基于加速度计阵列的乒乓球智能判分系统

乒乓球比赛在国际比赛、体育教学、休闲健身等领域备受关注。针对乒乓球比赛中裁判员主观局限性导致的判分人为误差、球员训练效率与实时性差等问题,提出了一种基于MEMS加速度计阵列的乒乓球智能判分系统。为了精准检测桌面落球位置,采用ADXL335加速度传感器模块测量球-桌碰撞引起的桌面振动信息。通过优化加速度传感器阵列节点,开发多信号协同感知算法,实现球桌表面落球点的精确定位。此外,结合落球点坐标信息,开发了基于国际乒乓球比赛规则的智能判分和比分实时显示上位机模块。实验结果表明:所开发的乒乓球判分系统具有智能裁判、比分实时显示、落球点精准定位、坐标信息存储等功能,为乒乓球比赛精准智能裁判和球员数字化训练提供了一种实用的设计方案。

脊柱外科手术患者麻醉持续时间与术后跌倒风险的关系

目的探讨脊柱外科手术患者麻醉持续时间与术后跌倒风险的关系。方法选择2020年1月至2023年6月在该院全身麻醉下脊柱手术后住院期间发生跌倒事件的37例患者作为研究组,按照1:3的比例选择111例无跌倒患者作为对照组。记录患者的性别、年龄、婚姻状况、文化程度、伴随疾病、服用药物类型、视力状况、眩晕状况、睡眠状况、大小便、美国麻醉协会(ASA)分级、手术类型、手术节段、全身麻醉持续时间、手术时间等资料。比较两组患者临床资料差异,采用多因素Logistic回归分析全身麻醉持续时间与跌倒的关系。结果研究组全身麻醉时间长于对照组(P<0.05)。两组患者性别、年龄、高血压、降压药、视力、听力、睡眠状况、小便、ASA分级、手术节段、手术时间的差异存在统计学意义(P<0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示,全身麻醉时间不是影响术后跌倒的风险因素(P>0.05),影响术后跌倒的风险因素包括年龄≥75岁、ASA>2级和男性(P<0.05)。结论全身麻醉时间不影响全身麻醉脊柱手术后跌倒的风险,影响全身麻醉脊柱手术后跌倒的风险因素包括男性、年龄≥75岁、ASA分级>2级。

运动想象疗法对老年髋关节置换患者功能康复及跌倒恐惧的影响

目的 探讨运动想象疗法对老年髋关节置换术后患者功能康复及跌倒恐惧的影响。方法 选取2021年11月至2023年5月在邛崃市医疗中心医院骨科病房接受髋关节置换治疗的98例患者,采用随机数字表法将患者分为试验组和对照组各49例,最终对照组43例与试验组43例患者完成了本项研究。对照组给予术后常规物理康复治疗,试验组在此基础上联合运动想象疗法,干预后比较两组Harris髋关节功能评分及优良率、起立-行走测试时间(TUG)、跌倒恐惧评分(FFQ-R)的差异。结果 出院时和干预2月后,试验组FFQ-R得分均低于对照组(P<0.05);干预2月后,试验组TUG测试用时少于对照组(P<0.05);出院时及干预2月后,两组Harris髋关节功能得分差异无统计学意义(P>0.05);出院时两组患者髋关节功能优良率比较差异无统计学意义(χ^(2)=1.550,P=0.213),干预2月后,试验组髋关节功能优良率高于对照组(χ^(2)=4.778,P=0.029)。结论 运动想象疗法可以提高患者运动能力,减少跌倒恐惧,加速髋关节置换患者术后康复。

浅埋纵向交叉巷道潜在失稳模式分析

针对某矿山运输巷道持续大面积冒落问题,通过数值分析的方法,利用FLAC和PFC3D耦合程序,计算了巷道不同暴露时间下与充填后冒落分布情况,表明冒落会持续发生,随着暴露时间的增加,联络道及5#巷道中的冒落持续发展,其中以第一个月的冒落最为严重,冒落集中区以联络道及其交岔点的部位居多,为相同条件地下矿山开采提供一定参考。

基于双向LSTM神经网络的可穿戴跌倒预警研究

为了在老年人跌倒之前进行预判并及时触发跌倒防护气囊,防止跌倒对老年人身心造成严重伤害,提出了基于双向长短期记忆神经网络的轻量级跌倒预测算法,采用深度学习模型自动提取加速度计数据深层特征,省去因人工提取跌倒数据特征所消耗的时间,提升了跌倒预测模型的泛化能力。首先根据跌倒落地时刻和前置时间截取数据窗口作为输入;其次设计轻量级双向长短期记忆神经网络提取加速度特征并预测跌倒;最后借助TensorFlow Lite框架对模型进行轻量化改造。实验结果表明所提算法在SisFall跌倒公开数据集中获得了96.92%的准确率,95.73%的敏感度,98.15%的特异度,跌倒前置反应时间达215 ms,足以触发跌倒防护气囊。对应的TensorFlow Lite模型所占空间大小仅为62.2 kB,算法运行时间为1.20 ms,有望部署在嵌入式可穿戴终端,进行实时跌倒预测。所提算法实现了更高的预测精度并具有较长的跌倒预警时间,更适于资源受限的嵌入式设备,为老年人跌倒预测和可穿戴式跌倒保护装置的开发提供了进一步的参考。

基于深度学习的毫米波雷达人体摔倒检测系统研究

针对现有摔倒检测系统难以完成全天时检测、存在侵犯被检测人隐私的问题,该文设计了一种基于深度学习的毫米波雷达人体摔倒检测系统,包括信号采集、训练数据生成、智能检测和显示与告警四个部分。该系统利用1642毫米波雷达采集数据,对数据进行短时傅里叶变换,经数据增强后构建时频图数据集,通过ResNet101网络进行动作检测。检测为摔倒动作后,向远程接收端发送报警信息。该系统能够检测摔倒、弯腰、下蹲三种动作。实测结果表明,检测准确率为94.3%。

圆钢管再生镍铁渣混凝土柱冲击性能试验

为研究掺镍铁渣钢管再生混凝土柱抗冲击性能,以粗骨料替代率、轴压比、落锤质量及冲击能量为变化参数,设计并制作了11根圆钢管再生混凝土柱。通过落锤冲击试验,得到了试件的破坏形态、位移时程曲线及冲击力时程曲线,研究了轴压比、粗骨料取代率、冲击能量和落锤质量对钢管再生混凝土柱侧向冲击性能的影响。结果表明:钢管再生混凝土柱抗冲击性能良好,能量吸收率基本恒定在67%左右;与取代率为0%相比,再生粗骨料取代率为30%时,试件跨中挠度平均降低8.9%;再生粗骨料取代率为70%时,试件跨中挠度平均降低11.4%;随着冲击能量的增加,试件跨中残余位移显著增大;轴压比在0~0.4以内,轴向力对钢管再生混凝土抗冲击性能有提高作用;落锤质量由330 kg增加至430 kg,冲击持续时间增加16%;套箍系数增大,跨中挠度减小。

平行磁场对脉冲针–板介质阻挡放电物理化学特性的影响

为在大气压下产生高强度的介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体,该文利用永磁铁产生平行于电场方向的磁场,用于增强纳秒脉冲针–板DBD等离子体的物理化学活性,并探究不同脉冲参数下磁场对等离子体特性的影响规律和机制。考察平行磁场辅助脉冲针–板DBD等离子体的动态演化特性,并从电学、光学和臭氧生成特性等方面研究了脉冲电压幅值、上升沿时间和下降沿时间等参数对平行磁场辅助脉冲针–板DBD特性的影响规律。实验结果表明:平行磁场通过磁化电子改变DBD等离子体特性;施加平行磁场后,针–板DBD中空间流光放电及介质表面流光放电强度增强;不同脉冲放电参数下,施加平行磁场对放电强度及臭氧产量均显示出增强效果,在短脉冲上升沿时间条件下平行磁场的增强效果尤为显著。

基于五运六气理论分型论治不寐

基于五运六气理论探讨不寐,遵循三阴三阳开阖枢的时空周期规律,佐以六经欲解时理论,结合不寐的临床症状,将不寐分为入睡型、维持型、早醒型和特发型4种类型。入睡型不寐与少阴、太阴和阳明的开阖枢功能异常关系密切,治宜枢转少阴、降阳明、开太阴,方予麦门冬汤、归脾汤等。持续型不寐与太阳、少阴和少阳的功能失常息息相关,治分寒化、热化两端:寒化则温元阳、发太阳,予麻黄附子细辛汤;热化则滋少阴肾水、清上炎之火,方予黄连阿胶鸡子黄汤。早醒型不寐与少阴、厥阴和少阳功能失调密切相关,治宜通少阴枢纽、调厥阴气机、清少阳之火,方予柴胡辈、黄连温胆汤等。特发型不寐是一种易于特定时间清醒的不寐类型,以厥阴欲解时清醒者居多,治宜阖厥阴、升少阳,方予乌梅丸、当归四逆汤等。

单点测量数据多模态时序图像框架对人体跌倒姿态的鉴别

为了准确识别老人跌倒姿态,及时进行医疗干预,提出一种基于多模态时序图像的人体跌倒姿态鉴别方法。首先将合加速度进行小波包分解、重构出3个子序列,利用3种时序图像算法将之转化,得到3种三通道时序图像;然后通过ResNet-18提取其高维特征,运用多模态特征融合;最后将融合结果结合改进随机森林算法,完成人体跌倒姿态的鉴别。在UMAFall和SisFall两个公开数据集进行验证,得到98.7%和99.3%的精准率。结果表明,该方法在人体跌倒鉴别中具有较高准确性,可为跌倒的老人及时提供帮助。

基于KNN和神经网络算法的数据挖掘与预测模型研究

数据挖掘是运用统计学、机器学习和数据库理论等多方面学科知识来对数据进行提炼获取的多学科领域.为了从大量的数据中提炼出有效的信息,拓宽数据挖掘技术在现实生活中的应用范围.利用数据挖掘中的最近邻法、支持向量机法、卷积神经网络法和CNN-LSTM混合神经网络法分别对股价数据进行分析建模和预测,并对所建立模型进行检验.结果表明,运用KNN法对股票价格的涨跌趋势进行短期预测是可行的,而在股票价格实时预测方面,按算法预测的准确度由小到大排序为:SVM法<CNN法<CNN-LSTM法.

基于人体稳定性的实时跌倒检测系统

基于对人体稳定性的实时检测,设计了一种基于人体质心运动量动态变化的跌倒检测系统。通过对质心位置、速度、加速度的实时检测,建立质心位置投影与动态稳定区域的静态判据;建立质心稳定裕度、质心速度、质心加速度变化量的加权函数,并利用遗传算法确定最优参数;最终建立了以静态、动态判据为主,结合瞬时加速度方向的综合判据。经实验测试,综合判据得到的准确度为99.16%,裕量时间为526.43 ms,验证了该方法的可行性。

强夯加固效果实时评估方法探讨

本次研究在室外场地开展了多组不同设计参数组合下的强夯模型试验。通过落锤顶面安置的加速度传感器对落锤的冲击行程进行了记录,并引入峰度、偏度等时域特征参数对落锤加速度时程曲线的形态进行了定量的描述。研究得出:落锤加速度时程曲线的形态与施工工况之间存在对应关系,可通过分析落锤加速度时程曲线的形态来对夯击过程进行评价;落锤加速度时程曲线的时域特征值会随着夯击次数的增加呈现出规律性变化,可以通过观察时域特征值的变化趋势是否达到稳定来判断是否止夯。本文提出了一种强夯加固效果实时评估方法,并设计了使用流程。本文研究成果可用于指导后续强夯加固效果实时评估方法的工程应用。

压电式压力传感器静态性能试验方法研究

静态准确度是压电式压力传感器重要的技术指标之一。为准确评价压电式压力传感器的静态性能及试验方法,本文根据其工作原理,设计静态性能试验,并对影响因素进行验证。结果表明:方法正确性、幅频特性及下降时间一致性的试验数据满足指标要求,且采用的计算方式与静态压力传感器的相关标准及技术完全相同,能有效对测量上限60MPa以下、准确度等级0.1级及以下的压电式压力传感器进行静态性能评价。

飞行员经颅交流电刺激睡眠调节干预方法研究

目的针对飞行员经常需要打破昼夜节律出紧急任务的现状,研究一种经颅神经电刺激睡眠干预方法来缩短入睡时间、提高睡眠质量,以达到短时间内提高作战效能、提升飞行安全性的目的。方法提出了一种基于低频正弦交流电经颅刺激的睡眠干预方法,按照设计要求招募20名被试,每名被试参与3组睡眠干预实验,分别为对照组、伪刺激组和刺激组,其中刺激组使用经颅神经电刺激仪根据刺激方案对受试者进行电刺激干预,伪刺激组仅模拟刺激仪开关时的电流,其余时间不刺激,实验全程进行脑电、眼电、肌电信号的同步监测,记录相关数据。对采集到的脑电信号进行delta/theta功率谱密度比值分析,结合眼电、肌电信号确定受试者的入睡时间。结果对照组、伪刺激组和刺激组入睡时间分别为(17.29±7.72)、(11.41±4.71)、(5.21±3.36)min,刺激组入睡时间与对照组结果比较,差异具有统计学意义(P<0.05),伪刺激组入睡时间与对照组结果比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论在入睡时间上刺激组<伪刺激组<对照组,证明该经颅神经交流电刺激方法可有效缩短被试入睡时间。

北京市门诊老年人跌倒风险与躯体功能的相关性

目的调查老年人跌倒风险现状并分析其影响因素,为老年人跌倒预防措施的制定提供参考。方法便利抽样法抽取2021年5月至2022年4月北京市某三甲医院多学科联合跌倒门诊进行跌倒测评的老年人572例为研究对象,采用现场面对面调查的方式采集研究对象的一般资料、疾病情况、跌倒风险评分,并进行躯体功能测试。根据跌倒风险评估得分,将患者分为2组。对比2组各指标差异,确定跌倒风险的独立影响因素。采用SPSS 26.0软件进行数据分析。采用多因素logistic回归分析跌倒风险的独立影响因素。结果572例老年人中278例(48.60%)有跌倒风险。Logistic回归分析结果显示,大专及以上文化程度(OR=2.059,95%CI 1.285~3.298)、共病(OR=1.978,95%CI 1.321~2.962)、多重用药(OR=2.211,95%CI 1.348~3.625)、睡醒后头晕/萎靡/疲劳(OR=2.948,95%CI 1.906~4.560)是老年人跌倒风险的独立危险因素,男性(OR=0.520,95%CI 0.343~0.788)、四阶段平衡测试达标(OR=0.487,95%CI 0.275~0.862)、计时起步行走测试达标(OR=0.455,95%CI 0.256~0.807)是老年人跌倒风险的保护因素(P<0.05)。结论老年人跌倒风险较高,且女性高于男性,大专及以上文化程度、共病、多重用药、睡醒后精神不佳是老年人跌倒的独立危险因素,应注意此类老年人的跌倒预防,动态和静态平衡能力的提升有利于降低老年人跌倒风险,应进行针对性训练。

改进TCN算法在人体跌倒检测中的应用

为提高跌倒检测的准确率,解决传统RNN和CNN训练模型复杂且易产生梯度爆炸现象的问题,提出一种改进的时间卷积网络(TCN)算法。借鉴ResNet恒等映射的思想对残差结构进行改进,将激活函数改进为Leaky ReLU,减少神经元坏死的现象,为避免参数冗余造成模型过拟合问题,选用全局平均池化层代替全连接层实现分类。实验结果表明,该算法判断准确率达到99.4%,较改进前提高了10.51%,与其它已有算法相比准确率提高了2.68%~3.63%,能够准确检测出跌倒行为,对于及时识别老年人跌倒并报警,预防因发现不及时致残致死,具有较高的实用价值和社会价值。

阴虚质与初中生抑郁情绪的关系:应激性生活事件和入睡时长的链式中介作用

背景初中阶段作为青少年心理健康发展的关键阶段,由于该时期心智不够成熟以及身心发展不平衡,使得初中生对抑郁情绪的易感性增加。既往研究表明,阴虚质是青少年抑郁情绪的危险因素之一,研究发现应激性生活事件与入睡时长都能对青少年的抑郁情绪造成影响,但对于四者之间的作用机制尚缺乏系统性探讨。目的探究阴虚质和初中生抑郁情绪之间的关系,以及应激性生活事件和入睡时长在其中的中介作用。方法2022年3月通过方便抽样选取四川省眉山市1所中学的在校初中生为研究对象。收集研究对象的一般资料(性别、民族、生源地、年级),运用7-14岁中医体质量表中的阴虚质亚量表、青少年生活事件量表(ASLEC)、慕尼黑睡眠时型问卷中描述入睡时长的条目和流调中心用抑郁量表(CES-D)对初中生进行测评。分析不同特征初中生阴虚质得分、ASLEC得分、入睡时长、CES-D得分的差异,采用Spearman秩相关分析探讨各变量间的相关性;构建多重中介效应模型以检验应激性生活事件和入睡时长在阴虚质及抑郁情绪之间的中介效应,并进一步使用Bootstrap方法对链式中介效应显著性进行检验。结果共发放调查问卷2620份,回收有效问卷2570份,有效回收率98.1%,抑郁情绪检出率为32.8%(844/2570)。女初中生的阴虚质得分、ASLEC得分、CES-D得分高于男初中生;初二、初三年级学生的阴虚质得分、ASLEC得分和CES-D得分均高于初一年级;非汉族初中生的ASLEC得分高于汉族初中生,汉族初中生的入睡时长高于非汉族初中生,农村生源地初中生的阴虚质得分、ASLEC得分、CES-D得分均高于城镇,差异均有统计学意义(P<0.05)。初中生阴虚质得分为25.0(15.0,40.0)分,应激性生活事件得分为36.0(30.0,44.0)分,入睡时长为15.0(8.6,25.7)min,抑郁情绪得分为11.0(6.0,18.0)分。初中生阴虚质与应激性生活事件、入睡时长以及抑郁情绪得分均呈显著正相关(rs=0.538、0.151、0.470,P<0.05);应激性生活事件与入睡时长、抑郁情绪得分均呈显著正相关(rs=0.224、0.684,P<0.05);入睡时长与抑郁情绪得分呈显著正相关(rs=0.289,P<0.05)。多重中介效应模型结果显示,阴虚质正向预测抑郁情绪(β=0.465,P<0.001);阴虚质正向预测应激性生活事件水平(β=0.511,P<0.001)和入睡时长(β=0.066,P=0.004);应激性生活事件水平正向预测入睡时长(β=0.228,P<0.001)和抑郁情绪(β=0.591,P<0.001);入睡时长正向预测抑郁情绪(β=0.139,P<0.001)。Bootstrap法检验最终结果显示,阴虚质→应激性生活事件→入睡时长→抑郁情绪路径效应显著[中介效应值=0.009,95%CI(0.006,0.012),P<0.001],应激性生活事件与入睡时长在阴虚质和抑郁情绪的链式中介效应成立。结论阴虚质不但可以直接预测初中生的抑郁情绪,还可以通过应激性生活事件和入睡时长的独立中介作用以及应激性生活事件-入睡时长之间的链式中介作用间接影响初中生的抑郁情绪。可通过改善阴虚体质、提高对应激性生活事件的应对能力、缩短入睡时长,降低初中生抑郁情绪的发生,提高其心理健康水平。

基于改进YOLOv5s的老人跌倒识别算法研究

为应对人口老龄化加剧带来的老年人居家安全问题,提出了一种实时准确的跌倒识别算法。目前基于计算机视觉的跌倒检测主要存在跌倒类间相似性大、监控角度相对固定而跌倒角度多变、特征提取困难、难以联系图像依赖关系等问题。为此,采用同一动作8个拍摄角度的数据集,使模型能够充分学习到多种特征;将所有跌倒行为归为一类,总类别数为二分类;改进原网络的候选框、添加CC-Net、改进非极大值抑制算法,进行分类训练,并对训练好的模型进行对比评估。实验结果表明,该方法的平均准确率比YOLOv4和YOLOv5s模型分别提高了5.9%和2.6%,比SSD算法提高了11.1%,能够基本满足检测需求。

握力、骨密度及血清25羟基维生素D与老年2型糖尿病患者跌倒风险的相关性

目的 本研究旨在探讨握力、骨密度及血清25羟基维生素D与老年2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者跌倒风险的相关性。评估老年T2DM患者跌倒风险的影响因素,为预防跌倒提供临床依据。方法 选取锦州医科大学附属第一医院内分泌(多学科)门诊年龄在60~85岁老年患者160例,其中110例T2DM患者为糖尿病组,50例非糖尿病患者为(对照组)。根据Morse跌倒风险评估量表分为跌倒风险组和无跌倒风险组。收集所有入选患者基础资料包括年龄、性别、身高、体重,测定腰椎L1~L4及左侧股骨骨密度、握力及计时起立-行走测试(timed up and go test, TUGT)时间。通过静脉采血收集临床指标25羟基维生素D (25 hydroxyvitamin D,25-OH-VD)、糖化血红蛋白(hemoglobin A1c, HbA1c)、血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)、血肌酐(serum creatinine, SCr)、血尿酸(serum uric acid, SUA)、总胆固醇醇(total cholesterol, TC)、甘油三脂(triglyceride, TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol, HDLC)、低密度脂蛋白胆固醇(low dendity lipoprotein, LDLC)。T2DM患者收集病程、并发症、降糖药物使用情况,采用SPSS 23.0软件,对所收集资料进行分析,多因素Logistic回归分析影响跌倒风险的危险因素。结果 糖尿病组患者跌倒风险发生率72.72%明显高于对照组发生率60%(P=0.107),两组对比在握力、握力减低、腰椎L1~L4、左侧股骨骨密度、25-OH-VD、TUGT、HbA1c因素中差异均有统计学意义(P<0.05)。糖尿病患者中跌倒风险组的握力、握力减低、腰椎L1~L4、左侧股骨骨密度、25-OH-VD、TUGT显著低于无跌倒风险组,差异均有统计学意义(P<0.05)。多因素Logistic回归分析显示握力减低是老年T2DM患者跌倒风险的独立危险因素(OR=3.350,95%CI:1.026~10.290,P<0.05)。结论 握力减低是老年T2DM患者跌倒风险的独立危险因素。糖尿病组及非糖尿病组患者腰椎L1~L4、左侧股骨骨密度、握力及25-OH-VD均处于较低水平可能与跌倒风险相关。