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关键词： COVID-19   传染病动力学   深度学习   物理信息神经网络   参数估计  

摘要： 传染病动力学模型通过微分方程表示疾病不同状态间的数量变化关系,进而发现传染病的传播规律,预测传染病在人群中的传播速度、传播范围等,为制定预防和控制措施提供科学依据。2019年12月,一种新型冠状病毒引起的呼吸道疾病(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)以惊人的速度蔓延至世界大多数国家,被世界卫生组织宣布为全球大流行病(pandemic)。传染病动力学模型在疫情早期根据有限数据和专家意见预测疾病传播,用于及时预警;在防治过程中设置相关参数模拟不同措施下的传播情况,提供决策支持;在疫情后期通过比较预测数与实际感染数评估防控效果,为建立疫情应对体系提供证据。然而,动力学模型的准确性严重依赖模型中参数的设置,需要通过参数优化和验证策略确保模型可靠地模拟系统的动态。由于噪声、信息不完整及模型本身的复杂性等原因,根据观测数据确定参数是有很高挑战的反问题(inverse problem)。传统传染病动力学模型通常将模型参数假设为固定值,忽略了传染病传播实际情况的复杂性和不确定性,是导致模型在预测时效果不佳的重要原因。 神经网络(neural networks)具有强大的拟合和表征能力,能够学习抽象的非线性关系,以及从数据中提取特征和模拟复杂的自然过程。在科研和工程领域,神经网络已成功应用于模型参数估计、图像重建以及信号处理等任务,有效解决了一些传统方法难以处理的科学计算和反问题。本文将传染病动力学和神经网络相结合,构建知识-数据双驱动的复杂动力学模型分析COVID-19在现实世界人群中的传播。研究从构建更符合COVID-19传播实际情况的模型出发,重点解决复杂动力学模型的参数估计问题,探索神经网络助力传染病传播建模的潜力。主要包含以下三个方面的内容: 第一部分,构建基于物理信息神经网络的COVID-19传播模型,模型考虑了参数的随机性,比如每个人随机接触的人数、潜伏期时长等,以及干预措施导致的参数随时间推移发生变化等情况,包含未知的常参数和时变参数。该方法用神经网络求解基于微分方程组的动力学模型,用神经网络表示未知的时变参数,用改进的激活函数表示常参数。模型的损失函数由物理损失和数据损失两部分组成,通过观测数据最小化损失函数更新神经网络参数。 第二部分,针对物理信息神经网络存在的初始参数敏感、训练过程收敛困难等固有问题,提出Euler-DNNs算法估计COVID-19复杂动力学模型中的参数。该算法根据现实世界中COVID-19相关数据是以天为单位收集的时间序列这一特征,将连续时间微分方程的动力学模型离散化为差分方程。通过数学变换将模型变成变量和参数矩阵相乘的形式,然后用神经网络表示参数矩阵,根据观测数据最小化损失函数更新神经网络参数以拟合模型。 第三部分,对于Euler-DNNs算法中离散传染病动力学模型在数学角度存在的精度问题和数据需求,提出沿用数值方法求解动力学模型的RK-DNNs算法。该算法用龙格库塔法求解动力学模型获得任意时间步长内模型的状态,用神经网络表示模型中的未知参数,更精确地模拟动力学系统的演化。为了减少现实世界数据的随机性和噪音干扰,在神经网络的第一层对输入数据进行了傅里叶变换。同时,为了防止梯度消失并提高训练效率,神经网络中添加了跳跃连接结构。 本文研究采用各国政府官方报导的COVID-19疫情相关数据,设计神经网络与传染病动力学模型相结合的算法构建COVID-19复杂动力学模型并进行参数估计。数值实验结果表明,所提出的方法均能合理地估计出动力学模型中的时变参数,准确地反映COVID-19的传播过程并对未来提供可靠的预测。这种复杂动力学模型既有理论价值又有实际应用价值,可以为疫情早期预警、流行趋势分析以及防控效果定量评估等提供证据支持。所提出的方法都能够容易地实现,无需任何有关数值分析(例如稳定性条件)的背景知识,因此适用于其它动力学模型和全球其它地区以及未来其它新发、再发传染病的参数估计和预测。

关键词： 协作机械臂   神经网络   参数辨识   力矩拟合   碰撞检测  

摘要： 机械臂在工业生产中的广泛应用,极大地提高生产效率。为了进一步提高在精细化、非标准化的工作场景下的生产效率,人机协作的生产方式应运而生。而协作机械臂的工作场景多是非结构化且部分环境未知,因此发生物理上的碰撞在所难免。现有碰撞检测技术存在非线性扰动因素导致发生漏检、错检问题,影响人机协作时的工作效率和安全性。本文针对人机协作中安全问题,以动力学参数辨识、神经网络力矩拟合、基于动量观测器的碰撞检测技术为主要研究内容,力求得到精准的机械臂动力学模型,提高关节力矩拟合效果,快速检测人机协作时的碰撞,提高人机协作时的工作效能和安全性。 1)基于牛顿欧拉法进行连杆动力学建模,对机械臂动力学参数辨识。在假设关节为刚体的情况下,选择库伦加粘滞的关节摩擦模型,建立UR5型机械臂的动力学模型,对动力学模型线性化分析,得到最小惯性参数集,并设计五阶傅里叶级数机械臂激励轨迹。采集关节信息,对电流、速度、加速度噪声进行滤波预处理,而后基于最小二乘法辨识参数,结合验证轨迹对辨识结果进行分析。 2)在传统逆动力学建模的基础上,引入神经网络对机械臂关节力矩进行拟合。搭建全连接的多层的神经网络架构,比较不同隐藏层层数对辨识结果的影响。进一步加入循环神经网络结构,使得全连接神经网络可以学习和记忆长序列信息,解决全连接网络架构因为过拟合而出现的梯度消失问题。实验结果表明与基于动力学模型预测出的力矩相比,神经网络模型有更好的力矩辨识精度,且能够明显提高力矩计算的平滑性,减少摩擦等非线性因素对参数辨识的影响,保证在噪声下的参数辨识准确性。 3)在建立精准动力学模型的基础上,搭建基于广义动量的观测器和基于扩张状态的观测器进行碰撞检测。对扩张状态观测器通过拉普拉斯变换在频域上分析,将系统临界二阶阻尼系统改造为变阻尼的二阶系统,既保留了临界阻尼系统较好的瞬态响应效果也降低了初始超调量。然后在仿真软件中搭建2连杆模型,验证增益系数对观测系统的影响;搭建6轴的UR5机械臂模型和障碍物模型,进行碰撞检测仿真,各个关节的观测器都可以准确观测力矩变化,进而停止运动减少碰撞伤害。 4)在UR5型机械臂上进行碰撞检测实验,验证碰撞检测算法的可靠性。基于固定阈值法实现碰撞检测,对机械臂关节分别进行了碰撞实验,验证观测器的时延性;对机械臂末端以不同运动方式进行碰撞实验,验证观测器的稳定性。

关键词： GTF减速器   析因分析   响应面建模   齿轮动力学分析   参数化建模  

摘要： 日益严峻的环境问题和能源压力推动了新型航空发动机技术的快速发展。在加快先进航空发动机关键技术研发的背景下,作为绿色航空动力的典型代表,齿轮驱动涡扇发动机(Geared Turbofan Engine,GTF)在降低耗油率与噪声、减少污染物排放等方面具有突出优势,现已成为航空发动机的主要研究方向之一。作为核心零部件之一,GTF减速器的结构设计及动力学分析对发动机的轻量化、动态特性、均载性能及稳定性等研究具有重要影响。本文以GTF减速器为研究对象,对其展开结构参数优化和动力学分析研究。主要的研究内容和结论如下:(1)利用响应面法等方法对GTF减速器结构参数进行优化。基于Python语言对ABAQUS进行二次开发,分别编制输入轴、输出轴以及行星架和力矩器装配体的参数化程序,实现了三维模型建立、材料属性设置、边界条件约束、加载、网格划分、求解计算以及结果后处理等自动化有限元建模与分析的流程;对初步选择的结构参数进行析因设计,根据标准化效应的Pareto图确定结构的显著影响因子;对显著影响因子进行拉丁超立方抽样并计算对应的响应变量,基于统计学分析结果建立响应面模型;显著影响因子为设计变量,响应面模型为目标函数,根据实际性能要求确定优化目标,建立GTF减速器的结构优化设计模型并求解最优结构参数。结果显示,优化后输入轴最大变形提高了213.47%、输出轴最大变形提高了 91.64%、装配体结构的等效应力降低了 56.66%,最大变形降低了 65.41%。(2)建立GTF减速器的动力学模型,引入最优的结构性能参数对系统进行动态分析。以综合时变啮合刚度作为齿轮副的激励源,建立其计算模型;采用集中质量法建立GTF减速器外啮合齿轮副的动力学模型,计算其径向振动加速度;搭建功率封闭式齿轮副振动实验台,测量齿轮的径向振动加速度;将集中质量模型的计算结果与实验结果进行对比,验证了综合时变啮合刚度计算、动力学建模和求解方法的准确性;建立GTF减速器的系统动力学模型,将最优的结构性能参数引入该模型进行求解,获得了最优参数下的系统振动响应。结果显示,优化后的系统振动显著降低。本文的研究思路和方法为GTF减速器的整机设计与研发提供了参考,具有一定的工程应用价值。

关键词： 管理科学与工程   学科体系   学科特征   管理与工程研究  

摘要： 自20世纪80年代以来，我国管理学与工程学的学科发展速度不断加快，并形成了较为完善的学科体系。近年来，基于该学科的学科特征，这门学科再一次成为研究的热点学科。该学科是通过理论结合与相关知识的充分融合，在相关学科的基础上建立起来的，学科特征主要表现为具有很强的拓展性与综合性，并且因为其理论与实践应用的特点，对相关领域的研究具有示范性，从而能够与其他管理学科有效区分开来。为进一步发展中国管理科学与工程，需要在学科建设中充分优化学科资源，加强相关制度的建设，加强管理研究，促进管理学科与工程学的学科创新，推动中国管理学与工程学的进一步发展。

关键词： 消防员   任务(载荷)   走-跑-上下楼   生物力学   适应性  

摘要： 研究目的:消防救援战斗力不仅是限力救援任务能否高效完成的关键因素,也是消防员生命安全与健康的重要保障。消防救援技术优化、损伤预防科学与科学策略是其软战斗力的关键构成部分,而救援技术如何优化、伤病减员如何预防与科学救援策略如何提出更是消防救援战斗力提升的重要科学问题。本研究拟通过消防救援共性特征(不同人完成常见消防救援任务的生物力学规律)与异性特征(救援任务适应性规律即消防救援主体-客体-方法的优化配置)两个方面探索,旨在一定程度上实现消防救援技术优化、策略科学化与伤病减员预防,以期提升消防救援战斗力。研究方法:(1)消防救援共性规律(生物力学特征)研究:选取桂林市消防救援支队14名现役健康消防员作为实验对象,分别进行不同救援任务的走、跑和上下楼测试。走-跑测试在实验室完成,实验模拟实战救援设置了普通组、消防服组、煤气罐组、消防梯组与假人组5类任务测试。除煤气罐与消防梯以优势侧单肩负载外其余任务为双肩背载,要求以个人最快速度完成走-跑任务。主要采用Qualisys红外运动捕捉系统与AMTI步道测力系统同步采集5组任务(载荷)走-跑的运动学与动力学数据。上-下楼跑测试在楼道内完成,上楼跑实验设置了普通组、消防服组与水带组3类测试,而下楼跑改水带组为煤气罐组与假人组完成4类测试,均要求以个人最快速度完成上-下楼跑任务。主要采用2台摄像机同步拍摄消防员上-下楼跑任务进行三维运动学测试。(2)消防救援异性规律(适应性)研究:选取桂林市消防救援支队60名不同身体条件(力量与速度素质)现役健康消防员作为实验对象,分别进行不同任务(载荷大小与方式)400米跑和上下楼跑(3层)实验测试。实验前参照《消防体能训练(中国消防救援学院规划教材)》方案分别采用100米跑成绩与引体向上/深蹲起立次数将60名受试消防员的速度与力量素质等级评定为优秀、良好与较差3类,同时参考消防救援实战实验分别设计了大(30kg)中(20kg)小(10kg)3类载荷大小与肩扛式-怀抱式-手提式3类载荷方式,受试者依序(见附录5)随机完成每种运动形式(400米与上下楼跑)的3类测试。主要采用空气呼吸器、秒表与三维运动学测试采集数据。(3)主要采用单因素方差分析、配对t检验与多因素方差分析对不同任务间参数差异进行检验(著性水平设为0.05)。研究结果:1.(1)行走时,与普通组相比,煤气罐组、消防梯组和假人组步速均下降而时长增大(P<0.05);奔跑时,与普通组和消防服组相比,煤气罐组、消防梯组和假人组单步长及步速均下降(P<0.05);与普通组相比,上楼跑时消防服组和水带组步速均下降而时长增大、下楼跑煤气罐组和假人组复步长与步速均下降(P<0.05);(2)行走时,与普通组相比,其它四组髋膝关节屈伸范围与屈曲峰值角度均增大(P<0.05);奔跑时,与普通组相比,消防梯组和假人组髋关节屈伸范围与膝关节屈曲峰值角度均增大(P<0.05);上楼跑时,与普通组相比,水带组髋膝关节屈伸范围与屈曲峰值角度均增大,下楼跑时,与普通组和消防服组相比,假人组髋关节屈伸范围与屈曲峰值角度减小而踝关节背跖屈范围与跖屈角度增大(P<0.05);(3)下楼跑时,与普通组和消防服组分别相比,煤气罐脊柱侧倾角度、假人组脊柱前倾与侧倾角度均增大(P<0.05);(4)行走时,与普通组相比,其余四组髋膝关节屈曲与伸展峰值力矩、踝关节跖屈峰值力矩均增大(P<0.05);与普通组和消防服组相比,其余三组v GRF峰值均增大(P<0.05)。奔跑时,与普通组相比,其余四组髋膝踝关节屈曲与伸展峰值力矩均增大(P<0.05),与消防服组相比,消防梯和假人组髋膝关节屈曲与髋伸展峰值力矩均增大(P<0.05);髋膝关节屈曲和伸展峰值力矩分别在蹬伸期初期与缓冲期初期达到峰值而踝关节背屈和跖屈峰值力矩在蹬伸期中期与缓冲期初期达到峰值。与普通组相比,消防服组、消防梯组和假人组v GRF峰值均增大(P<0.05);与其他四组相比,假人组v GRF峰值均增大(P<0.05);(5)关节功率方面,与普通组相比,行走时其它四组髋膝关节功率峰值、踝关节功率谷值均增大而踝关节功率峰值减小(P<0.05)。奔跑时,与普通组相比,其它四组膝关节功率峰值均增大而踝关节功率峰值均减小(P<0.05);与普通组相比,煤气罐组、消防梯组和假人组髋关节功率谷值均减小(P<0.05)。关节做功方面,行走时,与普通组相比,其余四组髋关节蹬伸期做功与总功、膝关节缓冲期与蹬伸期做功及总功均增大(P<0.05);与消防服组相比,消防梯组和假人组髋膝踝关节缓冲期与蹬伸期做功与总功均增大(P<0.05);各组髋膝踝关节缓冲期做功均小于蹬伸期(假人组与煤气罐组膝关节除外)(P<0.05)。奔跑时,与普通组相比,煤气罐组、消防梯组和假人组髋膝关节蹬伸期做功均增大(P<0.

关键词： 空降兵   模拟跳伞   半蹲式着陆   不同着陆模式   运动学   动力学  

摘要： 目的:通过模拟空降兵高空跳伞的着陆环境,研究两种不同着陆模式对空降兵跳伞着陆下肢关节运动学和动力学参数的影响,以期为空降兵高空跳伞的下肢损伤预防和训练指导提供理论依据。 方法:本研究选取12名男性大学生,年龄18-30岁,身高170-190cm,体重60-85kg,平常参与体育锻炼年限1年以上,且近半年无任何下肢损伤。所有受试者分别以两种不同的着陆模式(半蹲式前脚掌着陆和半蹲式全脚掌着陆)从60cm的跳箱上跳落至力台上。通过Vicon三维动作捕捉系统采集受试者着陆动作的运动学数据,通过Kistler三维测力台采集受试者着陆动作的动力学数据。最后采用Visual 3D软件对数据进一步处理,所有数据均以平均值±标准差的形式表示。使用SPSS 26.0软件进行统计学分析,采用配对样本t检验对所有运动学与动力学数据进行分析,p<0.05为差异具有统计学意义。 结果:(1)关节触地角度:与半蹲式全脚掌着陆模式相比,前脚掌着陆模式在初始触地时具有更大的踝关节跖屈角度(p<0.001)、踝内翻角度(p=0.014)和踝内旋角度(p=0.004),以及更小的膝关节屈曲角度(p<0.001)和髋关节屈曲角度(p=0.034);(2)关节活动范围:与半蹲式全脚掌着陆模式相比,前脚掌着陆模式在关节活动范围上具有更大的踝关节跖屈背伸活动范围(p<0.001);(3)关节峰值角度:与半蹲式全脚掌着陆模式相比,前脚掌着陆模式在关节峰值角度上具有更大的踝关节跖屈峰值角度(p<0.001)、踝内翻峰值角度(p=0.015)和踝内旋峰值角度(p<0.001),以及更小的踝外翻峰值角度(p=0.003)、踝外旋峰值角度(p=0.011)、屈膝峰值角度(p=0.01)、伸膝峰值角度(p<0.001)、膝外翻峰值角度(p=0.024)、膝外旋峰值角度(p=0.029)和屈髋峰值角度(p=0.018);(4)关节峰值力矩:与半蹲式全脚掌着陆模式相比,前脚掌着陆模式在关节峰值力矩上具有更大的踝关节跖屈峰值力矩(p<0.001)、踝内翻峰值力矩(p<0.001)和屈膝峰值力矩(p=0.005),以及更小的踝背伸峰值力矩(p<0.001)、屈髋峰值力矩(p<0.001)和伸髋峰值力矩(p=0.003);(5)地面反作用力:与半蹲式全脚掌着陆模式相比,前脚掌着陆模式在地面反作用力上具有更大的向后方向上的地面反作用力(p=0.017),以及更小的垂直地面反作用力(p<0.001);(6)达到最大屈膝的时间(TMFK):与半蹲式全脚掌着陆模式相比,前脚掌着陆模式达到膝关节屈曲角度最大的时间更长(p<0.001);(7)达到峰值地面反作用力的时间(TPVGRF):与半蹲式全脚掌着陆模式相比,前脚掌着陆模式峰值地面反作用力出现的时间更晚(p<0.001)。 结论:(1)采取前脚掌着陆模式踝关节损伤风险更高;采取全脚掌着陆模式膝关节损伤风险更高。(2)前脚掌着陆模式产生更大的踝关节跖屈力矩,这将导致跟腱和踝关节的风险增大。两种着陆模式均存在较高的膝关节伸膝力矩,这将导致膝关节和髌韧带承受更大的张力和拉力,进而造成损伤。(3)前脚掌着陆模式能更好的延长地面反作用力的作用时间,从而减小空降兵在着陆时承受的地面冲击力。(4)采取全脚掌着陆模式单侧下肢将承受自身体重4-5倍的地面冲击力,远大于半蹲式前脚掌着陆模式。

关键词： 心肌病,肥厚性   心室流出道梗阻   磁共振成像   二尖瓣   血流动力学   心肌病,肥厚性   磁共振成像   左室流出道   二尖瓣   细胞外容积   延迟强化  

摘要： 第一部分左心室流出道相关形态学参数对肥厚性心肌病血流动力学的影响 目的 探讨心脏MR左心室流出道（Left ventricular outflow tract,LVOT）收缩末期（end-systole,ES）形态学参数对肥厚性心肌病（Hypertrophic cardiomyopathy,HCM）血流动力学的影响。 材料和方法 回顾性分析2018年1月—2020年10月在南京医科大学第一附属医院行心脏磁共振（CMR）及超声心动图检查的确诊HCM患者及对照组。MR电影三腔心测量二尖瓣前叶长度（anterior mitral leaflet length,AMLL）,包括部分AMLL（partial AMLL,p AMLL）和总AML（total AMLL,t AMLL）,LVOT的ES及舒张末期（end-diastole,ED）直径(LVOT diameter,LVOTDES、LVOTDED);并计算相关比值。短轴位测量ES和ED基底部前室间隔厚度(basal anteroseptal thickness,BASES、BASED)。比较3组上述参数的差异,用多因素二元Logistic回归分析ES参数、ED参数、两期联合参数对LVOT是否梗阻的影响;并采用多因素步进法线性回归获得预测模型,分析LVOT压力阶差的独立预测因子。 结果 本研究最终纳入81例HCM（梗阻型30例,非梗阻型51例）和40例对照组。LVOT形态学参数中除SADES外,其余在3组间差异均有统计学差异（P均<0.05）。梗阻型HCM的BASED均>15 mm。ES解剖学参数的预测模型(BASES+LVOTDES)对LVOT梗阻的预测准确率（82.7%）不低于ED参数（80.2%）及两期联合参数（82.7%）。p AMLL/LVOTDES是LVOT压力阶差的独立预测因子（R=0.507,P=0.005）。 结论 LVOT的ES形态学参数可以预测LVOT是否梗阻,而LVOT压力阶差仅与ES参数相关,与ED参数无关。 第二部分肥厚性心肌病左室流出道形态学参数与心肌纤维化的相关性分析 目的 探讨肥厚性心肌病（Hypertrophic cardiomyopathy,HCM）心脏MR（cardiac MR,CMR）的左室流出道（left ventricular outflow tract,LVOT）形态学参数与心肌纤维化的相关性。 材料及方法 回顾性分析2018年1月—2022年8月在南京医科大学第一附属医院行CMR增强检查的确诊HCM患者及对照组。在3腔心电影图像上测量二尖瓣前叶长度（anterior mitral valve leaflet length,AMLL）,包括部分AMLL（partial AMLL,p AMLL）和总AMLL（total AMLL,t AMLL）以及LVOT直径（LVOT diameter,LVOTD）。在短轴位图像中测量基底部前室间隔厚度（basal anteroseptal thickness,BAS）和最大壁厚（maximum wall thickness,MWT）。BAS和LVOTD均在舒张末期（end-diastolic,ED）和收缩末期（end-systole,ES）中测量,MWT在ED期测量。心肌纤维化参数包括左心室平均细胞外体积分数（extracellular volume,ECV）和心肌延迟强化（late gadolinium enhancement,LGE）质量（LGE mass）。统计分析包括独立t检验、曼-惠特尼U检验、单因素和多因素线性回归分析。 结果 本回顾性研究最终纳入了85例HCM患者及55例对照组。HCM患者ECV较对照组升高（26.8%±3.7 vs.23.6±2.2,P<0.001）,LGE mass为3.8g（1.5g,9.3g）。LVOT形态学参数与对照组均有统计学差异（P均<0.05）。在单因素线性回归分析中,t AMLL（R=0.255,P=0.025）和MWT（R=0.241,P=0.035）分别与ECV呈正相关;BASED（R=0.353,P=0.002）和MWT（R=0.633,P<0.001）分别与LGE mass呈正相关。在多因素线性回归分析中,t AMLL是ECV的独立预测因子。BASED和MWT是LGE mass的独立预测因子,BASED联合MWT对LGE mass的预测效能（R=0.679,P<0.001）优于BASED（R=0.352,P=0.002）和MWT（R=0.633,P<0.001）。 结论 在LVOT形态学参数中,tAMLL、MWT和BASED与心肌纤维化相关,建议在HCM无对比剂随访检查中常规提供。

关键词： 心肺运动试验   运动不耐受   左心室顺应性   射血分数保留型心力衰竭  

摘要： 目的:探讨A期和B期心力衰竭的中老年患者心源性运动耐量减低的影响因素,以及无创血流动力学参数与心源性运动耐量减低的关系。方法:连续选取自2018年1月至2022年4月在中国医科大学附属第一医院老年心血管病科完成心肺运动试验（CPET）检查的197例中老年A期和B期的心力衰竭患者作为研究对象。根据CPET测得体重校正的峰值摄氧量（Peak Vo）<20ml·kg·min将研究对象分成运动耐量正常组（ETN）和运动耐量减低组（ETD）,其中ETN组89例,ETD组108例。记录并比较两组一般临床资料、CPET参数、经胸心脏彩色多普勒超声测量值及血流动力学参数。结果:ETD组女性占比、共病比率、年龄、体质量指数（BMI）、脑利钠肽（BNP）均高于ETN组（P<0.05）,血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素受体拮抗剂（ACEI/ARB）、β受体阻滞剂（Beta-blocker）的使用率也高于正常组（P<0.05）。CPET参数中两组静息时动脉-静脉氧含量差（AVOdiff）相似（P>0.05）,峰值运动时ETD组心脏变时功能不全（CI）占比、呼吸储备（BR）显著高于ETN组,Opulse显著低于ETN组（P<0.05）。在心脏结构和功能的参数中,ETD组与ETN组相比左室质量指数（LVMI）较大（P<0.05）,左室质量/左室舒张末容积（LVM/LVEDV）中位数较高（1.72g/ml vs 1.61g/ml）偏向心性重构。在血流动力学参数中,ETD组与ETN组相比肺动脉瓣前向血流峰值速度（PV max）、E/e'、肱动脉脉压（b PP）、全身血管阻力指数（SVRI）、总动脉顺应性指数（TACI）、左心室松弛时间常数（Tau）、左室舒张末容积指数（LVEDVI）/E/e'均具有显著性差异（P<0.05）。运动耐量（Peak Vo）的线性回归分析结果显示,在调整了混杂因素后,性别、年龄、BMI、共病、Beta-blocker、CI、PV max、LVEDVI/E/e'是运动耐量的独立影响因素（P<0.05）,调整后R=0.506。其中血流动力学参数PV max（β=0.165,P=0.002）和LVEDVI/E/e'（β=0.222,P<0.0001）对运动耐量的影响较大。运动耐量减低的Logistic回归分析结果显示,在调整了混杂因素后,性别、共病、Beta-blocker、CI、LVMI、PV max、LVEDVI/E/e'是运动耐量减低的独立影响因素（P<0.05）。其中LVMI、PV max和LVEDVI/E/e'的OR值分别为1.033（95%CI:1.009～1.057,P=0.006）、0.757（95%CI:0.602～0.953,P=0.018）和0.682（95%CI:0.533～0.874,P=0.002）。建立回归模型（Model）,调整后R=0.433。LVMI、PV max、LVEDVI/E/e'和Model预测运动耐量减低的ROC曲线分析结果显示:Model的曲线下面积为0.838（95%CI 0.783～0.894,P<0.0001）,灵敏度为82.4%,特异度为73.0%;LVEDVI/E/e'的曲线下面积为0.666（95%CI 0.590～0.742,P<0.001）,灵敏度为38.2%,特异度较高为89.8%。LVMI、PV max曲线下面积分别为0.615、0.611（P<0.01）。同时LVEDVI/E/e'与Peak Vo的相关性最佳（r=0.368,P<0.0001）,LVMI和PV max分别为（r=﹣0.227,P=0.001）和（r=0.209,P=0.003）。为进一步验证LVEDVI/E/e'与运动耐量减低的相关性,以其最佳临界值（6.513）分组并行倾向性匹配,LVEDVI/E/e'>6.513组运动表现更佳,运动耐量减低的占比更低（P=0.001）,无氧阈（AT）和峰值运动时的运动功率（Workload）、摄氧量（Vo）和Opulse均显著高于LVEDVI/E/e'<6.513组（P<0.05）,同时VE/Vcoslop更加平坦（P=0.007）。结论:心源性运动耐量减低与早期血流动力学改变相关（心脏舒张异常和动脉负荷增加）。静息时反映左心室顺应性指标（LVEDVI/E/e'）可作为识别A期和B期心力衰竭患者心源性运动耐量减低的无创性标志物。

关键词： 撑竿跳高   运动表现   生物力学   因子分析   地面反作用力   关节力矩   机械能  

摘要： 研究目的:撑竿跳高是一项兼备跑、跳以及体操技术的田径运动,是最为复杂的田径项目之一。助跑和起跳被认为是撑竿跳高最为重要的阶段,决定了撑竿跳高的成功与否。本研究对不同等级男子撑竿跳高运动员助跑及起跳阶段生物力学指标即对运动成绩的影响因素进行探讨,了解不同等级运动员的动作技术特征,探索优秀运动员生物力学指标的取值范围,并在此基础上发现高水平运动员助跑及起跳的一般规律。通过因子分析和线性回归分析对撑竿跳高助跑及起跳的关键生物力学指标进行信息提取并建立一套参数体系,凝炼变量使模型更准确,明确各个因子对运动成绩的贡献,在原生物力学指标信息损失较少的前提下,通过因子得分对运动员助跑阶段进行简捷和高效的评价与预测,为中国运动员提高运动表现水平和比赛成绩提供科学依据。研究方法:使用大范围的三维动作捕捉系统以及三块测力台对优秀男子撑竿跳高运动员的运动学(200 Hz)和地面反作用力(2000 Hz)数据进行采集。在撑竿跳高助跑及起跳的生物力学特征研究和撑竿跳高关键技术指标的生物力学分析中,研究了5名一级运动员、4名运动健将和3名国际级运动健将,分析比较了运动员助跑及起跳的质心速度、质心高度、地面反作用力、下肢关节力矩和运动员机械能等生物力学指标,以及运动员的最大质心高度成分、撑竿运动学指标和起跳关键运动学指标。为了理解不同等级运动员的整体特征,对国际级运动健将组、运动健将组和一级运动员组的同一生物力学指标两两之间进行非参数独立样本曼-惠特尼U检验。为了了解高水平运动员助跑及起跳过渡衔接的特点,对所有运动员倒2步、倒1步和起跳相应的生物力学指标两两之间进行非参数配对样本Wilcoxon符号秩检验。在撑竿跳高助跑及起跳生物力学指标的因子分析研究中,以30个成功跳次作为数据处理的样本,对倒2步、倒1步和起跳的质心速度、质心高度、地面反作用力、机械能、起跳距离、起跳角等26个生物力学指标进行因子分析,并对所提取的因子进行线性回归分析。研究结果:1.不同等级男子撑竿跳高运动员助跑及起跳的生物力学特征。国际级运动健将组倒2步、倒1步和起跳离地瞬间的水平速度显著大于一级运动员组(p<0.05)。国际级运动健将组倒1步离地瞬间和起跳离地瞬间的水平速度都显著大于运动健将组(p<0.05)。国际级运动健将组三次着地的平均标准化垂直地面反作用力峰值和水平制动力峰值都表现出比运动健将组要小的趋势。起跳和倒2步支撑期国际级运动健将组的平均标准化水平推进力峰值大于另外两组的均值。国际级运动健将组三次离地瞬间的标准化机械能都显著大于一级运动员组(p<0.05)。起跳离地瞬间国际级运动健将组的标准化机械能还显著大于健将组(p<0.05)。2.撑竿跳高助跑与起跳衔接的生物力学特征。起跳离地瞬间运动员质心的水平速度显著小于倒2步和倒1步(p<0.05)。起跳离地瞬间运动员质心的垂直速度显著大于倒2步和倒1步(p<0.05)。三次离地瞬间运动员的相对质心高度两两之间都存在显著性差异(p<0.05),三次离地瞬间倒1步的相对质心高度最小,而起跳离地瞬间的质心高度最大。三次着地的标准化垂直地面反作用力峰值彼此之间具有显著性差异(p<0.05),且由倒2步、倒1步至起跳逐渐增大。起跳支撑期标准化水平制动力峰值显著大于助跑倒2步和倒1步(p<0.05)。起跳支撑期的标准化水平推进力峰值要显著小于助跑后两步(p<0.05)。起跳支撑期的标准化伸髋峰值力矩显著大于倒2步和倒1步(p<0.05)。倒1步的标准化伸膝峰值力矩显著大于倒2步和起跳(p<0.05),起跳标准化伸膝峰值力矩显著大于倒2步(p<0.05)。倒1步支撑期踝关节的标准化跖屈峰值力矩显著小于倒2步和起跳(p<0.05),且倒2步显著小于起跳(p<0.05)。起跳离地瞬间的标准化机械能显著小于倒2步和倒1步(p<0.05)。3.撑竿跳高助跑及起跳生物力学指标的因子分析。因子分析Bartlett球形度检验统计量的观测值为2213.767(p<0.01),提取了三个因子:F1,F2和F3。F1可解释为与运动员助跑及起跳的机械能和水平推进地面反作用力相关的成分。F2可解释为与运动员助跑及起跳的速度和身材姿势相关的成分。F3可解释为与起跳垂直速度和垂直地面反作用力相关的成分。30次跳跃的平均最大质心高度为4.974 m,F2和F1的得分每增加1分,成绩分别提高0.131 m和0.112 m,F3则不参与成绩的预测。4.撑竿跳高关键技术指标的生物力学分析。不同等级运动员成功跳次的最大质心高度(HP)彼此之间存在显著性差异(p<0.05)。不同等级运动员的H2彼此之间也存在显著性差异(p<0.05)。国际级运动健将组的H3显著大于一级运动员(p<0.05)。国际级运动健将组的H2*显著大于运动健将组和一级运动员组(p<0.05)。国际级运动健

关键词： 评价理论   转述动词   学科特征  

摘要： 转述动词在学术语篇中发挥着重要作用,不仅可以传达引文信息,还可表明作者态度从而达到语篇交际的目的。以往对转述动词的研究多聚焦于指示意义和评价潜势等领域(Thompson&Ye,1991;Hyland,2002;Manan&Noor,2014),较少关注转述动词在评价理论视域下的人际功能。 评价理论关注语言的人际意义。在White和Martin(2008)评价理论的基础上,本文参考Thompson和Ye(1991)等学者对转述动词的界定和分类框架,以政治学和物理学分别作为软硬学科的代表,对两类学科中转述动词的频率特征、对话选择以及语势偏好特征进行分析,探究不同学科英语学术语篇中转述动词的使用特征。本研究拟回答以下四个问题:(1)政治和物理学术论文中转述动词在总体分布上有何特征?(2)政治和物理学术论文中转述动词在评价理论的介入系统下有何分布特征?(3)在评价理论的级差系统下,政治和物理学术论文中转述动词的语势偏好有何特征?(4)造成两个学科转述动词使用差异的主要因素有哪些? 本研究从DEAP语料库的政治学科中抽取SCI子语料库构建POL政治语料库,并自建PHY物理语料库作为对比语料库。两个语料库均摘自高影响因子国际期刊且库容相近,保证了研究文本的可比性及研究结果的可信度。研究首先使用Ant Conc分别对两个语料库中的转述动词进行检索,然后基于评价理论对检索结果进行分析,同时记录频数、对话选择以及语势偏好等相关信息。本研究通过Log-likelihood Ratio Calculator来检验两个语料库在转述动词的使用上是否存在显著性差异。基于对两个语料库的比较分析和讨论,研究结果可概括如下: (1)两个语料库在转述动词使用的总频数上存在显著差异。与物理学相比,政治学使用转述动词的频率更高且种类更丰富。这验证了与硬学科研究相比,软学科更倾向于使用转述动词来介入学术话语团体。(2)在介入系统的对话选择方面(扩展和收缩),物理学倾向于使用收缩类转述动词,而政治学更高频使用扩展类转述动词。在对话扩展类转述动词的使用上,政治学较多使用接纳类转述动词;在对话收缩类转述动词的使用上,两个语料库中都显著多用背书类转述动词,较少使用否定类转述动词。(3)在语势偏好方面,政治学较多使用强势转述动词,而物理学更倾向于使用相对中和的转述动词。(4)总体而言,两个学科在转述动词的使用方面存在显著差异,造成差异的原因可能与两个学科在知识结构、研究方向、研究方法和写作风格等方面的不同有关。 通过对比分析学术语篇中不同学科转述动词的使用特征及其所蕴含的人际意义,本研究一方面有助于我们深入了解转述动词在学术英语写作中的学科差异,另一方面对学术语篇中的对话功能和评价意义也有重要启示。在理论层面,基于评价理论对转述动词进行研究,既拓宽了评价理论的应用范围,又为转述动词研究提供了新视角。就教学意义而言,本研究对英语学术论文写作及其教学具有重要启示。