步态分析用于膝骨性关节炎诊断与功能评定的研究进展

膝骨性关节炎是中老年群体患病率非常高的一种疾病。该病生理功能表现与生物力学参数密切相关,包括运动学参数、动力学参数、肌电活动参数等直接体现了膝骨性关节炎的症状发展。这些参数的研究对于膝骨性关节炎诊断和关节功能评定有非常重要的临床意义。因此,笔者通过总结近年来国内外的研究文献,对步态分析技术的进展,以及步态分析应用在膝骨性关节炎生物力学参数评定进行探讨,着重从运动学特征参数、动力学特征参数和肌电活动特征参数等进行步态特征的研究,为膝骨性关节炎的临床诊断及疗效评估提供借鉴与参考。尽管步态分析研究在膝骨性关节炎的早期诊断、治疗评估中发挥了重要作用,但在中国的临床应用和研究仍处于初期阶段。此外,由于膝骨性关节炎致病机制和生理表征比较复杂,对于步态分析特征参数的选择、计算方法,以及技术本身的稳定性方面还需要持续深入研究和改进。

基于条件独立性检验的非稳态因果发现方法

非稳态时间序列数据之间的因果关系发现是非常重要但极具挑战的问题。现有的工作主要假设观察数据随着时间或领域发生变化。上述假设使得相关方法需要引入时间或领域作为先验知识,无法应用于分段稳态的非稳态场景。因此,提出了一种基于条件独立性检验的非稳态因果关系发现算法。首先使用变化点检测方法来识别非稳态变化的时间点,然后将上一步的时间点进行区间划分,用基于条件独立性检验的时序因果关系发现算法推断局部稳态因果结构。在仿真和真实世界数据上的实验证明了该方法的有效性。

深层隧道进流式泵站前池流态及整流措施研究

为改善深层隧道进流式泵站前池内的旋流、偏流等不良流态,基于RNG k-ε湍流模型对前池流态进行数值模拟,研究适用于此类城市排涝泵站的整流措施。数值计算结果表明:泵站前池、进水池内存在局部立面旋滚、螺旋流、斜向流、流速分布上高下低等不良水力现象,致使泵站进水流道水力条件不佳;采用双层环形板和两组导流墩的组合式整流措施可抑制前池、进水池中的立面旋滚、螺旋流和斜向流流态,从而有效改善流道的进水条件,提高进水流道进口处流速分布均匀度,使泵进水状况变好,提高泵站运行的可靠性。

带仿生躯干的被动行走机器人步态特性

为改善被动行走机器人的步态特性,受人体躯干同时具有刚性骨骼和柔性软组织启发,提出一种带刚柔仿生躯干的被动行走机器人模型,并研究其非线性动力学特性.将仿生躯干柔性部分等效为带质量的弹簧阻尼器,建立仿生躯干被动行走机器人的动力学模型.分别分析仿生躯干的等效弹性系数、等效阻尼系数、等效质量对被动行走机器人的行走步长和步行速度的影响规律,并与刚性躯干模型的结果进行对比.研究结果表明:相比于刚体躯干,仿生躯干使得被动行走具有更加丰富的步态行为;仿生躯干柔性不仅影响被动行走的行走步长及行走速度,还影响被动行走的稳定性;适当的躯干柔性可以在维持稳定周期步态的同时,提高被动行走机器人的行走步长及步行速度;与刚性躯干相比,带仿生躯干的被动行走步长能提高12%,行走速度能提高2%.

高跟鞋全掌中底硬度对青年女性行走过程中步态特征与稳定性的影响

为了减少长期穿着高跟鞋对女性足部健康产生的不利影响,研究选取40名青年女性穿着3双不同全掌中底硬度的高跟鞋,采用Footscan^(R)足底压力测量系统与RSscan^(R)测力台同步使用,对其自然行走时步态周期、足底压力中心轨迹以及峰值压力、峰值压强、压强-时间积分等足底动力学特征进行测试。结果显示:随着全掌中底硬度的降低,前掌着地时间变长,全掌着地时间变短,足部外翻程度明显减小,内翻程度明显变大。较低的中底硬度具有良好的缓冲性能和保护性能。研究对于提升高跟鞋穿着稳定性及舒适性具有重要的参考价值,可为制鞋行业在高跟鞋中底材质的选择与研发方面提供科学可靠的理论支持。

应急供水多级泵意外停机水力过渡过程瞬态特性

应急供水多级泵的意外停机会引起系统性能参数的剧烈变化,严重威胁供水安全。为了探究多级泵停机水力过渡过程内部流场的瞬态效应,该研究建立了基于叶轮转动平衡方程的泵停机过程转速预测方法,数值模拟分析了意外停机过程中多级泵内部流动特性。研究结果表明:在意外停机过程中,多级泵分别经历水泵工况、制动工况、反转工况以及飞逸工况4个阶段,转速呈现先减小至0后沿负方向增大的趋势,最后稳定在飞逸转速-4210 r/min附近;流量呈现先减小至0后沿负方向增大的趋势,然后再沿正方向增大,最终稳定在飞逸流量-14.32 kg/s附近;扭矩呈现先减小再增加,最后减小并稳定在零点附近。泵内流量和转速的大小、方向不断变化引起叶轮流道内流体的流动分离和回流,伴随着涡的形成、发展和破碎等时空演变;熵产值的变化与多级泵内不稳定流动密切相关,由湍流耗散所带来的损失起主导作用,在达到飞逸工况后湍流耗散熵产占比约65.2%,能量损失主要发生在叶轮流道内,且制动工况中内流场的损失较大;多级泵首级流道内监测点压力变化最为剧烈,各级监测点的压力脉动系数波动幅值随着级数的增加呈减小趋势;压力脉动振幅主导频率与多级泵转速呈现正相关关系,主导分量对应于叶轮流道的叶片通过频率,且沿着流体流动方向压力脉动频率振幅逐渐增大,压力脉动的频率特性可以反应出意外停机过程中流量的不稳定变化。研究成果可为应急供水系统安全稳定运行提供理论指导。

甲状腺功能亢进症的态靶辨治策略

借鉴现代甲状腺功能亢进症的生理病理等医学认识,结合甲状腺功能亢进症的临床诊疗特征等,基于传统中医思维,以态靶辨治理论为指导,重新认识甲状腺功能亢进症,构建现代中医诊疗体系。根据甲亢(瘿气)的疾病发展演变态势,可概括为郁、火、虚三个阶段,治疗以态靶结合,态下分证,随病机变化施以疏肝散郁,或清泄火热,或益气养阴等,重视靶方靶药与现代药理研究的结合应用,精准用药。

控失尿素对氮素利用率、土壤硝态氮含量及冬小麦增产效果的影响

为探索控失尿素的施用方法,发现控失尿素在施用中存在的问题,以冬小麦为试验对象,开展了田间小区试验,考察了不同施肥处理和施肥方式对冬小麦产量、氮素利用率和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:施氮处理的冬小麦产量高于不施氮处理的,处理间差异极显著;氮素施用量和施肥方式相同时,控失尿素处理的冬小麦产量高于普通尿素处理的,处理间差异极显著;氮素施用量和肥料品种相同而施肥方式不同时,底施+追施的增产效果优于全底施的,处理间差异显著;控失尿素氮素施用量比普通尿素减少20%的条件下,冬小麦产量无显著性差异;与施用普通尿素的处理相比,施用控失尿素的处理不仅氮素利用率高,且均不同程度地降低了土壤中硝态氮的含量。施用控失尿素可以提高冬小麦的产量和氮素利用率,降低土壤中硝态氮的含量。

高校智慧教育生态体系构建

智慧教育是教育信息化的最终目标和最高形态,高校作为培养高层次创新人才的主要阵地,应深入推进智慧教育。在分析高校智慧教育内涵及特征的基础上,针对高校智慧教育实践中存在的主要问题,从目标层、运用层、支持层和基础层构建高校智慧教育生态体系,并从夯实硬件环境建设、强化管理服务平台和整合智慧应用场景等方面提出具体建设内容。

钝化剂对土壤有效态镉、铅及其在三叶青块根中累积的影响

采用温室大棚内袋栽培的方法,研究了有机肥、生物炭、海泡石及生物炭和海泡石的混合物(质量比为1∶1)对重金属污染土壤的pH值、镉和铅有效态含量的影响,并分析了三叶青块根中镉、铅含量的变化。结果表明,不同钝化剂处理均能不同程度提高土壤pH值,降低土壤中有效态镉、铅含量,降低三叶青块根中镉、铅含量。与对照相比,添加w为1%~5%的钝化剂可使土壤pH值升高0.05~1.03,土壤中有效态镉、铅含量分别降低2.95%~42.46%和6.21%~55.77%,三叶青块根中镉、铅含量分别降低15.61%~48.33%和8.18%~61.67%,其中以添加5%的生物炭和海泡石的混合物对土壤的pH值、镉和铅有效态含量及三叶青块根中镉、铅含量的影响最大,说明在土壤-三叶青体系的重金属钝化修复中,添加w为5%的混合钝化剂(生物炭与海泡石质量比为1∶1)效果最佳。

助行康复机器人自适应步态控制方法研究

为了提高助行康复机器人在不同坡度上的稳定性,合理的步态控制方法显得尤为重要。这里以助行康复机器人为研究对象,提出了一种将长短期记忆网络和动态运动基元结合的步行康复机器人自适应步态控制方法。将传感器采集信息与动态运动基元中步态控制项相结合,对参考步态进行调整。同时通过更改动态运动基元的时间项和空间项对步态进行二次调整以适应不同的坡度。通过试验对该控制方法的可用性进行验证。结果表明,该方法可以在(0~20)°斜坡进行自适应步态变换,具有一定的实用价值。

基于子循环自适应串行交错时间匹配算法的油浸式变压器绕组瞬态温升计算

针对传统算法存在的步长调整及耦合点选择问题,该文提出基于子循环自适应串行交错(SCAS)的时间匹配算法。首先,在步长调整方面,通过加入自适应(ATS)-启发式(HTS)混合变步长算法,解决步长无法实时调整的问题;然后,针对耦合点选择问题,该文在传统常规串行交错(CSS)时间匹配算法及现有改进方案子循环常规串行交错(SCSS)的基础上,提出SCAS时间匹配算法,采用自适应方案确定计算时间窗及预定耦合点,并引入指数平滑法对其精度进行保证;最后,该文基于110 kV油浸式电力变压器建立二维瞬态单分区分匝绕组模型,并将所提算法与其他传统方法进行对比分析。结果表明:在精度方面,与传统CSS算法相比SCAS算法的流场及温度场最大平均相对误差均不超过0.45%,在可接受误差范围内;在效率方面,SCAS算法总体计算效率较CSS算法提高了近20倍。同时,为了说明所提算法的工程价值,该文搭建基于110 kV变压器绕组模型的温升实验平台,将SCAS时间匹配算法应用于该模型中,实验结果表明:在精度方面,SCAS算法与实验达到稳态时最大绝对误差为2.7 K;在计算效率上,本文所提算法的计算效率较传统算法提升约46倍,计算步数约为传统的1/47,减少了计算冗余。

智能时代在线课程的应然样态、实然困境与实践路向

人工智能技术的每一次迭代更新都冲击已然形成且较为稳定的在线教育系统,衍生出新的在线教育实践形态。未来在线课程将呈现以智能素养为核心的智能育人体系、课程资源定制化供给、AI智适应导向的在线学习活动、凸显深度态势感知的人机融合、全流程精细化在线课程评价的应然样态。实践中,课程用户难留住、课程质量难提升、智能交互薄弱以及科技伦理引发争议等现实困境都阻碍着在线课程的发展。为推动智能时代在线课程持续发展,应当关注用户体验、提升智能在线课程质量,促进技术融创、建设智能在线课程体系,增强智能交互、探索智能在线课程模式,坚守伦理底线、全面提升智能监管水平,促进新一代人工智能技术与在线课程的深度整合。

基于动态模态分解-自适应变步长油浸式电力变压器绕组瞬态温升快速计算方法

为了改善当前油浸式电力变压器绕组瞬态温升计算过慢的问题,该文结合动态模态分解法和自适应变步长法提出了一种动态模态分解(DMD)-自适应变步长(ATS)快速计算方法。首先,该方法引入了动态模态分解算法,利用动态系统中前若干时步提取得到的变化特征,近似拟合其后一段时间内的系统变化,并通过选取主模态降低计算时间。其次,为了提高DMD算法性能,进一步提出结合ATS方法,通过自适应调整计算步长,提高瞬态计算效率;为了验证算法的计算精度和效率,建立了八分区分匝绕组数值传热模型并在此基础上将该文所提算法与仿真软件Fluent的计算结果进行对比,结果表明,在计算精度方面,二者结果几乎一致,计算误差最大不超过0.3 K;对于计算效率,该文算法的总计算时间为5.99 s,仅为Fluent总计算时间的1/89,且算法时间步数仅为Fluent的4.7%。最后,为了验证DMD-ATS算法的工程实用性,基于产品级油浸式电力变压器绕组结构搭建温升实验平台,并将所提算法计算结果与实验结果进行对比,结果表明所提算法在各测量线饼的误差均处在可接受的范围内,最大误差仅为4.57 K,且包含预处理时间在内的计算时间仅为69.14 s,计算时步仅需17步,较当前主流的计算方法效率有明显提高。综合算法的精度和效率,充分说明所提算法具有一定工程价值。

首发精神分裂症患者服用利培酮治疗后静息态脑功能的研究

目的首发精神分裂症患者服用探讨利培酮治疗前后,静息态脑功能局部一致性变化特点以及与临床症状的关系。方法对30例首发精神分裂症患者(观察组)和30名健康志愿者(对照组)进行静息态脑功能磁共振成像扫描,计算全脑局部一致性的ReHo值并进行比较;治疗前与治疗8周后采用阳性与阴性症状量表(PANSS)和Hoffman幻听评定量表(AHRS)对患者进行临床评定;将患者治疗前后的精神症状量表评分与异常脑区的ReHo值进行相关性分析。结果治疗后,观察组患者PANSS总分及各维度评分、AHRS评分均较治疗前降低(P<0.01)。与对照组志愿者相比,治疗前观察组患者ReHo值降低的脑区主要分布于左颞上回、左颞下回,ReHo值升高的脑区主要分布于双楔前叶、右顶上小叶、右小脑后叶(已校正,P<0.05);治疗后观察组患者ReHo值升高的脑区主要分布于右小脑前叶、右顶上小叶,ReHo值降低的脑区位于左颞下回(已校正,P<0.05)。观察组患者治疗前左颞上回ReHo值与PANSS阳性症状评分和AHRS评分均呈显著负相关(r=-0.433、-0.238,P<0.05)。结论精神分裂症患者的多个脑区存在静息态脑功能异常,左颞上回异常的脑活动与疾病症状有关。

整体系统观视域下中国式环境法治现代化的宏观样态与建构方案

作为中国式现代化新道路与生态文明法治交融的产物,中国式环境法治现代化对于整体系统观的理论期许主要表现在应以习近平生态文明法治理论作为根本思想指南、从马克思主义的唯物辩证法中汲取养分以及将“天人合一”的环境伦理观作为其历史脉络三个维度。在宏观样态方面,整体系统观在中国式环境法治现代化中的融入主要体现在绿色低碳理念与经济发展需求深度融合的理念锚定、人际同构型环境利益公平分配格局的目标构筑和“环境权利—环境权力”二元架构均衡配置的范式转变三个场域。在新的历史交汇点上,中国式环境法治现代化应坚持以“整体系统观”作为“元理论”的方法支撑和价值指引,构建彰显环境法治现代化新内涵与新要求、多维度拓展环境法治现代化新道路的有机系统性方案。

基于足底压力分布的下肢步态识别方法

良好的下肢步态感知性能有助于提升助力型外骨骼机器人的助力效果。本文以足底压力分布为研究对象,基于足底生物力学分析搭建一种可穿戴式足底压力分布采集装置,分别采集平地行走、平地慢跑和坡路行走3个步态的足底压力数据,并基于多元线性回归法构建的地面反作用力预测模型获取整体足压,提出了一种基于整体足压和卷积神经网络(CNN)分类算法进行下肢步态识别的方法,并与支持向量机(SVM)和反向传播(BP)神经网络进行了对比分析。试验结果表明:该方法对于3种步态的平均识别率达到98.3%,具有较高的准确性,验证了使用CNN分类算法对下肢不同步态识别的可行性与有效性。

社区基金会多样态发展成因及其优势比较

当前,我国社区基金会发展日渐呈现出企业发起型、政府发起型、社会组织发起型、居民发起型和混合发起型等多样态实践,虽其整体上有共性特征,但在实践中每一类型社区基金会甚至每一个社区基金会均有其特色。从合法性获取差异、核心利益相关方构成以及发展策略差异等角度入手,有利于厘清和把握不同类型社区基金会在基层治理新格局中功能发挥的异同之处。为了在实践中科学指导不同类型社区基金会实现差异化发展,使其更好地在多主体共建共治共享的基层治理新格局中充分发挥自身优势作用,需要在深入分析不同类型社区基金会内在行动逻辑的基础上,精准理解其组织运行逻辑以及制度蕴含。

不同硝态氮水平下钙对小麦根系发育的影响

为探讨不同硝态氮供应水平下外源钙对小麦根系生长发育的影响,通过水培实验,在不同浓度硝态氮(0、2.5、50.0 mmol·L^(-1))下设置0 mmol·L^(-1)CaCl_(2)(缺钙)、2 mmol·L^(-1)CaCl_(2)(正常供钙)和2 mmol·L^(-1)CaCl_(2)+6 mmol·L^(-1)EGTA(Ca^(2+)螯合剂)三个外源钙梯度,比较分析了不同处理下小麦地上部鲜重及根系长度、表面积等形态指标的差异。结果表明,与2.5 mmol·L^(-1)硝态氮处理相比,0和50 mmol·L^(-1)(高浓度)硝态氮供应下,小麦地上部鲜重、侧根长度、根系表面积、根系体积均明显减少,根系生长受到抑制。无硝态氮(0 mmol·L^(-1))供应下,缺钙与EGTA施用对小麦根系侧根长度、侧根总数、次生根数、平均侧根长度均无明显影响。在硝态氮供应条件下,缺钙与EGTA施用后小麦根系伸长受抑,初生根长度、侧根长度、根系总长度均显著变短;一、二级侧根数及侧根总数和根系表面积均明显减少;直径>0.45 mm的根系所占比例增加,根系变粗。缺钙和添加EGTA对小麦根系生长发育影响表现一致。综合分析,硝态氮供应水平对小麦根系生长发育具有重要调控作用,外源钙可能参与了硝态氮的这一生物学功能。

红外照相机的热浮法湍射流流态转捩机理探究

为了探究湍射流3种流动状态的转捩机理,设计并搭建了可控式湍射流实验仪,利用热浮法红外拍摄了3种流态,实现了湍射流的可视化及精确测量。通过实验观察和分析了包络态中流体转捩速度与雷诺数的关系,确定了转捩临界雷诺数大小范围,并推导和验证了涡环态中推进力与流体流速的半经验公式;同时通过颜色仿真展示了喷口截面处的压强分布图像;利用网格剖分的方式分析了涡环转捩机理,完善了流体运动过程的精细测量,为实验室测量雷诺数提供了一种可行方法。