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基于平行轨迹导航的采棉机自动对行控制方法
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作者 何创新 巩蕾 +3 位作者 苗中华 韩科立 郝付平 韩增德 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期34-41,共8页
为解决传统人工操作采棉机长距离对行作业时存在劳动强度大、作业速度受限和效率较低的问题,利用棉花采用卫星导航平行精准播种的特性,提出了一种基于平行轨迹导航的采棉机自动对行控制方法。首先,人工驾驶采棉机完成首行对行作业,记录... 为解决传统人工操作采棉机长距离对行作业时存在劳动强度大、作业速度受限和效率较低的问题,利用棉花采用卫星导航平行精准播种的特性,提出了一种基于平行轨迹导航的采棉机自动对行控制方法。首先,人工驾驶采棉机完成首行对行作业,记录RTK定位轨迹数据,并进行线性拟合,得到参考导航线斜率;然后,对后续各行收获时,在任意起点对齐待收获的棉花行,由起点坐标和参考斜率计算得到平行导航基准线;最后,采用速度自适应纯追踪算法,实现采棉机自动对行。田间试验表明,该方法能够从任意行起始位置开始自动对行,不同速度下,平均绝对横向偏差为2.91cm,最大绝对横向偏差为9.22cm,平均标准差为1.80cm,控制性能均优于手动对行,满足采棉机对行精度要求。相对机械触碰式自动对行方法,该方法不受缺株歪株影响,并且在较高速7km/h行驶时仍能保持良好的对行精度。 展开更多
关键词 采棉机 辅助驾驶 平行轨迹导航 自动对行
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基于能量整形方案实现具有通讯时滞欠驱动Euler-Lagrange网络的一致性 被引量:1
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作者 郑斌 苗中华 周进 《动力学与控制学报》 2023年第8期38-48,共11页
本文主要基于能量整形方案研究具有通讯时滞网络化欠驱动Euler-Lagrange(EL)系统的一致性问题,通过利用阻尼注入和互连分配的无源控制(PBC)技术,在有向连通网络拓扑下提出了一个简单的分布式协议,来实现在无引导者和有引导者-跟随者两... 本文主要基于能量整形方案研究具有通讯时滞网络化欠驱动Euler-Lagrange(EL)系统的一致性问题,通过利用阻尼注入和互连分配的无源控制(PBC)技术,在有向连通网络拓扑下提出了一个简单的分布式协议,来实现在无引导者和有引导者-跟随者两种情形下欠驱动EL网络的一致性.本文提出的一致性能量整形方案的主要特点是有机地整合了系统欠驱动和驱动部分以及控制器三部分能量作为整个系统的总能量,这个总能量被利用作为一个合适的Lyapunov函数,它能够充分确保网络化欠驱动EL系统达到所期望的分布式一致性.最后,通过由欠驱动EL网络所描述柔性关节机械臂系统的数值模拟,来分析通讯时滞对一致性的效应和验证所提出控制算法的正确性. 展开更多
关键词 欠驱动EL网络 柔性关节机械臂 通讯时滞 一致性 能量整形方案
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复杂果园场景中基于DBP的激光回环检测算法 被引量:2
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作者 欧芳 苗中华 +2 位作者 李楠 何创新 李云辉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期29-35,共7页
为减少果园机器人在定位与建图过程中产生的累积漂移误差,本文提出一种基于密度二进制模式(Density binary pattern, DBP)描述子的激光回环检测算法。算法将点云空间分割为二进制单元块,提取包含点云高度与密度信息的全局描述子DBP。针... 为减少果园机器人在定位与建图过程中产生的累积漂移误差,本文提出一种基于密度二进制模式(Density binary pattern, DBP)描述子的激光回环检测算法。算法将点云空间分割为二进制单元块,提取包含点云高度与密度信息的全局描述子DBP。针对复杂果园的大尺度、高度相似、非结构化特性,基于两阶段搜索算法实现高效回环检测。基于历史帧DBP的环因子检索K近邻候选帧,确认与当前帧DBP描述子最相似的候选帧为最终目标回环索引。在具有多个回环事件的复杂果园场景中,DBP-LeGO-LOAM算法轨迹的均方根误差与标准差分别为0.24 m与0.09 m,相对LeGO-LOAM中基于距离的回环检测算法分别减少81%与91%。实验证明,本文方法对多回环复杂果园环境具有更好的适应性,为提高果园机器人建图与定位精度提供了有效解决方案。 展开更多
关键词 复杂果园场景 回环检测 密度二进制模式 同步定位建图
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高脂饮食诱导的内脏肥胖小鼠模型存在性别差异
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作者 彭晨芮 苗钟化 +3 位作者 王一媚 程如越 沈曦 何方 《浙江大学学报(医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期117-125,共9页
目的:比较不同性别BALB/c小鼠采用高脂饮食建立肥胖模型的差异。方法:32只4周龄无特定病原体级BALB/c小鼠(雌雄各半)随机分为雌性对照组、雌性高脂组、雄性对照组和雄性高脂组,每组8只。雌性对照组和雄性对照组采用普通饮食,雌性高脂组... 目的:比较不同性别BALB/c小鼠采用高脂饮食建立肥胖模型的差异。方法:32只4周龄无特定病原体级BALB/c小鼠(雌雄各半)随机分为雌性对照组、雌性高脂组、雄性对照组和雄性高脂组,每组8只。雌性对照组和雄性对照组采用普通饮食,雌性高脂组和雄性高脂组采用高脂饲料喂养,喂养12周后测量小鼠体重、内脏脂肪比、空腹血糖、葡萄糖耐量、血脂、代谢相关激素水平,并采用16S rRNA测序检测小鼠粪便菌群构成。结果:高脂饮食干预导致雄性小鼠体重和内脏脂肪比明显增加,病理表现为单个脂肪面积明显增大,肝脏脂肪滴堆积,总胆固醇、空腹血糖、口服糖耐量试验时间-血糖曲线下面积以及血清胰岛素水平明显上升(均P<0.05),并出现明显胰岛素抵抗(P<0.01)。而雌性高脂组体重、内脏脂肪比、血清胰岛素和瘦素水平与雌性对照组差异均无统计学意义(均P>0.05)。高脂干预后小鼠肥胖相关肠道菌群相对丰度显著变化并存在性别差异,其中雄性高脂组肥胖相关菌属(如布劳特菌)相对丰度明显增加,菌群结构变化更明显。结论:高脂饮食喂养12周4周龄BALB/c雄性小鼠可稳定建立以内脏脂肪堆积、代谢功能紊乱和肠道菌群变化为特点的内脏肥胖小鼠模型,而雌性小鼠高脂饮食诱导建立的肥胖模型这些特点不明显。 展开更多
关键词 高脂饮食 内脏肥胖 性别 糖脂代谢 肠道菌群 小鼠
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Improved Fx-VSSLMS algorithm for active vibration control of smart cantilever beam 被引量:1
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作者 方昱斌 Zhu Xiaojin +3 位作者 Li Xiangmin miao zhonghua Gao Zhiyuan Zhang Hesheng 《High Technology Letters》 EI CAS 2020年第1期44-52,共9页
Filtered-x least mean square(Fx-LMS) algorithm is popular in many adaptive processes. As its contradiction between convergence speed and stead-state error, the improvements of Fx-LMS algorithm with variable step size(... Filtered-x least mean square(Fx-LMS) algorithm is popular in many adaptive processes. As its contradiction between convergence speed and stead-state error, the improvements of Fx-LMS algorithm with variable step size(VSS) have been developed. To strengthen the robustness of variable step size least mean square(VSSLMS) algorithms to noise disturbance in active vibration control(AVC) application, nine VSSLMS algorithms are introduced in detail. Then an improved VSSLMS algorithm is proposed for better performance. At last, the performance of these VSSLMS algorithms are compared in AVC experimental system with different noise level. The experimental results verifies the effectiveness and robustness of the proposed VSSLMS algorithm in AVC application. 展开更多
关键词 active vibration control(AVC) filtered-x least mean square(Fx-LMS) VARIABLE STEP size least mean square(VSSLMS) ROBUSTNESS flexible BEAM
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基于3D视觉的青饲机拖车车斗自动识别与定位方法 被引量:4
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作者 苗中华 陈苏跃 +3 位作者 何创新 金称雄 马世伟 徐双喜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期43-49,共7页
根据农业生产智能化需求,提出一种基于三维视觉的青饲机拖车车斗自动识别和定位方法。该方法通过图像与点云数据处理技术相互配合,实现拖车车斗的边沿识别和空间定位。首先,利用视觉里程计概念构建相机与地面三维坐标系之间的关联,并用... 根据农业生产智能化需求,提出一种基于三维视觉的青饲机拖车车斗自动识别和定位方法。该方法通过图像与点云数据处理技术相互配合,实现拖车车斗的边沿识别和空间定位。首先,利用视觉里程计概念构建相机与地面三维坐标系之间的关联,并用奇异值分解算法求解位姿变换矩阵,将相机坐标系下的3D点云进行旋转平移,并且基于地面进行阈值处理和降维;其次,采用随机抽样一致性算法完成对车斗边沿拟合以及车斗角点定位,获得机械臂喷头与车斗的相对位置;最后,通过坐标变换,将定位结果直观呈现在像素坐标系中。本文方法能够准确地定位车斗角点,描绘车斗所在区域。现场实验结果表明,该方法计算量较小、效率高、准确性高,能够满足现场作业的实时性与精度要求。 展开更多
关键词 青饲机 自动喷装 三维视觉 奇异值分解 随机抽样一致性
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智能采棉机自动对行辅助驾驶控制技术研究 被引量:3
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作者 苗中华 田大庆 +1 位作者 何创新 李楠 《农机化研究》 北大核心 2022年第10期72-76,共5页
为提高采棉机采收效率,降低驾驶员劳动强度,开发采棉机自动对行系统具有重要意义和实用价值。为此,采用机械机构碰撞棉花植株队列的方法,研究其碰撞规律、机械运动原理及采棉机转弯控制方式等内容,开发出能够对采棉机速度自适应的自动... 为提高采棉机采收效率,降低驾驶员劳动强度,开发采棉机自动对行系统具有重要意义和实用价值。为此,采用机械机构碰撞棉花植株队列的方法,研究其碰撞规律、机械运动原理及采棉机转弯控制方式等内容,开发出能够对采棉机速度自适应的自动对行技术。工作时,通过实时采集车体航向和棉花队列之间的相对角度信息以及后轮的当前位置状态,经速度参数自适应的PID算法得到理想控制电压,由电压控制采棉机上的液压控制器,进而控制后轮转向;通过判断后轮位置传感器状态限制转向角度,并及时控制后轮回正,实现采棉机自动对行的功能。田间试验结果表明:采棉机可以长时间自动对行连续作业,作业结果满足采棉需求。 展开更多
关键词 采棉机 辅助驾驶 自动对行 速度参数自适应PID
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基于图像处理多算法融合的杂草检测方法及试验 被引量:6
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作者 苗中华 余孝有 +3 位作者 徐美红 何创新 李楠 孙腾 《智慧农业(中英文)》 2020年第4期103-115,共13页
自动化除草是现代精确农业科学领域的研究热点。已有的自动化除草解决方案中普遍存在鲁棒性不强、过度依赖大量样本等问题,针对上述问题,本研究提出了基于图像处理多算法融合的田间杂草检测方法,设计了一套田间杂草自动识别算法。首先... 自动化除草是现代精确农业科学领域的研究热点。已有的自动化除草解决方案中普遍存在鲁棒性不强、过度依赖大量样本等问题,针对上述问题,本研究提出了基于图像处理多算法融合的田间杂草检测方法,设计了一套田间杂草自动识别算法。首先通过设置颜色空间的阈值从图像中分割土壤背景。然后采用面积阈值、模板匹配和饱和度阈值三种方法对作物和杂草进行分类。最后基于投票的方式,综合权衡上述三种方法,实现对作物和杂草的精准识别与定位。以大豆田间除草为对象进行了试验研究,结果表明,使用融合多图像处理算法的投票方法进行作物和杂草识别定位,杂草识别平均错误率为1.79%,识别精度达到98.21%。相较单一的面积阈值、模板匹配和饱和度阈值方法,基于投票权重识别杂草的精度平均提升5.71%。同时,针对复杂多变的农业场景,进行了存在雨滴和阴影干扰的鲁棒性测试,实现了90%以上的作物识别结果,表明本研究方法具有较好的适应性和鲁棒性。本研究算法可为智能移动机器人除草作业等智慧农业领域应用提供技术支持。 展开更多
关键词 杂草检测 投票权重 算法融合 图像处理 自动识别
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农业装备物联网研究国际竞争态势与研究热点分析 被引量:1
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作者 袁建霞 张秋菊 +4 位作者 胡小鹿 苗中华 韦真博 齐龙 吴海华 《农业工程》 2021年第8期9-18,共10页
以农业装备物联网研究SCI论文为对象,综合利用文献计量学方法、论文内容分析法和专家咨询法,通过分析论文产出趋势、热点研究主题、领先国家及重点研究内容等,揭示农业装备物联网的发展趋势、国际竞争态势及热点方向,旨在为相关科技管... 以农业装备物联网研究SCI论文为对象,综合利用文献计量学方法、论文内容分析法和专家咨询法,通过分析论文产出趋势、热点研究主题、领先国家及重点研究内容等,揭示农业装备物联网的发展趋势、国际竞争态势及热点方向,旨在为相关科技管理部门及时掌握相关信息、优化研究布局和项目管理提供决策支撑。 展开更多
关键词 农业装备 物联网 智慧农业 传感器 SCI论文
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基于交叉矢量的视觉-激光测距系统结构参数标定 被引量:1
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作者 李云辉 修贤超 +1 位作者 苗中华 崔家山 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期185-194,共10页
视觉与三维激光测距组成的测量系统是运动估计与环境建模的主要传感设备。为了实现测量系统感知数据坐标系的统一,提出了一种基于空间向量自组合的视觉与三维激光测距系统结构参数标定方法。主要包括3个方面:1)利用平面标定法求解摄像... 视觉与三维激光测距组成的测量系统是运动估计与环境建模的主要传感设备。为了实现测量系统感知数据坐标系的统一,提出了一种基于空间向量自组合的视觉与三维激光测距系统结构参数标定方法。主要包括3个方面:1)利用平面标定法求解摄像机内部参数及摄像机坐标系下平面靶标的法向量,利用迭代拟合算法求解激光雷达坐标系下平面靶标的法向量,并构建两个坐标系下的平面靶标法向量集合;2)根据向量之间夹角大小在平面靶标法向量集合中自主选取交叉向量,建立结构参数标定目标函数;3)利用非线性优化算法求解最小二乘问题,获得外部参数的最优估计。通过仿真与实际标定实验验证了方法的有效性和准确性。实验结果表明:该方法的反向投影误差小于30 mm(3σ),满足高精度三维测量的同时还具有高的标定效率。所提方法满足传感器融合测量精度的要求。 展开更多
关键词 信息融合 摄像机 三维激光测距雷达 结构参数标定
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Deep learning based curb detection with Lidar
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作者 王小华 LIAO Zhonghe +1 位作者 MA Pin miao zhonghua 《High Technology Letters》 EI CAS 2022年第3期272-279,共8页
Curb detection provides road boundary information and is important to road detection.However,curb detection is challenging due to the problems such as various curb shapes,colour,discontinuity.In this work,a novel lear... Curb detection provides road boundary information and is important to road detection.However,curb detection is challenging due to the problems such as various curb shapes,colour,discontinuity.In this work,a novel learning-based method for curb detection is proposed using Lidar point clouds,considering that Lidars are not sensitive to illumination and are relatively stable to weather conditions.A deep neural network,named EdgeNet,is constructed and trained,which handles point clouds in an end-to-end way.After EdgeNet is properly trained,curb points are then segmented in the neural network output.In order to train,a curb point annotation algorithm is also designed to generate training dataset.The curb detection method works well with different road scenarios including intersections.The experimental results validate the effectiveness and robustness of this curb detection method. 展开更多
关键词 curb detection EdgeNet curb annotation algorithm
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泌乳期、干奶期的娟姗牛和荷斯坦牛粪便菌群组成及纤维素降解功能
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作者 贾雯 刘美汛 +6 位作者 吴思谋 苗钟化 程如越 沈曦 王世杰 李启明 何方 《中国微生态学杂志》 CAS CSCD 2023年第12期1372-1378,共7页
目的探讨泌乳期、干奶期反刍动物粪便的纤维素降解能力和菌群变化。方法采集娟姗牛和荷斯坦牛泌乳期、干奶期的粪便,通过滤纸崩解实验分析牛粪纤维素降解能力,利用二代测序技术观察泌乳期和干奶期牛粪在滤纸崩解实验前后粪便菌群的结构... 目的探讨泌乳期、干奶期反刍动物粪便的纤维素降解能力和菌群变化。方法采集娟姗牛和荷斯坦牛泌乳期、干奶期的粪便,通过滤纸崩解实验分析牛粪纤维素降解能力,利用二代测序技术观察泌乳期和干奶期牛粪在滤纸崩解实验前后粪便菌群的结构变化。结果滤纸崩解实验发现,娟姗牛泌乳期和干奶期粪便菌群纤维素降解能力无显著差异,而荷斯坦牛干奶期粪便菌群纤维素降解能力显著强于泌乳期。二代测序结果表明,荷斯坦牛在干奶期时粪便菌群alpha多样性低于泌乳期,而滤纸崩解后2种牛的粪便菌群alpha多样性均显著升高,且荷斯坦牛干奶期粪便菌群的alpha多样性高于泌乳期;Beta多样性分析显示同种牛在泌乳期和干奶期粪便菌群结构有显著差异。滤纸崩解前2种牛泌乳期和干奶期粪便菌群均以Proteobacteria为优势菌门,但在滤纸崩解后泌乳期和干奶期粪便菌群均以Bacteroidota和Firmicutes为优势菌门。滤纸崩解后,2种牛泌乳期和干奶期粪便菌群属水平组成相似,均以Rikenellaceae_RC9_gut_group、UCG-005、Christensenellaceae_R-7_group和UCG-010为优势菌属,且粪便菌群结构趋同。结论干奶期荷斯坦牛粪便的纤维素分解效果显著。在反刍动物粪便样本中进行纤维素降解功能菌分离筛选时,应于动物干奶期进行自然样本的集中采集。 展开更多
关键词 泌乳期 干奶期 反刍动物 纤维素降解 粪便菌群 二代测序技术
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乳杆菌对幼年小鼠肠道菌群紊乱的缓解和恢复作用 被引量:5
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作者 梁惠菁 苗钟化 +5 位作者 郭佳汶 蒋丰岭 程如越 沈曦 李鸣 何方 《卫生研究》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期873-880,共8页
目的探索乳杆菌对头孢曲松诱导的小鼠幼年期肠道菌群紊乱的缓解和恢复作用,以及对机体免疫的可能影响。方法48只4周龄Balb/c雄性小鼠按体重随机分为空白对照组、抗生素组、泡菜直投菌组(PC)和鼠李糖乳杆菌组(LGG),每组12只。实验共计4周... 目的探索乳杆菌对头孢曲松诱导的小鼠幼年期肠道菌群紊乱的缓解和恢复作用,以及对机体免疫的可能影响。方法48只4周龄Balb/c雄性小鼠按体重随机分为空白对照组、抗生素组、泡菜直投菌组(PC)和鼠李糖乳杆菌组(LGG),每组12只。实验共计4周,第1周对照组、抗生素组、PC组和LGG组分别灌胃生理盐水、头孢曲松(40 mg)、头孢曲松和PC菌悬液(109CFU)、头孢曲松和LGG菌悬液(109 CFU),之后3周对照组和抗生素组不予灌胃,PC组和LGG组继续灌胃菌悬液。每3天测一次体重。每周收集一次粪便,二代测序分析粪便细菌的群落多样性和结构变化。实验第4周处死小鼠,采用实时荧光定量PCR法测定脾脏中白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、IL-12和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factorα,TNF-α)的mRNA表达水平。结果经抗生素灌胃的3组小鼠体重均低于空白对照组(P<0.05),PC组在第18 d首先恢复至正常水平,第21 d时抗生素组和LGG组也得到恢复。菌群多样性分析发现,投用抗生素1周后抗生素组simpson指数显著降低(P<0.001),PC组和LGG组未见降低;第4周时PC组observed species指数显著升高(P<0.001),抗生素组和LGG组simpson指数显著升高(P<0.01)。菌群结构分析发现,第1周空白对照组和其他3组群落结构出现差异(P<0.05),PC组和LGG组间未见差异,抗生素组、PC组和LGG组厚壁菌门/拟杆菌门(F/B)比值升高,抗生素组阿克曼菌丰度下降程度大于PC组和LGG组;第4周时4组群落结构互不相同(P<0.05),各组F/B值和阿克曼菌丰度均有所恢复,抗生素组出现瘤胃菌科、拟杆菌科、坦纳菌科等特征性物种,PC组以乳杆菌属为主,LGG组特征性物种为阿克曼菌。第4周时PC组和LGG组脾脏IL-12、TNF-αmRNA表达量均低于抗生素组(P<0.01),LGG组IL-6表达量低于空白对照组(P<0.01)。结论幼年期抗生素暴露可抑制体重增长、降低肠道菌群多样性并抑制功能性菌种的生长,健康机体的菌群结构具有一定的自我恢复能力,但机体仍长期处于炎症状态。乳杆菌可缓解幼年期抗生素暴露引起的菌群紊乱,稳定机体免疫水平,但尚未发现治疗性效果。 展开更多
关键词 抗生素 泡菜直投菌 鼠李糖乳杆菌 肠道菌群 二代测序 益生菌
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生命早期使用头孢曲松对生命后期高脂饲料负荷小鼠糖脂代谢的影响 被引量:3
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作者 周玮忻 苗钟化 +4 位作者 程如越 罗雅亭 沈曦 李鸣 何方 《卫生研究》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期92-97,共6页
目的探究生命早期使用抗生素对生命后期高脂饲料负荷下的小鼠血糖、血脂等糖脂代谢指标的影响。方法将48只2周龄雌性BALB/c小鼠随机分为空白对照组、抗生素组、高脂组和联合作用组,每组12只,抗生素组和联合作用组以100 mg/kg头孢曲松灌... 目的探究生命早期使用抗生素对生命后期高脂饲料负荷下的小鼠血糖、血脂等糖脂代谢指标的影响。方法将48只2周龄雌性BALB/c小鼠随机分为空白对照组、抗生素组、高脂组和联合作用组,每组12只,抗生素组和联合作用组以100 mg/kg头孢曲松灌胃,其余2组灌胃等量生理盐水,持续至4周龄后停止灌胃,接着高脂组和联合作用组以高脂饲料、其余2组以普通饲料喂养12周。最后1周测定空腹血糖并进行口服糖耐量实验,实验结束后测定血脂、肝脏脂质、胰岛素和瘦素水平,并计算胰岛素抵抗指数。结果与普通饲料相比,高脂饲料引起小鼠糖耐量受损,内脏脂肪、血糖、胰岛素抵抗指数、血脂、肝脏脂质和瘦素增加(P<0.05);与空白对照组相比,抗生素组小鼠糖耐量受损,内脏脂肪、血糖和肝脏甘油三酯水平增加(P<0.05);与高脂组相比,联合作用组小鼠的糖耐量受损、血糖、胰岛素抵抗指数和肝脏总胆固醇水平增加(P<0.05)。结论生命早期使用头孢曲松增加了机体内脏脂肪、血糖、胰岛素抵抗和肝脏脂质,且加剧了高脂饲料诱导的糖脂代谢紊乱,表明生命早期使用抗生素可能会提高机体对高脂饲料诱导糖脂代谢异常的易感性。 展开更多
关键词 生命早期 头孢曲松 高脂饲料 糖脂代谢
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