社区H型高血压患者药物基因作用靶点多态性分布及叶酸联合维生素D干预效果研究

背景H型高血压严重影响着人们的健康及生活质量,目前临床上治疗高血压主要根据患者症状和临床经验选择药物,降压效果不理想,急需探寻降压药物基因分布的多态性,为高血压患者进行个体化用药指导。目的探讨济南市社区H型高血压药物作用靶点基因多态性分布及叶酸联合维生素D的干预作用,为该地区开展高血压医防融合精准医疗提供参考依据。方法2020年6月—2022年6月随机抽取山东省济南市槐荫区20家街道办事处社区卫生服务中心200例血压控制不佳的高血压患者为研究对象,治疗前首先进行5类常用抗高血压药物[利尿剂、β受体阻滞剂、血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)、钙离子通道抑制剂(CCB)、血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)]相关高血压个体化用药基因位点的基因多态性检测。将患者随机分为基因导向治疗组(基因组)与基因导向协同叶酸、维生素D治疗组(基因导向组),每组100例。基因组根据检测的高血压基因作用位点的特点调整用药;基因导向组在基因组治疗方案的基础上同时服用叶酸、维生素D。干预初始(M0)、干预3个月(M3)、干预6个月(M6)时采集患者晨间未服用降压药物情况下坐位收缩压和舒张压。记录患者患病情况、不良反应发生情况、脑卒中发生情况,进行基因测序,检测血清同型半胱氨酸(Hcy)浓度。采用Pearson相关性分析或Spearman秩相关分析探究性别、年龄、收缩压、舒张压与Hcy的相关性。结果研究对象性别(r_(s)=-0.463)、收缩压(r=0.181)、舒张压(r=0.188)与Hcy水平有相关性(P<0.05)。5类抗高血压药物基因作用靶点中,与药物代谢酶基因多态性位点相关的分别是CYP3A5(A6986G)、CYP2C9(c.1075A>C)、CYP2D6(c.100C>T),与药物作用靶点敏感性基因多态性位点相关的是ADRB1、ACEI(I/D)、AGTR1、NPPA。基因组A6986G:CYP3A5*1/*1(AA)、ACEI(I/D):D/D、c.100 C>T:CYP2D6*1/*1(CC)患者M3、M6舒张压低于M0,A6986G:CYP3A5a1/a3(AG)、ADRB1 c.1165 G>C:GG、c.1075 A>C:CYP2C9*1/*3(AC)、c.1075 A>C:CYP2C9*3/*3(CC)患者M6舒张压低于M0,A6986G:CYP3A5*3/*3(GG)、ADRB1 c.1165 G>C:CC、ACEI(I/D):I/I、c.1075 A>C:CYP2C9*1/*1(AA)、AGTR1 c.1166 A>C:AA、NPPA T2238C:TT、c.100 C>T:CYP2D6*10/*10(TT)患者M3、M6收缩压、舒张压低于M0,ADRB1 c.1165 G>C:GC、ACEI(I/D):I/D、c.100 C>T:CYP2D6*1/*10(CT)患者M6收缩压低于M0,M3、M6舒张压低于M0,差异有统计学意义(P<0.05)。Hcy水平组间比较结果显示,M3、M6基因导向组Hcy水平低于基因组,差异有统计学意义(P<0.05)。组内比较结果显示,基因组M6 Hcy水平低于M0,基因导向组M3、M6 Hcy水平低于M0,M6 Hcy水平低于M3,差异有统计学意义(P<0.05)。收缩压、舒张压组间比较结果显示,M3、M6基因导向组收缩压、舒张压低于基因组,差异有统计学意义(P<0.05)。组内比较结果显示,基因组、基因导向组M6收缩压、舒张压低于M0,M6收缩压低于M3,差异有统计学意义(P<0.05)。结论社区H型高血压患者中存在高血压药物相关基因多态性的表达差异,个体化用药效果显著;叶酸联合维生素D协同治疗更能显著降低H型高血压水平。

带式输送机不停机托辊更换车结构设计及特性分析

为提高煤矿带式输送机在更换损坏托辊时的维护效率,减小人工更换产生的安全风险,文中设计了一种可在带式输送机不停机状态下进行托辊更换的更换车。针对不停机更换托辊的工作要求,确定更换车的更换方案,并建立三维模型。采用D-H参数法建立更换车机械手的连杆坐标系,通过MATLAB软件机器人工具箱建立机械手模型,并用蒙特卡洛法确定机械手的工作空间,结果表明,其运动范围满足槽型托辊组3个托辊的更换。采用ADAMS软件对机械手拆卸和安装托辊过程进行仿真,得到损坏托辊和备用托辊的位移曲线,结合夹取结构的运动曲线和运行轨迹,结果表明,机械手的工作过程平稳流畅。采用ANSYS软件对更换车工作中关键受力部件支撑臂和支撑托辊架进行有限元分析,结果表明:两部件强度满足工作要求,保证更换车工作的可靠性。

压雪机雪铲运动仿真及分析

基于D-H矩阵原理建立压雪机雪铲运动轨迹的数学模型,文中分析了雪铲运动过程中雪铲齿尖的位移、速度、加速度与空间位置的运动关系;建立雪铲三维模型,然后将简化处理过的三维模型导入ADAMS仿真软件中,在ADAMS中增加约束和驱动等前处理工作;最后,进行运动仿真,得出雪铲齿尖的位移、速度、加速度动态曲线及雪铲轨迹图,并验证了雪铲运动学模型的正确性,对压雪机雪铲的设计和分析具有普遍适用的意义并提供了参考。

基于改进粒子群算法的ER8机器人轨迹规划

为解决传统机器人工作效率低、稳定性不足和传统粒子群算法易早熟等问题,提出了一种基于改进粒子群算法的时间最优轨迹规划算法。通过改进粒子群算法的惯性权重和学习因子,优化了粒子群算法的局部和全局搜索能力。首先,以国产ER8型机器人为研究对象,采用改进型D-H参数法获得机器人连杆参数数据,同时通过运动学正逆解理论计算求出了轨迹插值点;其次,利用MATLAB机器人工具箱建立了ER8机器人仿真模型,由于正逆解理论值与仿真结果完全相一致,证明了所建仿真模型的正确性;最后,通过MATLAB仿真得到机器人3-5-3多项式插值构造的轨迹中各关节的位置、速度和加速度等信息,在满足运动学约束的前提下,利用改进粒子群算法优化3-5-3混合多项式插值函数构造的轨迹,机器人用于完成轨迹的时间从3 s减少到1.0375 s,相对于优化前,整体运行时间缩短了大约65%,证明文中改进的粒子群算法可以有效实现时间最优的轨迹规划。

基于改进遗传算法对机械臂最优时间轨迹规划

针对传统工业机器人在轨迹规划过程中,运动耗时长、易陷入局部最优解的问题,提出一种基于改进自适应遗传算法对于6R机械臂轨迹优化算法。通过加入改进的自适应调节机制,自适应的去改变交叉概率和变异概率。首先,建立六自由度机械臂模型,采用改进型D-H参数法获得机器人连杆参数数据;其次,通过4-1-4多项式插值的方法进行轨迹规划,以运行时间为优化目标,利用改进自适应遗传算法结合蚁群算法对运动轨迹进行优化;最后,通过目标函数解决运动学约束问题。通过MATLAB仿真实验验证相比于传统的遗传算法,该轨迹的运行时间从12.23 s减少到了9.05 s,整体运行轨迹时间缩短3.18 s,优化后的效率提高近26%。适应度提高1.73,证明该算法能够有效地加快轨迹的运行时间,提高了机械臂的工作效率。

六自由度机器人重力误差识别与补偿方法

为了提高六自由度关节机器人末端执行器的位置精度,文章基于自主设计研发的六自由度关节机器人进行重力误差识别和补偿方法研究。首先,基于D-H法建立机器人各关节转角与末端位置坐标的关系模型,提出采用Levenberg-Marquardt进行主要关节实际扭转刚度的计算方法;其次,基于有限元分析软件,进行不同位姿下机器人在重力场作用下的静力学分析,建立机器人位姿参数为输入、末端变形为输出的BP神经元网络模型,以实现机器人不同位姿下连杆弯曲变形导致的末端位置误差的在线预测;最后,基于自主设计的专用测头进行机器人末端位置误差补偿实验。实验数据表明,补偿后的定位精度比补偿前在X和Z方向分别提高了93.6%和92.2%。

咸阳市土地利用及生态系统服务价值时空变化

为掌握咸阳市土地利用变化特征及生态系统服务价值变化规律,采用土地利用转移矩阵分析咸阳市土地利用变化,并对其生态系统服务价值进行评估分析,结果显示:(1)土地利用占比由大到小依次为:耕地>水域>林地>建设用地>未利用地;(2)人类活动对土地利用的影响程度在逐渐加深,林地和建设用地的利用程度均呈上升趋势;(3)咸阳市的土地利用变化主要是耕地向建设用地转移以及耕地与林地的互相转移;(4)2003—2021年咸阳市生态系统服务价值增加3.2301亿元,整体呈先增长后减少的趋势;(5)除供给服务价值呈持续减少趋势外,调节服务价值、支持服务价值和文化服务价值均呈先增加后减少趋势。研究结果可为优化土地利用结构和布局,协调土地管理与生态环境关系提供依据。

基于反步法的下肢外骨骼机器人控制研究

针对下肢外骨骼预定轨迹的控制问题,在构建了二自由度机械腿的运动学和动力学模型的基础上,提出了一种非对称液压缸负载力、伸缩量与外骨骼转动扭矩、运动角度的转化关系,采用反步法控制下肢外骨骼系统的运动轨迹。首先,采用D-H法建立了二自由度下肢外骨骼系统的运动学模型,研究了外骨骼末端执行器关节速度的变化关系,并利用拉格朗日动力学方程推导了外骨骼动力学的数学模型;然后,使用了液压缸负载力控制为机械腿运动提供了相应的扭矩,进而控制了下肢外骨骼的运动姿态;其次,针对下肢外骨骼运动时的高精度要求,利用反步法控制理论,建立了阀控非对称缸系统,结合下肢外骨骼动力学系统整体的状态空间方程,利用下肢外骨骼液压伺服系统控制了下肢外骨骼进行预定轨迹运动;最后,对AMESim软件与Visual Studio软件进行了联合仿真,对比分析了PID控制与反步法控制的精度问题。研究结果表明:针对下肢外骨骼预定轨迹控制,反步法控制误差最大值为2°,对比传统PID控制,误差降低了67%;设计的反步法控制器对于下肢外骨骼具有良好的控制精度。

一种口腔检查机器人的设计与定位研究

传统的口腔疾病诊断高度依赖医生的临床经验和专业素养,因此创新设计了一种口腔检查机器人样机,采用标准D-H法建模,利用蒙特卡洛法进行工作空间分析,利用五次多项式插值函数对机械手进行轨迹规划,验证了结构设计的合理性。基于Dlib模型设计了口腔状态判断方法,通过分析Astra S相机、机械手和三维空间之间的坐标系转换关系,获取嘴部中心坐标,经重复定位试验得到误差均在±2 mm之内,验证了嘴部定位方法的可行性。

机器人锅炉冷态空气动力场测量系统开发

针对锅炉冷态空气动力场试验自动化程度低、操作危险性大的问题,开发了机器人锅炉冷态空气动力场试验测量系统。系统下位机采用STM32芯片作为主控芯片,控制爬壁机器人的运动以及与上位机的信息交换,同时引入混沌线性惯性权重对粒子群优化模糊PID算法进行优化,并将改进后的算法作为机器人运动路径的控制策略,对于机械臂的控制引入D-H法。上位机为LabVIEW搭建的操作平台,通过嵌入双树复小波变换去噪算法,对采集到的风速信号进行降噪处理。结果表明:所提出的系统各个模块均可正常且稳定运行,与人工测试的误差保持在±10%,能够满足锅炉冷态试验的要求。

运动学误差模型变体下的机械臂标定精度研究

为进一步提高机械臂运动学标定精度,研究不同D-H建模方式下运动学误差辨识精度的差异,为运动学误差准确建模提供理论依据。围绕SD-H和MD-H运动学误差模型的各种变体形式,量化对比各模型变体的性态水平和线性化误差,并分析二者对运动学标定精度的综合影响。研究结果表明:x-z-y欧拉变换会破坏MD-H运动学误差模型最小性,不适用于运动学标定;其余满秩MD-H模型性态水平优于SD-H模型两个数量级;MD-H建模时引入的线性化误差与SD-H数量级等同;在模型性态水平和线性化误差综合作用下,较强测量噪声环境中的SD-H模型运动学标定精度(0.1%~39.3%)优于MD-H模型(0.1%~71.2%);角度类与位置类的运动学参数误差的辨识精度差异显著。研究成果为机械臂标定的精确建模以及误差类型与辨识方法的合理匹配提供了理论依据。

基于D-H参数的磁阻式球形电机动力学建模

三自由度球形电机的动力学模型是对转子运动过程的数学描述,在球形电机的闭环控制中用于计算转子从当前位置运动到期望位置时所需要的驱动转矩。以计算磁阻式球形电机驱动转矩为目标,提出一种动力学方程的建模方法。针对磁阻式球形电机的运动特征,将球形转子等效为三个串联旋转关节,推导出磁阻式球形电机基于D-H参数的动力学方程,再对方程中的未知参数进行辨识,最终模型的预测结果与仿真结果有较高的拟合度,试验验证了该模型在设定运动工况下的可靠性,为磁阻式球形电机驱动控制提供了理论基础。

经鼻高流量氧疗与无创辅助通气治疗心力衰竭低氧患者的疗效比较:一项回顾性队列研究

目的比较经鼻高流量氧疗(HFNC)与无创辅助通气(NIV)治疗心力衰竭(简称心衰)低氧患者的疗效。方法从美国重症监护医学信息数据库获取2008年至2019年入住ICU的694例心衰患者的数据,根据住院期间使用HFNC或NIV情况,分为HFNC组459例和NIV组235例。比较两组患者人口基线、合并症、合并心脏疾病、实验室指标、生命体征指标、临床结局等差异。绘制Kaplan-Meier曲线,并使用log-rank检验比较两组患者28 d累积生存率。采用多因素logistic回归模型控制可能混杂因素,比较HFNC组和NIV组患者48 h内治疗失败率;采用多因素Cox回归模型控制混杂因素,比较两组患者28 d死亡率。根据氧合指数(OI)分为OI≥100亚组和OI<100亚组,亚组分析HFNC和NIV患者48 h内治疗失败率和28 d死亡率。结果两组患者体重、慢性阻塞性肺疾病及冠心病比例、pH、剩余碱、PaCO_(2)、OI、总住院时间、ICU住院时间及氧疗时间比较差异均有统计学意义(均P<0.05)。两组患者48 h内治疗失败率和28 d死亡率比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。经多因素logistic回归模型控制混杂因素后,HFNC组和NIV组患者48 h内治疗失败率比较,差异无统计学意义(OR=0.895,95%CI:0.568~1.412,P=0.634)。经多因素Cox回归模型校正混杂因素后HFNC组和NIV组患者28 d死亡率比较,差异无统计学意义(HR=1.006,95%CI:0.685~1.479,P=0.975)。校正混杂因素后,亚组分析结果显示各亚组间HFNC和NIV患者48 h内治疗失败率及28 d死亡率比较,差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论HFNC及NIV是纠正心衰患者低氧血症的两种不同氧疗方式,HFNC的治疗效果不逊于NIV,临床使用过程中可根据患者不同需求,选择不同氧疗方式。

基于D-H参数的六轴机器人运动学分析与仿真

将六轴协作机器人作为研究目标,对其进行了运动学分析,并通过D-H参数法实现了机器人的运动学研究与模拟,同时利用机器人的尺寸图与结构图建立连杆坐标系并形成了相关的参数表,在相同关节角度上分别通过正、逆运动理论与MATLAB模型中的方法实现了机器人末端的姿态计算与模型的正确性检验。通过蒙特卡洛算法可以计算出机器人的空间点云图,通过MATLAB工具包可以计算出机器人末端节点的位置、速度和加速度的拟合曲线。

视觉机器人的零件识别与抓取方法研究

为了满足视觉机器人能够精准抓取平面零件的需求,提出一种加入深度学习算法的零件识别与定位方法。首先,利用YOLOv4-tiny目标检测算法对目标物体进行识别,并提取出感兴趣区域(Region of Interest,ROI)送入PSPnet语义分割网络中进一步提取ROI。然后,将ROI区域进行亚像素级的模板匹配,并计算目标物体的深度信息。在目标物体中心坐标求解中,以ROI区域的最大内接圆的圆心作为目标物体的中心。最后,利用D-H法对机器人进行运动学解算,并进行抓取试验。实验结果表明:该方法的深度误差率大约为0.72%,视觉机器人抓取零件成功率达到91%,具有较高的定位精度和抓取成功率,可以满足实际工业分拣搬运需求。

基于D-H法的农业采摘机器人运动协作控制系统设计

为提升农业采摘机器人运动协作控制性能,降低机器人碰撞概率,利用D-H法优化设计机器人运动协作控制系统;改装位置、力矩以及碰撞传感器设备,优化运动协作控制器与驱动器,调整系统通信模块结构,完成硬件系统的优化;利用D-H法构建农业采摘机器人数学模型,在该模型下,利用传感器设备实现机器人实时位姿的量化描述,通过机器人采摘流程的模拟,分配机器人运动协作任务,从位置和姿态等多个方面,确定运动协作控制目标,经过受力分析求解机器人实际作用力,最终通过控制量的计算,实现农业采摘机器人的运动协作控制功能;通过系统测试实验得出结论:所提方法控制下机器人位置、姿态角和作用力的控制误差分别为14 mm、0.2°和1.2 N,在优化设计系统控制下,机器人的碰撞次数得到明显降低。

基于六轴机器人的运动学分析与轨迹规划

为了进一步提高机械臂的工作效率以及保持运行轨迹的平稳、连续,对机器人进行运动学分析和时间最优轨迹规划。以大族E05协作机器人为研究对象,基于D-H参数法建立机器人运动学模型,并进行正、逆运动学分析,基于改进的粒子群算法对机械臂3-5-3分段多项式插值轨迹规划模型进行时间优化。通过MATLAB中机器人工具箱构建机械臂仿真模型,进行轨迹规划仿真实验。实验结果表明,机械臂逆运动学求解准确,轨迹规划算法可靠,轨迹规划时间较优化前缩短了53%,规划的运动轨迹平滑连续,无突变。

基于粒子群优化算法的焊接机械臂轨迹规划

针对焊接机械臂轨迹规划问题,提出了一种改变传统粒子群优化算法中学习因子的方法。传统粒子群算法的粒子学习因子在迭代过程中取0到1之间的随机数,这极大地影响算法的计算速度。本文首先按照焊接机械臂的作业背景构造函数,使学习因子随着迭代次数有序取数,极大地提高了算法计算速度,从而减少了机械臂的轨迹规划和运动时间。其次构建焊接机械臂模型,搭建机械臂的D-H参数轴和各杆件坐标系,并建立机械臂的运动学方程。最后通过MATLAB进行轨迹规划和运动学仿真得到了改进前后的机械臂收敛速度对比图。结果表明:传统粒子群算法的寻路时间约为9.0 s,而改进后的粒子群算法寻路时间约为2.1 s,优化时间为6.9 s,机械臂寻找目标物的效率大大提高。本研究对于提高焊接机械臂轨迹规划的效率和精度具有重要的意义。

仿蝎式焦炉测温机器人结构设计及腿部运动学分析

针对焦炉炉顶环境恶劣、人工测温精度和效率低的情况,设计了一种仿蝎式机器人用于焦炉测温,并对机器人腿部行走机构进行了设计分析。首先,参照蝎子的仿生结构对焦炉测温机器人整体结构进行建模和腿部的设计,并对其进行应力分析,确保其在测温过程安全稳定运行;其次,建立机器人运动结构Denavit-Hartenberg(D-H)坐标系,对其腿部进行了正逆运动学分析;最后,利用Matlab软件对腿部进行笛卡儿空间轨迹规划,并运用Adams软件对腿部关节进行了步态仿真,表明腿部轨迹规划和步态仿真的运动曲线趋近相同且运行平稳。试验结果表明,测温机器人运动的实际误差保持在2 mm之内且运行平稳。这为后续焦炉测温机器人整体系统的开发奠定了重要的基础。

外骨骼助行机器人关节运动轨迹研究

外骨骼助行机器人耦合在人体下肢各关节处实现整体协调运动。有效、合理的关节运动轨迹对于外骨骼的辅助运动至关重要。通过对助行机器人结构特征及关节运动角度的分析,采用D-H参数法建立了外骨骼机器人在矢状面内的正向和逆向运动学模型,并通过位姿变换求解出各关节变化量。针对外骨骼助行机器人关节运动进行轨迹规划,利用Matlab Robotics Toolbox中的link函数建立了外骨骼二连杆机构的三维仿真模型,并采用五次多项式插值函数对外骨骼髋关节、膝关节进行了关节轨迹规划。仿真得到关节位移、速度和加速度三个运动轨迹曲线。仿真结果光滑连续,符合外骨骼辅助运动的特征。该研究能够为外骨骼助行机器人的控制设计提供参考。