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关键词： 食管鳞状细胞癌   癌旁组织   动态对比增强   磁共振成像   药代动力学参数  

摘要： 目的探讨基于动态对比增强MRI(DCE-MRI)药代动力学参数模型区分食管鳞状细胞癌(ESCC)肿瘤组织与头侧癌旁组织(PTD)微血管异质性的可行性。方法前瞻性纳入2家医疗中心的154例经病理证实的ESCC病人。将A中心的128例病人按8∶2的比例随机分为训练集(102例)和内部验证集(26例),B中心的病人作为外部验证集(26例)。训练集用于筛选反映微血管异质性的参数并建立Logistic回归模型,验证集用于验证模型的诊断效能。采用联影医疗的医学影像处理软件在肿瘤组织及PTD中勾画感兴趣区(ROI),并对剔除与不剔除坏死囊变区的ROI勾画结果进行敏感性分析以评估模型结果稳健性。计算血流速率常数(k_(ep))、容积转移常数(K^(trans))和血管外细胞外间隙容积分数(v_(e))的均数、标准差及变异系数。采用Wilcoxon符号秩检验比较肿瘤组织与PTD间药代动力学参数的差异,并将差异有统计学意义的参数纳入多因素Logistic回归分析。采用受试者操作特征(ROC)曲线评价单一参数及多变量模型的区分效能,并计算其曲线下面积(AUC)。采用DeLong检验比较AUC值差异,计算净重新分类指数(NRI)和综合判别改善指数(IDI)来评估模型的重分类能力。结果训练集中肿瘤组织与PTD间k_(ep)均数、k_(ep)标准差、K^(trans)均数、v_(e)均数及v_(e)变异系数的差异有统计学意义(均P<0.05)。多因素Logistic回归分析显示,k_(ep)均数与v_(e)变异系数在区分肿瘤组织及PTD时具有统计学意义(均P<0.05),基于上述两参数构建Logistic回归多变量模型。在训练集、内外部验证集中,多变量模型的AUC值分别为0.835、0.846、0.818,DeLong检验显示,多变量模型的AUC值均高于k_(ep)均数(均P<0.05),而多变量模型与v_(e)变异系数的AUC值差异均无统计学意义(均P>0.05)。多变量模型AUC优于k_(ep),与v_(e)变异系数相当,但NRI和IDI显示多变量模型具有更好的重分类能力(均P<0.05)。敏感性分析结果显示,ROI剔除或不剔除坏死囊变区域,模型的判别效能及参数效应方向的结果均一致。结论基于v_(e)变异系数与k_(ep)均数构建的多变量模型在区分ESCC肿瘤组织与PTD方面具有良好效能。

关键词： 大蒜切茎   有限元   SPH-FEM耦合算法   双圆盘式切茎装置   参数优化  

摘要： 针对目前大蒜联合收获机切茎装置切削性能较差、切割阻力较大、切割不及时易造成大蒜鳞茎损伤以及夹持输送装置堵塞等问题,基于SPH-FEM耦合算法设计了一种大蒜双圆盘式切茎装置,并进行了动力学分析及参数优化。根据大蒜茎秆的结构、物理参数和力学特性参数,确定了大蒜茎秆的材料模型。利用ANSYS/LS-DYNA构建大蒜切割过程仿真模型,通过有限元仿真结果确定最优圆盘刀结构参数,圆盘刀厚度2 mm、圆盘刀刃角15°和圆盘刀重叠量15 mm。运用仿真模型进行单因素仿真试验,确定了大蒜切茎装置的喂入速度、圆盘刀转速、圆盘刀间距的取值范围分别为1.5~2.5 km/h、400~600 r/min、1~3 mm;采用Box-Behnken设计三因素三水平正交组合试验方案,通过台架试验确定各因素水平下圆盘刀最大切割阻力,运用Design-Expert 13对试验结果进行方差和响应面分析,得到大蒜切茎装置实际最佳工作参数,喂入速度为2.1 km/h、圆盘刀转速为560 r/min、圆盘刀间距为1 mm。台架试验结果表明,在最优工作参数下最大切割阻力为7.33 N,误差为7.5%。本文所设计的双圆盘式切茎装置切割阻力小、工作性能稳定,茎秆切割面较为平整,并且在试验过程中无鳞茎损伤,满足大蒜收获茎秆切割要求,可为大蒜联合收获机械的设计提供参考。

关键词： 吸附组件   动力学   多目标优化   稳定性   响应时间  

摘要： 为优化可行走式建筑墙面尺寸检测装置吸附组件相关参数,基于索力得·沃尔克斯(SolidWorks)软件建立吸附组件三维模型,通过动力学仿真定位吸附响应时间长、吸盘接触面积、固定杆安全系数等关键短板;识别往复辊螺距、吸盘直径、固定杆截面尺寸三大关键参数,构建“响应及时-吸附牢固-结构安全”多目标优化体系,采用正交试验-响应面-遗传算法耦合方案求解最优参数组合。仿真验证与显著性检验表明,优化后吸附响应时间缩短至0.26 s,最大吸附力提升至325.1 N,固定杆最大应力降至269.6 MPa,三项核心指标优化前后差异极显著,显著提升吸附组件的吸附稳定性与结构可靠性,为同类设备吸附机构设计提供技术参考。

关键词： 区间参数   润滑间隙   柔性杆件   动力学   多连杆机构  

摘要： 生产制造过程中不可避免地存在转动副间隙与不确定性参数,同时构件的弹性变形均会影响机构的动力学性能。为此,以适用于混合驱动压力机的七连杆机构为研究对象,开展了同时考虑润滑间隙、区间参数与杆件柔性的动力学分析。首先,基于第一类Lagrange方程建立了确定参数下含润滑间隙柔性机构的动力学方程。随后引入区间变量建立考虑区间参数的动力学模型,并采用Chebyshev区间算法与Runge-Kutta法求解间隙值、动力粘度、截面面积等区间参数的响应区间曲线,并与确定参数结果进行对比。最后,搭建机构试验台验证了确定参数下动力学模型的正确性,并采用扫描法验证了Chebyshev区间算法预测区间的准确性。研究结果表明,与确定参数结果相比,各区间参数对滑块位移和速度的影响均较小,而截面面积不确定性导致滑块加速度、转动副A处间隙作用力的峰值区间宽度分别达1.49 m/s2和6.06 N,对机构运动冲击的影响最为显著。该研究成果为准确预测多连杆机构动态特性和优化设计等方面提供了重要的理论支撑。

关键词： LEO星座   实时精密定轨   滤波定轨   动力学模型简化   BDS-3/LEO联合定轨  

摘要： 为提高基于滤波的LEO卫星和GNSS的联合简化动力学精密定轨的计算效率,增强其实时应用的可能性,针对其中的LEO卫星进行待估动力学参数的简化分析与验证。分析2019—2024年7颗LEO卫星的科学轨道数据发现,SWARM-A/C和太阳活跃期的GRACE-C/D具有较大待估加速度(90~140 nm/s2),其余卫星待估加速度均较小(≤30nm/s2)。设计4组定轨方案进行验证,结果表明,当待估加速度较小时,不添加任何动力学参数即可获得最佳轨道精度;若待估加速度较大,则仅加入大气阻力尺度参数即可达到最优精度。仿真实验进一步显示,在120颗LEO与BDS-3卫星联合定轨场景下,该简化的LEO动力学参数模型相比传统模型可提升约30%的计算效率,增强了联合实时定轨的可实现性。

关键词： 身管   弹丸   复杂表面   接触碰撞   人工神经网络建模  

摘要： 针对弹炮异形曲面动态耦合效应引发的接触碰撞建模难题,提出了一种基于数据驱动的身管-弹丸接触碰撞智能建模方法,并开发了相应的模型性能优化方案。鉴于内膛发射极端环境实测困难性,基于有限元仿真模拟手段构建网络模型训练所需样本库,系统涵盖法向初始碰撞速度梯度变化工况;开发超参数混合智能优化框架,通过试错法筛选确定网络激活函数与隐藏层节点分布域,结合遗传算法精调隐藏层节点数与网络初始权值偏置设置;构建全域统计-局部剖析双层评估机制,采用箱线图量化所建数据驱动模型整体预测波动特性,结合泰勒图剖析代表性中位线模型的局部细节特征,系统检验模型预测性能稳定性与泛化能力。仿真结果验证了良好超参数设置在提升模型外插预测性能中的关键作用。所提研究方案不仅可建立性能优异的弹炮复杂表面接触碰撞响应预测模型,还为其他复杂系统的本构模型研究提供了可迁移的方法框架。

关键词： 错列管束   动力学模态分解   流场重构   快照数   奇异值截断阶数  

摘要： 本文对错列换热管束绕流场进行了非定常数值仿真,使用动力学模态分解(Dynamic Mode Decomposition,DMD)方法对数值计算得到的管束绕流涡量数据进行了分析及流场重构,研究了快照数、奇异值的截断阶数对流场重构的影响。结果表明:基于DMD方法能够准确有效地获取错列管束绕流非定常流场中涡量数据的模态结构和对应模态的频率、增长率,基于主要模态重构的流场与数值结果吻合较好,验证了DMD方法在错列管束绕流分析中的有效性;根据无量纲周期数,提出了最小快照数准则,能够直接得到有效的低误差快照数,极大减少了计算成本;从涵盖能量的程度出发,提出了最优奇异值截断阶数准则,有效避免过大的奇异值截断阶数而带来的误差。该研究可为复杂换热器管束绕流场的DMD研究提供参数选取依据。

关键词： 滚动轴承   瞬时角速度(IAS)   故障机理模型   物理信息神经网络(PINN)   参数估计  

摘要： 为实现滚动轴承外圈故障瞬时角速度(instantaneous angular speed,IAS)机理模型中动力学参数的优化估计,解决依赖经验参数导致仿真信号与实测工况偏差过大的问题,提出一种基于角域动力学模型驱动的物理信息神经网络(physics informed neural network,PINN)及角域动力学参数估计方法。首先,利用角域方法建立了三自由度轴承外圈故障动力学模型。然后用动力学微分方程驱动神经网络,设计了嵌入角域微分方程硬约束的物理损失函数,并将扭转阻尼和刚度隐式编码至神经网络权重中。构建了真值损失来评估网络输出与仿真、实测IAS信号的残差。最后,在轴承-转子系统的物理机理与实测信号协同驱动下,结合神经网络参数更新机制进行了参数优化估计。通过故障滚动轴承IAS测试试验验证了所提方法的正确性和鲁棒性。

关键词： 感染性休克   急性肾损伤   彩色多普勒超声检查   肾脏血流动力学参数  

摘要： 目的:探讨彩色多普勒超声检查在评估感染性休克患者肾脏血流动力学参数变化及预后中的应用价值。方法:回顾性分析2021年7月至2025年4月河北燕达医院收治的130例感染性休克患者的临床资料,根据急性肾损伤(AKI)分期标准分为无AKI组(n=28)、AKI 1~2期组(n=55)及AKI 3期组(n=47)。测定各组肾叶间动脉收缩期峰值流速(PSV)、舒张末期流速(EDV)及阻力指数(RI),分析其与AK分期的相关性。根据28天预后将患者分为存活组(n=72)与死亡组(n=58),采用多因素回归模型评估上述参数对预后的影响。结果:随着AKI分期的升高,PSV和EDV值呈现逐步下降的趋势,而RI值则逐步升高,组间差异显著(P<0.05)。Spearman相关性分析显示,PSV(r=-0.623,P<0.05)、EDV(r=-0.591,P<0.05)与AKI分期呈负相关,RI(r=0.513,P<0.05)与AKI分期呈正相关。死亡组患者的基础疾病比例、急性生理与慢性健康评分(APACHEⅡ)、多器官功能障碍综合征(MODS)评分及RI值均高于存活组,EDV值低于存活组(P<0.05)。基础疾病、APACHEⅡ评分、MODS评分、EDV及RI是影响感染性休克患者预后的独立危险因素(P<0.05)。结论:彩色多普勒超声检查获得的肾脏血流动力学参数与感染性休克患者急性肾损伤的严重程度密切相关,进行肾血流动力学评估对判断该病患者病情严重程度及预后具有重要的临床价值。

关键词： 痉挛型偏瘫   儿童   生物力学   双任务   视觉输入   平衡功能  

摘要： 目的探讨不同视觉输入及任务条件对痉挛型偏瘫儿童平衡功能与下肢生物力学特征的影响。方法2025年3月至7月,选取苏州大学附属儿童医院6~9岁痉挛型偏瘫儿童30例(偏瘫组)和健康儿童30例(对照组),采用2(组别:偏瘫组/对照组)×2(任务:单任务/双任务)×2(视觉:睁眼/闭眼)混合试验设计。试验前1周,完成Fugl-Meyer评定量表下肢部分(FMA-LE)、儿童功能独立性评定量表(WeeFIM)和韦氏儿童智力量表(WISC-Ⅳ)评价。使用三维步态分析系统和足底压力测试系统采集时空参数步速、步长、步频、步宽,运动学参数髋/膝/踝关节角度,动力学参数前足负荷比、压力中心(CoP)偏移量,计算双任务成本(DTC)。结果时空参数显示,双任务及闭眼条件下偏瘫组步速、步长降低,步宽增大,组别、任务、视觉对步速、步长、步宽交互效应显著(F>4.886,P<0.05)。运动学参数显示,双任务时偏瘫组髋关节屈曲角度增大、踝关节背屈角度减小,闭眼时膝关节屈曲角度增大,三者对各关节角度交互效应显著(F>4.876,P<0.05)。动力学参数显示,双任务及闭眼条件下,偏瘫组前足负荷比、CoP前后偏移量降低,CoP侧向偏移量增大,三者对CoP偏移量交互效应显著(F>4.355,P<0.05)。除睁眼步频DTC外,偏瘫组DTC均显著高于对照组(|t|>14.393,P<0.001)。相关性分析显示,FMA-LE评分与DTC呈强负相关(|r|>0.731,P<0.01),WeeFIM评分、工作记忆指数与步速、步频DTC呈中等负相关(|r|>0.462,P<0.05)。结论痉挛型偏瘫儿童的步态和平衡受双任务和视觉的双重影响。视觉剥夺与双任务叠加显著加剧其步态异常。DTC与运动功能、工作记忆有较强的相关性。