光谱图像,进一步运用天文学方法IRAF提取光谱一维数据,得到可分析数据。通过偏最小二乘法反演分析表面材料的面积比、置信度。实验将6个空间目标光谱数据分别进行反演,通过6种常用航空材料的反演结果显示所有目标均可解析出至少两种材料,其共同反演出现金色保温膜,它是空间目标表面一定含有的材料之一,其所占表面积比例也较高,结果分别约为0.75,0.78,0.78,0.59,0.71和0.45。其中,4个目标反演出现碳纤维板,结果分别约为0.19,0.22,0.07和0.24;3个目标反演出现砷化镓,结果分别约为0.07,0.15和0.17;2个目标反演出现Si,结果分别约为0.29和0.55。并且置信度分别约为84.7%,80.4%,84.1%,82.8%,82.6%和79.6%。实验结果表明观测方法可信性更高,在空间目标领域的观测技术、获取数据、研究分析等方面的研究结果对后续深入探索具有参考作用。实验结果和空间目标来源自洽度高,研究方法简单易行且与传统光学观测兼容性好。该方法拓展了精密跟踪型空间目标观测的研究领域,不仅具有目标所在空间环境分析的科学意义,也具有空间目标运行安全的应用前景。