基于LSTM网络的单台仪器地震烈度预测模型

烈度是地震预警系统的关键产出.如何实现快速预测目标场址的地震烈度是地震预警方法技术研究中的核心问题.本文提出了一种基于长短时记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的单台仪器地震烈度的预测模型(LSTM-Ⅰ).该模型以一个台站观测到地震动参数的时间序列特征为输入,实现动态预测该台站可能遭受的最大烈度.选取了日本K-NET台网记录的102次地震的5103条强震加速度记录训练了神经网络,利用89次地震的3781条数据检验了模型的泛化能力.利用准确率、漏报率以及误报率三个评价指标评价了LSTM-Ⅰ模型的性能.结果表明,当采用P波触发后3 s的序列进行预测时,模型出现漏报的概率为46.78%,出现误报的概率为1.25%;当采用P波触发后10 s的序列进行预测时,模型出现漏报的概率大幅降低到17.6%,出现误报的概率降低到1.14%.结果表明LSTM-Ⅰ模型很好把握住了时间序列中蕴含的特征.进一步基于LSTM-Ⅰ模型评估了Ⅵ度下台站所能提供的预警时间.本文模型能够提供的预警时间与P-S波到时差接近,说明LSTM-Ⅰ模型具有较高的时效性.

基于LSTM神经网络的现地烈度实时估算模型——以JMA烈度为例

如何快速并且准确估计目标场点烈度是地震预警中的关键问题。常用基于衰减关系的场点烈度估计和基于P波信息的现地烈度估计往往存在大震烈度低估的问题。本文提出了一种基于长短时记忆神经网络(logn short-term memery,LSTM)的现地JMA烈度持续估计模型。该模型以现地观测地震动的能量、能量增长率、地震动卓越周期和震源距作为输入,以该点的最大仪器地震烈度为预测目标。选取了日本K-NET台网记录101次地震数据作为训练集,94次地震数据作为测试集,训练了现地烈度估算LSTM神经网络模型。结果表明:在采用3 s时窗长度的序列进行预测时,高估的比例为1.51%,低估的比例为4.00%;并且,随着时窗长度的增加,高估和低估的比例也在不断降低。模型对高烈度(大于等于4.5度)样本的预测时效性随震源距的增加而增加,对大震远场高烈度区域能提供20 s以上的预警时间。

基于CiteSpace分析中医药治疗慢性心力衰竭的知识图谱

目的:探讨中医药治疗慢性心力衰竭的研究现状、热点及前沿。方法:检索中国知网(CNKI)2011—2021年有关中医药治疗慢性心力衰竭的相关文献,使用软件CiteSpace 5.7.R5W对检索出的3767篇文献作者的文章发表量、机构合作及分布情况、关键词共现及聚类进行可视化分析,并绘制知识图谱。结果:该领域近十年发文量呈稳定增长态势,其中核心作者30名,以张艳为代表;研究机构381家,以辽宁中医药大学最为高产;关键词289个“中西医结合疗法”出现频次最高;聚类结果包括目前该领域文献研究类型、该病的中西医常用疗法及干预机制、该病的临床诊断研究。结论:近十年来对中医药治疗慢性心力衰竭的研究呈蓬勃发展态势,且中医特色疗法与心脏康复将是该领域未来的研究热点。

桂枝及桂枝类方治疗心血管疾病研究进展

桂枝是我国传统中药材,因其具有发汗解肌、平冲降逆、温经通脉、温阳助气等功效被广泛应用于医疗实践中,特别是在心血管疾病中尤为突出。现代研究发现桂枝及桂枝类方具有保护血管和调节血管活性因子、抗炎、抗氧化应激、改善冠状动脉循环和心肌纤维化、降血压、防治心力衰竭等作用,充分发挥对心血管疾病的防治作用。文章综述了桂枝及桂枝类方从抗冠心病、抗高血压、改善冠状动脉循环和心肌纤维化、调节血脂代谢、改善心肌缺血再灌注、防治心力衰竭等内容,以求为桂枝及桂枝类方在心血管疾病的应用和研究提供参考和依据。

强心汤对慢性心力衰竭大鼠心肌线粒体稳态和能量代谢的影响

目的基于线粒体自噬,探讨强心汤对慢性心力衰竭(CHF)大鼠心肌线粒体稳态和能量代谢的影响。方法取雄性SD大鼠,通过结扎左冠状动脉前降支构建CHF模型,并将造模成功的大鼠按随机数字表法分为模型组、强心汤组[12.25 g/(kg·d),按生药量计]、卡托普利组[10.38 mg/(kg·d)]、强心汤+卡托普利组(用法用量同各单药组),每组8只;另取正常大鼠8只,仅于左冠状动脉前降支穿线但不结扎,作为假手术组。从造模成功次日开始,各药物组大鼠每天分2次灌胃相应药液,连续28 d。末次给药后,检测梗死心肌组织中腺苷三磷酸(ATP)、腺苷一磷酸(AMP)、游离脂肪酸(FFA)水平,观察其病理改变和线粒体形态,检测其B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、TANK结合激酶1(TBK1)、p62蛋白的表达情况。结果与假手术组比较,模型组大鼠心肌组织纤维化明显,大量线粒体肿胀、融合,内嵴断裂;梗死心肌组织中AMP、FFA水平和Bax、p62蛋白的表达均显著升高或上调,ATP水平和Bcl-2、TBK1蛋白的表达均显著降低或下调(P<0.05)。与模型组比较,各药物组大鼠心肌组织病理改变和线粒体肿胀均有所改善,梗死心肌组织中AMP、FFA水平和Bax、p62蛋白的表达均显著降低或下调(P<0.05),ATP水平和Bcl-2、TBK1蛋白的表达均显著升高或上调(P<0.05),且强心汤+卡托普利组的效果优于各单药组(P<0.05)。结论强心汤能够减轻CHF大鼠心肌纤维化、线粒体肿胀,改善其心肌能量代谢;上述作用可能与调控Bcl-2、Bax、TBK1、p62蛋白表达,促进心肌线粒体自噬有关。

基于铁死亡理论的中药防治心血管疾病研究进展

铁死亡(ferroptosis)是近年来被广泛关注的新型非凋亡性细胞死亡形式,其典型特征是脂质过氧化与铁依赖。许多领域都对铁死亡的机制进行了阐述,如脑缺血、胃肠道疾病、肿瘤、神经退行性疾病等相关领域[1]。心血管疾病(CVD)是一种涉及心脏及血管的循环系统疾病,主要包括高血压病、心肌梗死(MI)、心力衰竭(HF)等。

针刺治疗心律失常的作用机制

心律失常是心血管系统的多发病,恶性心律失常更是导致心源性猝死的高危因素。针刺治疗具有简易、便廉、安全与有效的特点,不仅能控制心律失常,而且副作用小,在临床上能作为心律失常的辅助治疗手段。本研究通过梳理国内外针刺防治心律失常的相关研究,总结出针刺能通过调节神经活动、抑制钙超载、抑制细胞自噬和凋亡、抑制炎症反应和调节内分泌等多种途径对抗心律失常,其相关机制与下丘脑外侧区(LHA)-小脑顶核(FN)神经环路、蓝斑核(LC)、血管活性肠肽(VIP)、k-阿片受体(k-OR)信号通路、线粒体活性氧(ROS)升高与磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信号通路、调控炎症基因和α1A-肾上腺素能受体(α1A-AR)等有关,期望为针刺治疗心律失常的作用机制提供新的视角。

基于网络药理学方法分析稳心颗粒治疗心律失常作用机制

目的:运用网络药理学方法探讨稳心颗粒治疗心律失常的作用靶点及通路。方法:对收集到的稳心颗粒相关蛋白靶点和心律失常相关基因靶点进行hub基因筛选、基因本体论功能富集分析(gene ontology,GO)和KEGG富集分析(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)。结果:排名前10的基因分别是血管内皮生长因子A(vascular endothelial growth factor A,VEGFA)、丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶1(serine/threonine kinase 1,Akt1)、TP53基因(tumor protein P53,TP53)、Jun proto-oncogene(JUN)、白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)等。GO富集显示199个生物过程、44个分子功能、29个细胞成分,涉及保护离子通道、抗氧化及抗炎等方面。KEGG通路显示95条通路,其中31条通路与冠心病相关,分别是PI3K-Akt信号通路、HIF-1信号通路、FoxO信号通路、Thyroid hormone信号通路等。结论:稳心颗粒治疗心律失常具有多成分、多靶点的特点,可能通过保护离子通道、抗氧化及保护心肌细胞等发挥作用。

强心汤对OMA1封闭心力衰竭大鼠心肌组织Caspase-3、Bax、Bcl-2表达的影响

目的:观察强心汤对大鼠心肌组织半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase-3)、Bcl-2家族相关x蛋白(Bax)、B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)表达的影响,探讨强心汤调控心肌细胞凋亡的可能作用机制。方法:采用结扎大鼠冠状动脉左前降支的方式建立慢性心力衰竭(CHF)大鼠模型,将50只SD大鼠按随机数字表法分为5组,分别为模型组、金属蛋白酶相关蛋白1(OMA1)封闭组、强心汤组、OMA1封闭+强心汤组、假手术组,其中假手术组大鼠的左冠状动脉只穿线不结扎。经心脏彩超检测提示大鼠左室射血分数(LVEF)下降20%~30%左右判定造模成功,成功造模后第2天开始,相应实验组分别进行OMA1基因封闭,等剂量强心汤混悬液、生理盐水灌胃处理,4周后使用心脏彩超检测各组大鼠心脏左室心功能指标,即左室舒张末期内径(LVEDD)、左室收缩末期内径(LVESD)、LVEF。采用逆转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)、蛋白质免疫印迹法(Western Blot)检测大鼠心肌组织中OMA1及Caspase-3、Bcl-2、Bax的mRNA和蛋白表达情况。结果:与假手术组相比,模型组大鼠LVEDD、LVESD升高,LVEF降低,心肌组织OMA1及Caspase-3、Bax mRNA和蛋白表达均升高,Bcl-2 mRNA和蛋白表达均下降(P<0.05)。各干预组与模型组比较,干预组大鼠左室心功能明显改善,心肌组织的OMA1及Caspase-3、Bax、Bcl-2 mRNA和蛋白表达均优于模型组;各干预组间比较上述指标改善情况显示OMA1封闭组优于强心汤组,OMA1封闭+强心汤组优于OMA1封闭组和强心汤组(P<0.05)。结论:强心汤可能通过上调Bcl-2和下调OMA1、Bax、Caspase-3的表达水平,调控心肌线粒体功能和心肌凋亡,从而保护心肌,改善心功能。

青蒿素及其衍生物防治心血管疾病的研究进展

青蒿素是从植物青蒿中分离出来的含过氧基团的倍半萜内酯,具有抗疟疾活性,是治疗疟疾的有效药物。随着人们对青蒿素研究的逐步深入,青蒿素及其衍生物在其他系统的药理作用也逐渐成为研究的热点。本文对青蒿素及其衍生物防治心血管疾病的研究进展进行了综述。青蒿素及其衍生物在心血管疾病的防治中显示出了抗动脉粥样硬化、降血脂、抑制血管重塑、降压、改善心室重构、抗心律失常、保护血管内皮、防治糖尿病心血管并发症及保护心肌细胞等药理作用,为高血压、心律失常、冠心病支架置入术后并发症、高脂血症等心内科常见疾病提供了新的治疗策略。但关于青蒿素及其衍生物的抗血小板聚集作用、抗血栓的研究较少,很多药理作用背后的分子机制尚未明确,且临床应用不多,仍然需要大量的基础研究和临床试验来解答这些问题。

中医疗法治疗冠心病心绞痛的研究进展

近年来冠心病患者数量不断增加,严重影响人民健康和生活质量,虽然大量抗心血管药物的使用和经皮冠状动脉介入治疗的广泛应用能极大地降低死亡率,但长期服药的副作用和不菲的费用也带来了新的困扰。中医治疗冠心病心绞痛有着悠久深厚的历史,与西医治疗相比,中医疗法有着价格低廉、安全有效、副作用小等独特优势。文章检索近年来中医药疗法治疗冠心病心绞痛的相关文献,以期为临床医生和科研工作者提供新的思路和研究视角,提高中医药治疗冠心病心绞痛的水平。

基于PI3K/Akt通路探讨补阳还五汤对急性心肌梗死大鼠内皮祖细胞凋亡的影响

目的:探讨补阳还五汤对急性心肌梗死大鼠内皮祖细胞(EPCs)凋亡的影响及其调控机制。方法:本研究取大鼠36只,心脏采血后分离出EPCs,分为空白组、对照组、中药组、阿托伐他汀组、联合组及抑制剂组,分别给予补阳还五汤、阿托伐他汀钙片、补阳还五汤联合阿托伐他汀及磷酸肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)通道抑制剂进行干预,于24、48、72 h时进行细胞凋亡和PI3K/Akt通路mRNA表达、蛋白表达及蛋白磷酸化检测。结果:48、72 h时中药组、阿托伐他汀组、联合组及抑制剂组的凋亡率低于对照组,而抑制剂组的凋亡率高于中药组、联合组,差异有统计学意义(均P<0.05)。24 h空白组、对照组的PI3K mRNA和Akt mRNA表达比较,差异无统计学意义(均P>0.05)。72 h中药组、阿托伐他汀组、联合组及抑制剂组的PI3K mRNA和Akt mRNA表达高于对照组,差异有统计学意义(均P<0.05)。各时间点对照组PI3K蛋白表达低于空白组,而中药组、阿托伐他汀组、联合组及抑制剂组高于对照组,差异有统计学意义(均P<0.05)。各时间点中药组、阿托伐他汀组、联合组及抑制剂组Akt蛋白磷酸化水平高于对照组,差异有统计学意义(均P<0.05)。48、72 h抑制剂组的Akt蛋白磷酸化水平低于对照组,差异有统计学意义(均P<0.05)。结论:补阳还五汤可减轻H 2 O 2引起的EPCs凋亡,维持氧化应激状态下的PI3K/Akt通路mRNA、蛋白表达及蛋白磷酸化。在蛋白表达及磷酸化部分,抑制剂不能完全抑制中药含药血清作用,提示补阳还五汤干预氧化应激可能存在除PI3K/Akt通路以外的途径。

毛冬青化学成分及其防治心血管疾病研究进展

毛冬青是广东、广西、福建等地区常见的药用植物,具有活血通络、清热解毒、祛痰止咳等功效,在临床应用广泛。随着现代药用植物化学成分分析技术的进步以及现代药理学的发展,毛冬青更多的化学成分被发现,其药理作用也逐步被开发,临床适用范围越来越广。研究显示毛冬青主要化学成分类型包括三萜皂苷、木脂素、环烯醚萜、酚酸、黄酮等,具有抗炎、抗凝、强心、降脂、降压、保护心肌和血管内皮等药理作用,在防治心血管疾病方面发挥着独特作用。文章就毛冬青的化学成分及其在防治心血管疾病方面的药理作用和临床应用作出综述,为毛冬青的开发应用提供依据。

山楂防治心血管疾病作用机制实验研究进展

山楂(crataegus pinnatifida)属蔷薇科植物,以其果实和叶子入药。其主要成分为黄酮类、有机酸类、纤维素、单萜类、木脂素类等化合物。随着现代医学的进步,山楂及其活性物的研究取得一定的成果,且在防治心血管疾病方面显示出了独特的优势,因此,山楂治疗心血管疾病的作用机制成为研究方向之一。山楂及其提取物主要通过抗炎、抗氧化、抗凋亡、降血脂、稳斑块、调节内皮细胞、调控心肌酶、抑制血小板活化与聚集、抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统等作用来防治心血管系统疾病。该文就近年来国内外对山楂治疗心血管疾病的实验研究进行综述,以期为山楂的临床研究及开发利用提供循证医学证据。

中药防治高血压靶器官损害相关信号通路的研究进展

高血压是一种常见的心血管疾病,当前我国高血压的患病率及病死率持续上升,且其并发症的致残致死率居高不下。血压持续升高可导致心、脑、肾、血管等多个靶器官损害。本文就中药防治高血压靶器官损害相关信号通路的研究进展作一综述,归纳出RhoA/ROCK、肾素-血管紧张素-醛固酮系统、内皮素-1/一氧化氮、转化生长因子β1/Smads、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B、Toll样受体4/核转录因子κB相关6条信号通路,以期为临床诊疗高血压及其靶器官损害的进一步研究提供理论证据。

中医药干预NF-κB信号通路防治高血压靶器官损伤的实验研究进展

高血压是多种心血管疾病的重要危险因素之一,长期持续血压升高可导致心、脑、肾、血管等靶器官的损伤,且其患病率及致残率呈不断攀升趋势。高血压靶器官损伤过程与免疫炎症失调相关,而核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)是介导炎症反应的枢纽。NF-κB信号通路是中医药防治高血压靶器官损伤的重要靶点之一。对近5年来国内外中药单体及其有效成分、复方制剂、针灸作用于NF-κB信号通路而防治高血压所致心、脑、肾及血管等靶器官损伤的实验研究进行综述,旨在为中医药防治高血压靶器官损伤提供新的理论依据与思路。

铸造铝硅合金电导率和导热系数相关性的研究

通过标准化铝锭生产、权威机构对电导率及导热系数的测定,研究了共计36种亚共晶、共晶、过共晶铸造铝硅合金电导率与导热系数的线性关系。结果表明铸造铝硅合金硅含量在7wt%~14wt%间变动时,铝硅合金的表观洛伦兹常数近似为1.88×10^(-8) WΩ/K^(2),也可由铝相体积百分比乘以低合金化铝合金的表观洛伦兹常数2.068×10^(-8) WΩ/K^(2)计算。晶格导热系数拟合值为35.2 W/(m·K),也可用低合金化铝和单晶硅的晶格导热系数(Al:16.1 W/m·K,Si:140W/(m·K))的体积加权平均值计算。工程应用可采用λ=5.52σ+35.2 W/(m·K)(电导率σ的单位为MS/m)计算铝硅合金的导热系数。

回心草化学成分、药理作用及临床应用研究进展

回心草为我国少数民族传统药用植物,药用历史久远,主要分布在我国西南、东北和华北地区。经现代药物学分析,其化学成分主要包括三萜类、氨基酸类、黄酮类、甾体类、脂肪酸类、生物碱类、吡喃酮类、芳香族类化合物及其微量元素等。药理学研究发现这些化学成分具有多方面的药理作用,包括降血脂、抗动脉粥样硬化、降血压、抗肿瘤、清除自由基、抗心律失常及抗缺氧等药理作用,其在心血管系统、免疫系统、内分泌系统、神经系统方面有着广泛的应用价值,为此回心草越来越受到医药学界的广泛关注。随着现代中药药理学和中药分离提纯技术的不断发展,回心草的化学成分和药理作用将得到更多的发现,其临床应用也将得到进一步的推广。文章就回心草的化学成分、药理作用和临床应用的相关研究作出综述,为回心草的药理学研究和临床应用提供科学的依据。

基于CiteSpace的SGLT2抑制剂治疗心力衰竭的可视化分析

目的采用CiteSpace软件可视化分析钠葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)抑制剂治疗心力衰竭(HF)相关研究的文献篇数、发文作者、研究机构以及关键词,探索SGLT2抑制剂治疗HF的发展状况、研究热点及研究前沿。方法以Web of Science核心合集数据库为检索源,基于Java平台的文献计量学CiteSpace V软件对纳入的文献进行处理分析,并得出相关知识图谱。结果Web of Science数据库自1997年发布以来收录的关于SGLT2抑制剂治疗HF研究的英文文章最早发表于2012年,该领域发文数量从2012—2021年呈上升趋势,说明该领域仍处于发展阶段。本研究共纳入文献1051篇,美国共发文471篇,为该领域发文量最多的国家。发文数量最多的研究机构是加拿大的多伦多大学,各研究机构之间合作较少,且较为分散。可视化分析后得出该领域研究热点主要为糖尿病、心血管疾病及慢性肾病在SGLT2抑制剂治疗中的获益及其作用机制。结论该领域目前的研究热点之一是HF在运用SGLT2抑制剂治疗中的获益情况,逐步拓展到其他心血管疾病如房颤、心肌梗死等及慢性肾病患者在运用SGLT2抑制剂治疗中是否获益,这类药物可以改善糖尿病患者的预后、降低HF患者的死亡率、减少糖尿病患者肾功能衰竭的发生,并可以通过优化血容量起到一定的降压等作用,且目前只有SGLT2抑制剂具备以上多重功效。故推测,SGLT2抑制剂具有广阔的临床应用前景。

中药干预NLRP3炎性小体通路防治心血管疾病的研究进展

炎症是引发心血管疾病的主要驱动因素,NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)炎性小体通路在心血管炎症中起着关键作用,并参与多种生理病理过程,在动脉粥样硬化、高血压病、心肌炎、心肌缺血再灌注损伤、急性心肌梗死甚至心力衰竭等心血管疾病中发挥重要作用。心血管疾病多属本虚标实之证,气虚为本,痰浊、血瘀为标,治当以“扶正祛邪”为法,而炎症介质属于中医学“毒邪”范畴,毒邪侵袭可导致脏腑功能紊乱,痰浊血瘀内生,气血阴阳耗损。补虚、开窍、清热、活血化瘀、理气、化痰类中药的复方及其有效成分可通过抑制NLRP3炎性小体通路的活性及其相关蛋白的表达,减轻炎症反应,抑制细胞焦亡,从而有效防治心血管疾病。