DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 摘 要 目的：通过微出血在卒中史及不同卒中类型病人中的分布，探讨微出血和脑卒中的关系。方法：收集2010.5~2014.9在我院住院的最终诊断为脑卒中，影像检查资料完整的病例共796例。脑卒中诊断均符合中华医学会第四届全国脑血管病学术会议诊断标准，包括多发腔隙性脑梗死、大面积脑梗死、脑出血。微出血诊断符合文献标准(SWI显示为脑内 <5 mm的小的圆形低信号病灶，除外海绵状血管瘤、小钙化灶、小静脉、外伤后弥漫性轴索损伤等)。记录观察病例的性别、年龄、脑卒中情况、CMBs分布部位及数量(分为三度，轻度1~5个，中度6~15个，重度 ≥ 16个)。检查方法：采用西门子1.5T超导型磁共振扫描仪，头颅8通道阵列线圈，全部患者进行SWI序列、DWI和常规MRI扫描，常规MR及DWI层厚6 mm，间隔7 mm，SWI层厚2 mm，TR 50 ms，TE 40 ms。结果：符合条件病例共796例，男481例，女315例，年龄40~80岁，平均61.9岁，高血压病史0~30年，平均12.6年。有脑卒中病史的(≥2次) 107例，占14.69%，脑出血病人42例，合并微出血最多，22例，达52.38%，复合病例(脑梗死、脑出血同时合并多发腔隙性脑梗死的病例) 252例，合并微出血的84例，占到33.33%，单纯脑梗死98例，合并微出血29例，占29.59%，出血性脑梗死53例，10例合并微出血，占18.86%，腔隙性脑梗死病人最多，共351例，合并微出血者仅39例，约占11.11%。共发现微出血184例，合计总数1399个微出血灶，其分布为单发、局部多发、多区多发，相互之间重叠较多。按文献方法计数分度，在不同类型卒中病人中均是以中度(6~15个)为多，平均占51%。以基底节区–丘脑(DGM区)病例数及CMBs总数最多。DGM区(308例，1530个) > CSC区(幕下区，219例，600个) > IA区(皮层及皮层下区，134例，570个)。结论：磁敏感成像对于检出CMBs有较高的敏感性和特异性，在不同类型脑卒中病人CMBs的发生存在明显差异，以出血性脑卒中为多，以基底节–丘脑区为多。 关键词 :脑微出血，卒中，类型，SWI
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user: 1. 引言 脑微出血(cerebral microbleedings， CMBs)泛指脑内 <5 mm的小的出血灶，是以脑微出血为主要特点的一种脑实质亚临床损害，临床上常没有相应的症状和体症。由于脑微出血体积小，且无周围组织的水肿，所以，在常规MRI和CT检查中常呈阴性。 CMB的存在提示脑血管病变比较明显，且有出血倾向。在老年人、高血压等患者，提示小血管受损，是血管壁病变的重要标志。但是，微出血和脑卒中的关系，微出血是否可预示各不同卒中类型，微出血是否影响临床治疗原则和用药选择，微出血对卒中预后的评估价值等等，是临床和影像工作者共同关心的问题。目前尚无多中心大样本的研究报告，这些问题尚未得到全面的解决。 作为中国脑卒中筛查协作基地医院，我们近年来按照统一规范对就诊病人进行影像学检查，现就我院2012年以来，脑卒中资料完整的病例，做一回顾性分析，重点描述脑微出血在不同类型脑卒中患者中的分布特点。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 病例收集 收集2012.9~2014.9在我院住院的最终诊断为脑卒中，影像检查资料完整的病例共796例。记录观察病例的性别、年龄、脑卒中史、现发病情况、CMBs分布部位及数量。 入选与诊断标准：脑卒中诊断均符合中华医学会第四届全国脑血管病学术会议诊断标准，包括多发腔隙性脑梗死、大面积脑梗死、脑出血。微出血诊断符合文献 [ 1 ] - [ 3 ] 标准(SWI显示为脑内 <5 mm的小的圆形低信号病灶，除外海绵状血管瘤、小钙化灶、小静脉、外伤后弥漫性轴索损伤等)。CMBs分为三度，轻度1~5个，中度6~15个，重度 ≥ 16个。CMBs分布部位，文献 [ 1 ] [ 2 ] 常用基底节区–丘脑区(DGM)，皮层-及皮层下区(CSC)，幕下区(IA)。 2.2. 检查方法 采用西门子1.5T超导型磁共振扫描仪，头颅8通道阵列线圈，全部患者进行SWI序列、DWI和常规MRI扫描，常规MR及DWI层厚6 mm，间隔7 mm，SWI层厚2 mm，TR 50 ms，TE 40 ms。 2.3. 结果处理 所有图像由主治医师以上人员确定疾病诊断并记录CMBs信息。所有数据录入excel2010，做计量资料t检查。
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user: 3. 结果 符合条件病例共796例，男471例，女325例，男:女 = 1:0.69。年龄43~82岁，平均61.9岁。共发现CMBs 184例，占23.11% (见表1)。有脑卒中病史的(发作 ≥ 2次) 107例，占14.69%，脑出血病人42例，合并微出血最多，22例，达52.38%，复合病例(脑梗死、脑出血同时合并多发腔隙性脑梗死的病例) 252例，合并微出血的84例，占到33.33%，单纯脑梗死98例，合并微出血29例，占29.59%，出血性脑梗死53例，10例合并微出血，占18.86%，腔隙性脑梗死病人最多，共351例，合并微出血者仅39例，约占11.11% (和表2)。共发现微出血184例，合计总数1399个微出血灶，其分布为单发、局部多发、多区多发，相互之间重叠较多。按文献方法计数分度，在不同类型卒中病人中均是以中度(6~15个)为多，平均占51%。以基底节区–丘脑(DGM区)病例数及CMBs总数最多。DGM区(308例，1530个) > CSC区(幕下区，219例，600个) > IA区(皮层及皮层下区，134例，570个)。 性别之间CMBs的发生率不同，男性较多，差异有显著性，p < 0.01。 CMBs的发生有随年龄增长而增加的趋势，差异有显著性，p < 0.05。
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user: 4. 讨论 CMBs是脑内微小血管纤维透明样变性，以微动脉血液微量外渗，导致含铁血黄素的沉积为主要特点的一种脑实质亚临床损害。CMBs的检出主要依靠磁共振的磁敏感加权成像(Susceptibility-Weighted Imaging， SWI)检测，SWI是近年来发展起来的利用磁场中组织局部或内部间磁敏感差异，特别是利用氧合血红蛋白与去氧血红蛋白磁化率不同，而产生增强磁共振影像对比的一种T2*脉冲序列技术，具有高空间分辨率、高信噪比、三个方向均施加流动补偿的特点，对血液代谢产物(去氧血红蛋白、正铁血红蛋白、含铁血红蛋白、含铁血黄素)具有极高的敏感性。目前，较为公认的CMB诊断标准为：1) SWI上低 Table 1 General data of CMB 项目 性别 年龄 男 女 43~50 51~60 61~70 71~82 例数n 471 325 79 153 266 298 CMBs 130 54 15 32 61 76 发生率 27.6 16.6 18.99 20.92 22.93 25.50 表1. CMBs病例一般情况 Table 2 The complicated CMBs in Different type of strok 组 例数(%) CMBs分布情况 CMBs数量 DGM CSC IA 1~5 6~15 ≥16 脑出血 18 (52.9) 16 6 14 6 10 2 脑梗死 9 (26.5) 8 2 5 3 4 2 出血性梗死 2 (5.9) 2 0 0 2 0 0 多发腔梗 16 (47.1) 15 8 13 6 8 2 表2. CMBs伴发脑卒中分布情况 密度信号缺失灶；2) 圆形或卵圆形；3) 边界清晰；4) 体积小(2~5 mm)；5) 病灶至少有1/2被脑实质环绕；6) 常规T1、T2序列较难显示；7) 临床病史可除外脑外伤所致弥漫性轴索损伤；8) 除外其他具有相似影像学表现的情况(如钙化、海绵状血管瘤、小血管流空影等) [ 3 ] 。 目前CMBs病因及相关的危险因素尚未完全明确，国内外也在积极研究与CMBs相关的危险因素。现在认为CMBs的发生与高血压、腔隙性脑梗塞、脑白质改变、高龄、男性、脑出血相关。然而在校正年龄和性别后，又有研究认为仅与男性和高龄相关 [ 4 ] 。随着年龄的增长，位于皮质、皮质下及深部白质的脑组织区域更易发生缺血性改变导致血管内皮损失，最终出现CMBs，因为这些区域处于循环末端，没有良好的侧支循环。在既往身体健康的老人中，年龄大于75岁被认为是发生CMBs的独立危险因素。国外Jeong等 [ 5 ] 有过相关的报道。本观察发现CMBs的发生与年龄和性别均无关系。可能与病例数量少有关，尚需大量病例资料统计证实。长期高血压与CMBs密切相关，高血压患者的CMB发生率明显高于血压正常者。本次观察到高血压是CMBs的危险因素，且与高血压的年限呈正相关。 本次观察显示CMBs者52.9%合并有脑出血的发生，部分有多次出血，并且出血发生部位与CMBs多发部位一致，这与其他研究结果一致。相关研究表明CMBs与脑出血关联性最强，CMB是脑出血独立的危险因素，对脑出血的发生具有预测价值 [ 4 ] 。脑出血患者合并CMBs的比例高达50%~90%，年龄越大合并的比例越高，而且多数脑出血患者中CMB出现在多个部位。Roob等 [ 6 ] 人的研究证实原发性脑出血的发病部位和CMBs的分布部位有一定的关系，他的研究提示CMBs和ICH有着共同的病理生理基础，或者说CMBs可能是将要出现脑出血的征象，甚至我们可以认为CMBs部位就是未来发生脑出血的可能的位置。 Bokura等 [ 7 ] 对2102例健康老年人追踪随访发现，即使在健康老年群体中，CMBs的存在亦预示着缺血性和出血性脑卒中发生风险分别增加5倍和50倍。提示存在CMBs的老年人，应严格控制危险因素以预防脑卒中发生。 CMBs是一种脑小血管病变表现，与脑深部小梗死、脑白质病变及血管周围间隙扩大被公认为是脑小血管病的影像学标志。本次观察到约一半CMBs比例合并多发腔隙性脑梗死。 资料显示CMBs是缺血性脑血管病患者发病后发生出血转化和溶栓后出现脑出血等并发症的危险因素，因此，有关CMBs的研究对脑梗死的治疗和预后有着重要的临床意义，本次观察中未显示CMBs能增加脑梗死出血转化的发生，可能与病例数量少有关。
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user: 摘 要 髌骨损伤容易引起膝关节功能性障碍，常出现于年轻及运动较多、量较大的人群，而髌骨脱位则是其最常见的临床表现。目前来讲，在髌骨损伤诊断中，CT扫描图像有着重要的临床价值，通过CT扫描图像测量获得的与髌骨、股骨相关的数据，如Q角、髌骨倾斜角、外侧髌骨移位值、TT-TG等数据为主治医师的诊断提供了重要的数据支撑，在一定程度上提高了主治医师对髌骨损伤类型诊断的正确率。 关键词 :髌骨，髌骨脱位，Q角，髌骨倾斜角，外侧髌骨移位值，TT-TG
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user: 1. 引言 髌骨损伤是膝关节及周围组织病变的体征之一 [ 1 ] ，即指髌骨软化剂髌骨肌腱末端病，髌骨脱位是其最常见的临床表现。人群中髌骨脱位的发生率约为1%，患者大部分为青少年和女性，若未及时并正确处理，则会留下一系列后遗症如髌骨不稳定、复发性脱位等，复发率高达20%~40% [ 2 ] ，严重影响了患者的生活质量。所以本文就此介绍了有关髌骨、髌骨脱位以及与其相关的一些判断数据。
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user: 2. 髌骨 2.1. 髌骨定义 我们所谓的髌骨即是膝盖骨，是人体内最大的籽骨 [ 3 ] 。人体中共含两块髌骨，分别位于左右腿膝关节前方，股骨的下端前面。其形状为三角形，底朝上，尖朝下，前面较为粗糙，后面较为光滑，与股骨髌面相关节，参与了膝关节的构成，如图所示，图1为其形状结构图，图2为髌骨所在位置。 2.2. 髌骨作用 由于髌骨是伸膝装置中的一个支点，所以传递及加强股四头肌的屈伸力量，同时维持膝关节的稳定并保护膝关节为其主要生理作用 [ 4 ] ，除此之外，其还具有避免股四头肌腱对股骨髁软骨面摩擦及增加美感的作用。
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user: 3. 髌骨脱位 在所有膝关节损伤中，髌骨脱位约占3%，儿童及青少年时期是该病的高发年龄段，常见于年轻、运动较多的人群，且女性多于男性 [ 5 ] 。并且轻微及暴力损伤都可引起髌骨的损伤，例如局部遭受反复磨损以及冲撞、拉牵致伤等。髌骨在股骨滑车上的运动轨迹呈现一定的倾斜性及旋转和滑动性 [ 6 ] 。髌骨在屈膝20˚~30˚时进入滑车，而在屈膝髌骨移动时，髌骨软骨面中央隆起超越股骨外侧髁时，我们称之为髌骨脱位，如图3为髌骨脱位图。
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user: 4. 诊断依据 目前，髌骨脱位的诊断主要依据是医生通过手工测量病人髌骨CT扫描图片上髌骨和股骨的相关数据。而常用的测量数据有Q角、髌骨倾斜角、外侧髌骨移位值及TT-TG等 [ 7 ] 。 1) Q角 Q角为股四头肌腱纵轴与髌韧带纵轴间的夹角 [ 8 ] ，如图4所示，正常男性Q角范围为10˚~15˚，女性Q角范围为12˚~18˚，Q角越大说明使得髌骨外移分力也越大，由于Q角的异常也是常见的髌骨不稳定临床症状之一，所以Q角的大小也能为髌骨的脱位及半脱位提供一定的数据支持，即Q角若大于此范围则说明有髌骨脱位的倾向。 图1. 髌骨 图2. 髌骨所在位置 图3. 髌骨脱位 图4. Q角 2) 髌骨倾斜角 所谓的髌骨倾斜角其实也就是过股骨内外髁最后侧点的切线与髌骨长轴所在直线的夹角，如图5所示。一般来讲，髌骨倾斜角若大于20˚则代表髌骨出现异常 [ 9 ] 。 3) 外侧髌骨移位值 外侧髌骨移位值即为髌骨最长轴所在层面的外侧缘到股骨外侧髁的距离，如图6所示。若外侧髌骨移位值大于6 mm则表明髌骨出现异常 [ 10 ] 。 4) TT-TG 正常个体与患者的髌骨TT-TG距离有着明显的差异，所以TT-TG距离对于临床指导髌骨不稳有着重要的意义。TT-TG的测量是基于股骨和胫骨2层图像叠加之上的，在叠加的图像之上，通过股骨滑车最低点及胫骨节点做股骨内外后髁所在切线的垂线，这两条垂线之间的距离即为TT-TG [ 11 ] ，如图7。若TT-TG距离大于20 mm则表示髌骨出现异常。
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user: 5. 讨论 对于髌骨脱位，若未能得到及时并正确处理，则会留下一系列后遗症，且复发率相当高，严重影响患者的生活质量。临床诊断髌骨的损伤主要是依靠通过CT扫描患者髌骨所获得的CT图像，若只是通过主治医师肉眼观察，难免会出错，而Q角、髌骨倾斜角、外侧髌骨移位值、TT-TG等测量数据能为髌骨损伤诊断提供重要的数据支持，提高了髌骨损伤的有效诊断率。但由于这些数据是通过医生手动测量获得的，所以会存在一定误差，对诊断有很大的影响，若能将数据的测量与计算机相结合则能帮助医生降低工作量，缓解工作压力，更大程度的提高诊断率，而目前在此方面的研究还较少，还停留在医生手动 图5. 髌骨倾斜角 图6. 外侧髌骨移位值 图7. 胫骨结节与股骨滑车车钩距离 测量及肉眼观察阶段，因此数据的自动测量研究方向将会成为此领域未来发展趋势，有待我们进行科学探索、研究及发现。
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user: 摘 要 在分析了目前国内外钢轨磨耗检测技术的特点及方法的基础上，结合实际需求，提出了基于PSD位置传感器的钢轨磨耗检测方法。利用光电检测技术、微处理器技术及数据处理技术完成了检测装置的开发，并进行了试验测试，结果表明检测系统具有检测速度快、精度高、性能可靠的特点。开发的装置便于携带、具有人机对话功能，解决了目前检测设备普遍体积过大、携带不方便及检测效率低等问题。 关键词 :钢轨磨耗，PSD，微处理器，检测装置
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user: 1. 引言 钢轨主要应用于铁路、电梯、升降机及娱乐设施等和人们生活息息相关的场所，钢轨是否存在磨耗及磨耗程度，直接影响着设备运行的安全性 [ 1 ] 。钢轨磨耗检测的结果是判断钢轨运行状态的唯一依据，是制定线路大、中、小维修工作计划的基本参数 [ 2 ] [ 3 ] 。 目前，我国在钢轨磨耗检测方面有接触卡具测量、涡流检测、光学三角测量等主要方法，检测结果往往取决于检测工人的态度和仪器使用的经验，这些方法存在着检测效率低、检测精度不高等诸多问题，已不能满足目前高速化的发展需要 [ 1 ] [ 4 ] 。本文设计一种基于PSD集成光电传感器的智能化全自动钢轨状态检测装置，能够有效检测钢轨的磨耗程度、位置等信息，具有体积小、精度高、使用灵活方便的优点。
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user: 2. 原理分析 钢轨的损伤主要包括磨耗、断裂和内部损伤几个主要方面 [ 5 ] - [ 8 ] ，其中磨耗比较普遍且检测难度大，本文主要讨论磨耗。磨耗主要出现在钢轨的头部，磨耗包括顶面磨耗和侧面磨耗，检测时必须同时检测这两个数值，来综合判断钢轨的磨耗程度。根据光线在物体表面会产生反射，当钢轨表面出现磨耗时，光的反射面发生变化，使得反射光线偏离原来的路线，如图1所示。确定装置的整体结构，在反射光线照射在PSD位置传感器表面上的位置发生改变时，反射光线的偏离程度和磨耗量直接相关；通过PSD位置传感器的输出信号判断反射光线位置，经过数据分析获得偏离程度，从而确定被检钢轨表面的磨耗量。 位置灵敏传感器PSD (Position Sensitive Device)是半导体材料元件，一般采用PN结构，具有精度高、采集信号灵敏、响应速度快速和配置电路简单清晰等有点。PSD位置传感器分为一维和二维两种，一维为线形结构，只有2个输出电极；二维为面形结构，有4个输出电极，其中二维PSD位置传感器基本原理如图2所示。 如果采用PSD中心作为坐标原点，PSD上各电极光电流预入射光斑几何位置的关系为： (1) (2) 式中，I 1 、I 2 、I 3 、I 4 分别为图2中X 1 、X 2 、Y 1 、Y 2 引脚输出的电流；L为PSD传感器光敏面的长度。从计算公式中可知X、Y的坐标值与光强无关，只与入射光斑的位置有关。 图1. 反射光线方向变化示意 图2. PSD原理图
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user: 3. 整体设计及数据处理 根据对铁路工务段的走访了解，钢轨磨耗检测系统是需要工作在野外铁道线路上，由铁路巡道工或维护人员操作使用，因此，检测系统的整体结构设计要求是体积紧凑、便于携带、性能可靠并容易操作 [ 6 ] 。铁路钢轨一般里程较长，出于能耗和工作时长等方面考虑，采用蓄电池供电，尽量提高电容量，蓄电池可以通过太阳能充电；另外，由于钢轨磨耗量一般较大，导致激光照射在完整钢轨与有磨耗钢轨的表面上时反射光线方向偏差较大，PSD传感器接收光面上光斑位置的变化也会比较大，所以需要有效面积较大的传感器，本设计采用上海欧光的S2-0023型PSD传感器，有效面积为 mm。 检测装置主要由光源部分、反射光线检测传感器、信号调节单元、主控单元(CPU)、执行单元以及外围电路等几个主要部分组成，整个装置结构如图3所示。光源采用可见波段的红色激光器，激光器功率较大；反射光线由PSD位置传感器接收，并输出相应的电信号。当反射光照射在PSD传感器感光面上的位置发生改变时，传感器各引脚输出电流发生相应的变化，经过压流转换模块变换为电压信号。微处理器对电压信号进行采集和分析，判断反射光照射位置，从而得到轨的磨耗信息，并判断导轨磨耗的具体量值，将导轨的磨耗量和具体位置存储到内部存储器，并通过液晶模块进行实时显示，当磨耗量超限时启动声光报警装置。操作人员可以随时查询导轨磨好信息及报警次数，做出导轨状态的判断，并具体处理；也可以定期将监测数据发送给上位机，通过上位机数据处理软件分析钢轨状态信息，给出维护、更换等决断信息。 PSD传感器输出电流信号非常微弱，且电流信号不利于转换为数字信号，因此先将电流通过转换电路变换为相应的电压，再进行数据采集。由于I/V转换是单的线性关系，采用精密电阻及高精度放大器完成I/V转换。电压信号调理电路的好坏直接影响着检测装置的精度，4路电流信号处理方式相同，采用两级放大。 图3. 检测装置结构图 Table 1 Test data and value of rail abrasion (1 记录 1 2 3 4 5 光斑位置坐标(mm) X Y X Y X Y X Y X Y 0.35 0.42 0.36 0.42 0.35 0.41 0.37 0.40 0.34 0.43 磨耗量W (mm) 8.75 8.85 8.63 8.72 8.78 表1. 检测数据与磨耗值(1) Table 2 Test data and value of rail abrasion (2 记录 1 2 3 4 5 光斑位置坐标(mm) X Y X Y X Y X Y X Y 0.63 0.52 0.62 0.52 0.63 0.51 0.61 0.53 0.62 0.52 磨耗量W (mm) 13.07 12.99 12.97 12.93 12.99 表2. 检测数据与磨耗值(2) 设计采用TLC2543作为A/D转换器，该转换器输出信号为串行数据。在高精度时钟脉冲的控制下对模拟信号进行转换，当转换完毕后，转换结果采用高位在前低位在后的方式进行传输。由于传输数据采用串行方式，大大的减小了微处理器和A/D芯片接口引脚的数量，给电路的设计带来很大的方便，同时也减少了很多干扰。微处理器对采集到的4路电压信号进行存储和处理，利用式(1)和式(2)分别计算光斑位置横纵坐标，确定光斑位置，进而确定钢轨的磨耗量。
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user: 4. 实验与结果分析 项目研究开发的检测检测装置主要功能是完成对钢轨磨耗数据等主要故障信息的检测及数据处理工作，同时为了进一步分析处理检测数据，形成有效的钢轨磨耗参数报表。检测装置需要检测钢轨磨耗、断裂等损伤信息，进行分析、判断和存储；利用PC机强大的数据分析处理功能，对检测数据进行处理，生成钢轨状态信息的参数表。 检测装置每个位置的测量设定采集三组数据，每组数据包括4个电压信号，微处理器对采集到的电压信号进行分析，通过电压值判断光斑中心坐标，进一步确定光斑位置，计算出光斑中心位置与坐标原点的距离，从而得出磨耗量。光斑中心位置与坐标原点的距离和磨耗量之间的对应关系如下： (3) 选择两条带有最普通、常见磨耗的工务段淘汰的60号钢轨做实验对象，钢轨头宽73 mm，头高16.5 mm。实验进行多点测试，每个检测点采集五组数据，分别计算出钢轨磨耗量，并求出磨耗量的平均值，即为被测点的磨耗量。从中选择两组具有代表性的数据，如表1、表2所示，两组数据分析得到的对应位置的磨耗量。检测装置的总体检测性能指标为顶面磨耗检测范围：0~20 mm，检测精度为：±0.l mm。
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user: 5. 结语 本文研制的小型钢轨损伤自动检测装置是一个集信号采集、数据实时处、理及显示、超限报警及上位机数据管理分析系统为一体的具有人机对话功能的智能化检测设备，主要是利用传感器技术、微处理器控制技术及数据库技术，结合计算机软件编程技术，研究开发的新型检测装置。该系统具有体积小、重量轻、精度高、时处理、操作简单等特点，解决了目前检测设备体积较大、携带不方便、检测数据精度低及分析处理能力差等缺点，较好地考虑了钢轨磨耗检测的实际需要及新型检测技术的运用，通过实验测试表明，系统具有检测效率高、检测精度好、操作简单和性能可靠等特点，具有很好的实际运用价值。
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user: 摘 要 面向我国互联网+、云计算数据中心及超级计算机建设中战略性高性能无源光电子材料与器件的迫切需求，本文提出要以掌握自主知识产权的新型硅基无源材料及器件为目标，以复杂多功能集成芯片技术为牵引，着力解决低损耗、跨周期大范围波长可调谐滤波器设计与材料制备；电光复合波导中锗硅异质外延材料双效应互耦合增强机理，极高速率调制器电光转换效率、能耗；多功能集成多层光交叉连接器顶层波导低温沉积技术、多层光波导高效耦合和隔离设计及制备；硅基超小型、低损耗、热不敏感无源合波器原理、工艺及产业化；光栅耦合器、滤波器和微电子器件的融合，片上温控及波长自动锁定算法及实现等关键技术。通过技术攻关，有望突破一批硅基光电子核心芯片关键技术，对信息产业发展和国家安全保障提供有效地支撑，服务于国家在智能化信息技术、先进半导体制造技术、新一代大规模集成电路等方面的战略需求。 关键词 :可调谐滤波器，高速调制器，光交叉连接器，无源合波器，光栅耦合器，温控滤波器
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user: 1. 研究目的 21世纪第二个十年以来，世界各国为了促进经济发展，打造新的信息环境，提出了建设新的高速宽带网络的计划。国务院将物联网、云计算、下一代宽带网、下一代移动互联网、三网融合等新一代信息技术定位为2020年国民经济的四大支柱产业之一。 互联网和智能终端的快速应用使全球数据量爆发式增长，极大地推动了以高速路由器、高性能超算中心(HPC)和数据中心市场的发展，高速率、高密度、低功耗的高性能无源光电子材料及器件是支撑其发展的基础。 国外对于硅基无源光电子器件开展了深入的研究，可调滤波器方面，美国高通公司于2015年提出了一种利用微机电系统(MEMS)来调节微环谐振器的谐振波长的方法，其最大优势是无静态功耗 [ 1 ] 。调制器方面，2014年，卡尔鲁厄理工学院的Luca Alloatti等人设计验证的硅有机物混合(SOH)调制器3dB带宽达100 GHz [ 2 ] 。多层交叉连接器方面，美国UC Davis分校和UC Santa Barbara分校、Sandia国家实验室与新加坡微电子研究所(IME)都先后展开了低损耗、低串扰的层间光连接器的理论分析与实验研究 [ 3 ] - [ 5 ] 。2015年UC Davis分校在Si 3 N 4 /SiO 2 平台上，实现了0.05 dB耦合损耗的垂直耦合结构 [ 6 ] 。合波器方面，阵列波导光栅(AWG)、刻蚀衍射光栅(EDG)及微环方法均有报道，但AWG可实现更多的通道数合波，新加坡IME报道了中心波长热可调的8通道硅纳米线AWG [ 7 ] 。光栅耦合器方面，2013年IME研制了耦合效率分别为70.8% (1550 nm)和63% (1310 nm)的单偏振光栅耦合器及偏振分离光栅耦合器 [ 8 ] [ 9 ] 。微环温度控制器方面，哥伦比亚大学、甲骨文实验室、圣地亚国家实验室通过抖动信号、平衡零拍探测、结合外围电路等方案实现了宽工作温度范围的滤波器。Yu Li等人在2015年通过在绝缘层上硅(SOI)微环上注入BF 2 离子制作基于缺陷态的光电探测器用于监测微环中光功率，结合外部电路完成对微环器件的温度反馈控制，实现在14度温度范围内的稳定工作 [ 10 ] 。Intel、IBM及Luxtra等公司已实现多波长100 Gb/s硅光子集成芯片。 国内多家高校及研究机构也在积极开展硅基无源光电子器件研究，研制出4通道可调谐光滤波器和3 dB带宽大于50 GHz的可调滤波器；研制出最高调制速率为70 Gb/s硅基调制器；研制出45通道硅纳米线AWG芯片；在互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路芯片表面开展了光子层的生长和器件制作，实现氮化硅波导光栅耦合器等无源光电子器件 [ 11 ] 。国内主要以分离硅光子芯片为主，集成芯片研究基础较薄弱。 因此，面向我国互联网+、云计算数据中心及超级计算机建设中战略性高性能无源光电子材料与器件的迫切需求，务必以掌握自主知识产权的新型硅基无源材料及器件为目标，以复杂多功能集成芯片技术为牵引，着力解决低损耗、跨周期大范围波长可调谐滤波器设计与材料制备；电光复合波导中锗硅异质外延材料双效应互耦合增强机理，极高速率调制器电光转换效率、能耗；多功能集成多层光交叉连接器顶层波导低温沉积技术、多层光波导高效耦合和隔离设计及制备；硅基超小型、低损耗、热不敏感无源合波器原理、工艺及产业化；光栅耦合器、滤波器和微电子器件的融合，片上温控及波长自动锁定算法及实现等关键技术。
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user: 2. 研究意义 通过高性能无源光电子材料与器件的研究，有望在自主知识产权的新型硅基无源光电子材料及芯片关键技术取得突破，系统掌握低损耗、跨周期大范围波长可调谐滤波器设计与材料制备；电光复合波导中锗硅异质外延材料双效应互耦合增强机理，极高速率调制器电光转换效率、能耗；多功能集成多层光交叉连接器顶层波导低温沉积技术、多层光波导高效耦合和隔离设计及制备；硅基超小型、低损耗、热不敏感合波器原理、工艺及产业化；光栅耦合器、滤波器和微电子器件的融合，片上温控及波长自动锁定算法及实现等关键技术。确立可调滤波器、高速调制器、三维光交叉连接器、无源合波器、光栅耦合器、温控滤波器材料制备、器件设计及制备工艺，获得一批无源光器件基础原理设计、原型器件及产业应用示范产品。通过在硅晶圆上生长CMOS兼容的多系化合物光学材料，研制出更小、更快、损耗更低的光子器件，而且能实现三维光学耦合、交叉、传输和信道切换等功能，推进新一代宽带光互连的数据传输容量指数增长、完成光通信技术的代际更新。
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user: 3. 社会影响力 大数据、云计算、物联网等是继“互联网”之后的新一代信息通信技术，相关新兴技术成果在十三五期间将进入应用阶段，亟待硬件技术的巨大提升，迫切需要更高速率、更低功耗、更大集成度的硬件基础。研制和开发多路并行集成的光电子功能芯片，单路数据传输能力达到100 Gbit/s以上，可以有效满足从信息网络、传感系统、数据处理芯片等多层次、多领域的应用要求。开展信息光电子功能器件、集成芯片和应用模块的国际合作研究，符合国家工业经济升级战略规划定位，属于国家中长期科技发展纲要支持的重点领域。 随着信息技术的飞速发展，硅基高速光电子器件在光传输网络中占有重要的地位，根据Ovum报告预测，2019年基于硅基光电子元件(相位/强度调制器、合波器/分波器等)的100G光收发模块市场规模可以达到87亿美金，其中短距离(<1 km)应用市场容量约10亿美金，达到3百万条链路，而且以每年1千万条链路增长；中距离(1 km~40 km)应用市场容量约27亿美金；长距离(>40 km)应用市场容量达到40亿美金。此外，根据BCC Research数据，光子集成产品市场在未来三年里的年复合增长率超过35%，除光纤通信市场外，在传感、光学信号处理、生物光子学领域的应用也会达到相当规模。因此，本研究内容紧扣光通信、传感和生物光子等市场需求，预期研究成果不仅有良好的产业化前景，而且有利于可极大地促进我国硅基光电子材料与器件技术发展，提升我国硅基光电子芯片的核心竞争力，在高端光电子器件市场上打破国外供应商垄断、加强国内通信设施基础建设，其战略意义与社会效益巨大。 预期研究成果将使新建互联网数据处理中心和超级计算机多核芯片间提速100~1000倍、能源消耗减少70%、占用空间减少一半并能持续微缩化，经济成本低于现有水平10%，这将引发高性能计算机、光通信骨干网络、大容量传输系统、分布式数据存储中心、智能信息交换平台等领域的技术创新，促成经济模式、工业模式和安全模式的巨大变革，有望对信息产业发展和国家安全保障提供有效地支撑，服务于国家在智能化信息技术、先进半导体制造技术、新一代大规模集成电路等方面的战略需求。
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user: 摘 要 吉林石化公司苯酚丙酮装置中设计有一套α-甲基苯乙烯回收单元，由于2001改造时对原有精馏塔进行利旧使用，且工艺流程设计不合理导致生产的α-甲基苯乙烯产品存在纯度低、颜色发黄等质量问题，严重影响了α-甲基苯乙烯作为产品销售。本项目在流程模拟研究和实验室研究的基础上，重新设计了工艺流程，提出改造方案，在保持主体设备不动的前提下，采用脱轻塔和成品塔均增设侧线采出的方式，成功地解决了α-甲基苯乙烯产品质量问题。 关键词 :α-甲基苯乙烯，质量攻关，脱重塔，苯酚，丙酮
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user: 1. α-甲基苯乙烯概况及市场需求 1.1. 国外α-甲基苯乙烯产品技术现状及发展趋势 国外苯酚生产工艺主要有：异丙苯法、甲苯–苯甲酸法和苯直接氧化法三种，其中异丙苯法生产工艺约占92%。最早的苯酚化学合成工艺是磺化法，此后相继出现了氯苯法、环己烷法、甲苯氧化法和异丙苯法等合成工艺，其中异丙苯法最具有竞争力。 目前许多国家在继续完善异丙苯法的同时，正致力于实现苯酚、丙酮与其下游产品一体化的生产模式。在未来几年，我国苯酚产能将增加近60万吨/年，预计到2017年我国苯酚总产能将超过185.75万吨/年 [ 1 ] 。 2014年，我国进口苯酚量为21.7万吨，主要来源于日本、泰国、中国台湾，其他有西班牙、韩国和新加坡 [ 2 ] 。随着国内上马的几套新装置的陆续开工，未来几年，国内苯酚进口将趋于平衡。 α-甲基苯乙烯是一种重要的化工产品，广泛应用于化工、制药、有机合成、香料合成和高分子合成等许多化工领域，具有很高的经济价值。目前实现工业化的生产方法主要为异丙苯副产法，其中α-甲基苯乙烯作为生产苯酚与丙酮时的副产物产生 [ 3 ] [ 4 ] 。 1.2. 国内AMS (α-甲基苯乙烯)产品技术现状及发展趋势 1.2.1. 加氢还原 加氢还原是目前我国AMS消耗的主要途径之一，规模较大的苯酚/丙酮装置都配有AMS回收单元、精制单元和加氢单元。AMS加氢后生产异丙苯，同时还生成一部分副产物异丙基环己烷。加氢催化剂多为进口的钯系固体催化剂，每吨单价均在百万元以上，价格十分昂贵。并且由于氢气比重最轻、无色无味，爆炸极限为4.0%~75.6%，泄漏后极易发生闪爆，在实际生产操作过程中存在较大的风险。加氢还原本质上是主反应的延伸。 1.2.2. 产品外销 将精制提纯后的精AMS作为产品销售也是目前国内AMS消耗的主要途径。 1.2.3. 合成AMS二聚物 AMS线性二聚体有两种，即2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和2，4-二苯基-4-甲基-2-戊烯，AMS线性二聚体在高分子合成及加工、润滑油改性、颜料和涂料的制造等方面有着广泛的应用。
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user: 3. 结论 1) 根据确定的工艺流程完成了α-甲基苯乙烯脱重和精制小试研究，实验室所得α-甲基苯乙烯产品质量符合ASTM(6367-12)标准，试验结果与流程模拟结果相符，验证了所确定工艺流程的可行性，为生产装置的改造提供了可靠依据； 2) 确定了α-甲基苯乙烯产品颜色过深的原因，制定了脱色方案，解决了产品色泽问题； 3) 根据实验室研究结果和流程模拟结果，对目前生产装置的T-702塔进行了调优试验，调优后获得的α-甲基苯乙烯产品纯度可以达到99.8%以上，证明了塔内构件能够满足生产合格产品的条件； 4) 试验室研究结果和生产装置的调优结果均与流程模拟结果基本吻合，说明流程模拟模型可靠，可以用于指导生产装置的改造。
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user: 摘 要 MHC基因是一组多态性非常高的基因群。近年来，MHC基因的结构、功能、遗传学特性被越来越多的研究人员揭示。本文综述了MHC基因在小型哺乳动物中的研究，主要阐述了国内外小型哺乳动物MHC基因的多态性研究，重点包括其在种群遗传进化、基因结构上的研究进展。并对其研究前景进行展望。 关键词 :主要组织相容性复合体，遗传多样性，小型哺乳动物
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user: 1. 引言 主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex， MHC)的多态性在基因组中是为最丰富的基因之一，是紧密连锁的一组基因群 [ 1 ] 。MHC基因的高度多态性与其自身的基因突变、遗传选择、基因重组和基因转变等作用有关 [ 2 ] [ 3 ] 。MHC基因编码的蛋白质主要负责识别病原体 [ 4 ] [ 5 ] 。目前，在国内和国外有关MHC基因的报道很多，主要集中在DP、DQ、DR等几个多态性较高的基因上，特别是它们的第二外显子上 [ 1 ] 。故本文以MHC的外显子2基因为分子标记，检测不同小型哺乳动物的遗传多样性。 在哺乳动物中，MHC基因的功能区域被分带为三类：I类、II类，III类 [ 6 ] 。MHC I类分子由α1，α2，α3三部分构成：α1和α2结构共同形成抗原肽结合槽(peptide-binding cleft)；α3结构域可结合β2微球蛋白。分子内部在α2和α3结构域各形成一个二硫键。在MHC类II分子中，α1和β1形成抗原肽结合槽，分子α2，β1，β2结构域在在分子内部各有一个二硫键。而MHC III类分子主要包括补体因子及细胞因子等。这三类基因在常染色体上以紧密连锁的形式形成单倍型，表现共显性的遗传，又有超基因之称。三类基因上都有很多的基因位点，并且每个基因位点上都存在着大量的等位基因，这使得主要组织相容性复合体基因成为结构最为复杂的遗传多样性系统。由此，在构建模式动物的过程中，大多数遗传学家以MHC基因的遗传多样性，重点分析不同物种间的遗传学特征、免疫学特性，以及对不同物种间的疾病进行分析研究。
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user: 2. 研究内容 2.1. MHC基因在树鼩中的研究 在哺乳动物MHC多态性的研究中，树鼩的MHC基因研究相当较少 [ 7 ] 。近年来，研究人员在230个树鼩样本中发现了MHC-DRB基因外显子2片段的双引物系统 [ 8 ] [ 9 ] ，确定了29对等位基因，等位基因命名为TubeDRB-01到TubeDRB-29 [ 10 ] 。基因片段总长171bp，其中TubeDRB-21号等位基因只有168 bp，TubeDRB-27号等位基因为终止密码子。 在树鼩的MHC基因研究中发现，所有的等位基因比为dN/dS1 = 2.041 > 1，表明经过了正选择 [ 11 ] - [ 13 ] ，其中在DRB1等位基因的抗原结合位点上dN/dS = 4.13 > 1明等位基因DRB1经历过正选择且说明了DRB1基因具有高度多态性，并且是每一个样本个体中都能找到的代表性基因。研究还发现只有在TubeDRB-01的等位基因中，抗原结合位点(ABS)上的dN/dS = 4.13 (Z检验，P < 0.05) [ 14 ] ，而在所有等位基因上dN/dS = 2.04 (P < 0.01)。说明该基因具有较高的多样性和多态性。 2.2. MHC基因在欧洲棕背䶄中的研究 欧洲棕背䶄的研究主要与寄生虫学、社会生物学相关 [ 15 ] 。欧洲棕背䶄能发展成为一个模型动物就在与它的生殖和种群两个有趣的研究上 [ 16 ] 。在研究欧洲棕背䶄MHC基因多态性的研究中，科学家们成功用双引物系统的扩增出36个欧洲棕背䶄样本中的MHC-DRB外显子2基因 [ 17 ] 。研究表明，36个个体有26对等位基因的存在，其中2号和9号样本被去除，其他样本命名为Clgl DRB-01到Clgl DRB-28。总体样本的核苷酸变异位点数达到70%。表明其核苷酸具有很高的多样性。研究使用MEGA邻接法对样本中的等位基因构建系统发育树 [ 18 ] [ 19 ] ，发现26对等位基因被分为三大支，其中Clgl DRB-01到Clgl DRB-15号聚为第一支，Clgl DRB-16、Clgl DRB-17、Clgl DRB-18、Clgl DRB-21号聚为第二支，其他聚为第三支。在第一大支中，抗原结合位点和非抗原结合位点间的dN/dS比值差异不显著，但均小于一。其中抗原结合位点的dN/dS < 1 = 0.12，非抗原结合位点dN/dS < 1 = 0.11，说明两者都受到了很强的负选择压力。在第二大支中，抗原结合位点的非同义替换接近为零，无法计算对应的同义替换比例。在第三大支中，虽然没有显著差异，但抗原结合位点的非同义替换远远大于同义替换；恰恰相反，在非抗原结合位点中非同义替换远远小于同义替换。样本总体的dN/dS < 1，说明在欧洲棕背䶄中，MHC基因的进化存在负选择。但第一大支的dN/dS = 0.01远小于整体水平并低于第二大支20倍，说明第一大支的等位基因受到很强大的负选择压力。 2.3. MHC基因在欧亚河狸中的研究 研究发现在76个海狸MHC基因里有10个独特的等位基因，命名为Cafi-DRB-01到Cafi-DRB10 [ 20 ] 。基因片段总长有171 bp，其中有15.2%的核苷酸和26.3%的氨基酸可移位点。在两个群体中，除了DRB基因还检测到一个发散序列，代表最有可能的一个假基因。研究发现，总体样本的dN/dS = 3.478 > 1，其中非同义替换(dN)为8.0，同义替换(dS)为2.3。非同义替换几乎是同义替换的四倍。说明研究明确的检测到欧亚海狸MHC-DRB基因进化的正选择，并且该基因有高度的多样性和多态性。
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user: 3. 讨论 研究表明，非同义替换与同义替换的比例(dN/dS)是一个被用来证明某个基因经过何种选择的标准指标 [ 21 ] 。其中：dN/dS > 1表明该基因或该基因的某个区域经过了正选择；dN/dS < 1表明该基因或该基因的某个区域经过了负选择，dN/dS = 1表明该基因或该基因的某个区域经过了中性选择。 主要以主要组织相容性复合体(MHC)为基础，探讨了小型哺乳动物的种群进化，其中通过同义替换和非同义替换的比值作为标准，说明各小型哺乳动物MHC-DRB基因的进化程度，研究发现，中缅树鼩和欧亚海狸的dN/dS比值均大于一，故两个物种的MHC-DRB基因在进化过程中存在正选择。而在欧洲棕背䶄中，dN/dS比值小于一，说明在欧洲棕背䶄的MHC-DRB基因在进化过程中存在负选择。 通过分析MHC的遗传变异可以提供物种的遗传多样性水平、种群遗传结构进化历史和种群动态等信息，并可在濒危物种的遗传管理中起到重要的作用 [ 22 ] 。MHC多样性水平的降低又可导致种群内个体对突发性的传染性病原体的易感性增高，导致种群抗病性能力单一，生存力下降。
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user: 4. 展望 在关于小型哺乳动物的研究中，关于主要组织相容性复合体(MHC)的研究还很欠缺，关于MHC基因的其他部分的基因结构和功能也了解甚少，期望在以后的研究中进一步的扩展关于小型哺乳动物MHC基因的研究，进一步的了解小型哺乳动物的进化历程。通过对MHC分子的分析来进行种群遗传学和保护遗传学研究，可以进一步的对模式动物的抗病性，抗病源性能力以及可以为以后的医学方面做出巨大的贡献。
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user: 摘 要 能量是生命现象的流通货币，产热是生物体内能量的一部分。小型哺乳动物产热特征是小型哺乳动物在自然环境胁迫下的生存机制和适应对策。本文分别从基础代谢率、静止代谢率、非颤抖性产热三部分综述了小型哺乳动物的产热特征。 关键词 :基础代谢率，静止代谢率，非颤抖性产热
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user: 1. 引言 生命现象的流通货币是能量，在生物体的整个生命过程的任意一个组织层次能量都是需要的。生物体内的能量分为产热和活动两部分，静止状态下的生物体的能量主用于产热，动物体内主要的产热方式为基础性产热(或称之为强制性产热)与兼性产热(亦称为适应性产热)。在进化理论与生态学研究中代谢率是一个基本测定指标 [ 1 ] 。动物的最低代谢率即为基础代谢率，而测定基础代谢率的动物必须处于热中性区并且为非产热状态成年个体，还必须在测定期间处于静止活动状态 [ 2 ] 。在部分文献中，基础代谢率、静止代谢率由于差异较小，是可以互相交换的。生理生态和进化生理学的主要目标就是将导致代谢率出现种间差异的主要选择因素鉴别出 [ 3 ] 。
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user: 2. 基础代谢率 基础代谢率(basal metabolic rate， BMR)既恒温动物维持自身正常生命活动的最小产热速率，也是动物清醒状态时维持各项基本功能需要的最小能量值。小型哺乳动物，尤其啮齿类中，代谢率除了有种间差异，在种内上也有个体的差异，季节对其基础代谢率有影响 [ 4 ] 。每年季节变化都是存在于自然界中的，这是地球的特性，而当季节变化时，能够影响动物能量代谢水平的非常重要的环境因子就是温度和食物资源 [ 5 ] 。其中，有些动物的基础代谢率BMR在冬季较夏季高，这些动物包含黑尾野兔(Lepus californicus)、北美的兔类沙漠棉尾兔(Sylvilagus audubonii)和羚羊野兔(Lepus alleni)等 [ 6 ] 。动物在冬季的BMR降低的也有，这些动物包含高原鼠兔(Ochotona curzoniae)和根田鼠 [ 7 ] ，还有一年中食物资源减少时的动物的代谢率也是这样，可能是由于在冬季食物资源往往不如春、夏、秋三季丰富，营养成分降低对代谢的抑制 [ 7 ] 。
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user: 3. 静止代谢率 静止代谢率(resting metabolic rate， RMR)是指仅用来维持呼吸、血液循环等基本生理功能时燃烧热量的速度。动物代谢机制的进化可以由静止代谢率种间变异反映，特别在需要能量消耗增加的时期，例如繁殖期和高速运动奔跑时，这个时期就可以产生高水平的代谢率。高水平运动的物种的野外代谢率活每日能量消耗(daily energy expenditure， DEE)也同样具有高水平，这时，需要消耗更多的食物同时排泄更多的代谢废物，这些特征将很可能导致相关器官系统的重量显著增加，这一点与低水平运动是不同的。动物不同器官对代谢率的贡献作用是不同的，虽然心脏和肾脏在身体重量所占比例很小，却具有高水平的代谢率。例如，在22中鸟类中，心脏与肾脏的重量可以用来说明50%的体重相关静止代谢率 [ 8 ] 。在自由活动的动物中，静止代谢率与DEE呈显著的正相关关系，两者具有重要的功能关系(相关系数0.983) [ 9 ] 。至今，有关静止代谢率的研究，大约600种是关于哺乳动物的 [ 9 ] 。体重可以说明种间静止代谢率的变异，体重变异可解释静止代谢率变异的95%以上。研究结果表明，系统发育、水的可利用性、气候、食物变异、栖息地生产力和温度仅仅可以解释静止代谢率变异的5% [ 9 ] 。研究结果表面，静止代谢率具有重要生态和进化意义，因此，静止代谢率很可能是物种在不同生态条件时对选择压力作出相应反应的重要生理指标。种内体重对静止代谢率的影响较弱，通常不显著 [ 10 ] 。在可以严格控制各种测定条件的实验室，种内个体间的静止代谢率仍会出现较大变异 [ 11 ] 。在种群和物种水平上出现的个体变异具有重要的进化和适应意义，从而能与不同的生态变量相联系，并可以以此来解释说明种内变异多样性的进化和适应意义，例如从个体水平来解寄生虫负载、释竞争能力、社群等级、交配选择和迁移模式等 [ 9 ] 。假设自然选择影响静止代谢率，静止代谢率的遗传变异范围将可达到10%~40% [ 12 ] 。但是，解释静止代谢率种内变异的成功性要远远少于对种间变异的解释 [ 11 ] 。即使平均值(种群统计)比在平均值周围变化(个体的测定)要重要得多，种内变异的大多数研究仍主要集中在种群间的变异 [ 13 ] 。这就是多年前提出的“中庸的专制”核心。
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user: 4. 非颤抖性产热 长期生活在寒冷环境中的动物会以多种方式来适应冷环境，这些方式包括：改变自身基础代谢率、减少散热、增加皮毛或者脂肪厚度。非颤抖性产热(nonshivering thermogenesis， NST)也对它们适应寒冷环境起着举足轻重的作用，这是一种可以快速产热的方式，是小型哺乳动物冷适应性产热的主要热源。小型哺乳动物以褐色脂肪组织(brown adipose tissue， BAT) 氧化代谢进行产热作为适应寒冷环境、抵御严寒的重要手段 [ 14 ] 。由肌肉收缩活性而进行的调节性产热称为颤抖性产热，持续冷暴露下，肌肉的有氧呼吸能力会增强，从而导致肌肉的ST增强 [ 15 ] 。去甲肾上腺素(norepinephrine， NE)诱导产热与冷诱导NST是等价的 [ 16 ] ，NE的总的代谢反应就是最大NST [ 17 ] ，实验时可以通过注射的NE剂量与体重相关，通过测定在平静、清醒状态下动物的最大耗氧量得出最大NST。NST存在季节性差异发生在很多非冬眠小型哺乳动物中，如Phodopus roborovskii、Phodopus sungorus、Microius oeconomus、Cricetu lusbarabensis、Dipus sagitta [ 18 ] - [ 20 ] 。哺乳动物最大NST是BMR的4~5倍，这对于提高低温抵抗能力非常重要。 研究表明，许多动物的代谢率会出现季节性波动，如短光照周期和(或)低温刺激小型哺乳动物兼性产热(主要是BAT非颤抖性产热NST)能力增强。不同哺乳动物代谢率对光周期的反应亦会受到气候、纬度、食性等因素的影响 [ 21 ] ，具有明显的种间差异。同时，动物的产热调节也涉及到复杂的内分泌激素的调节 [ 22 ] ，这些都对动物的生存适应具有重要意义 [ 21 ] 。 褐色脂肪组织(BAT)存在于小型哺乳动物体内，与储存能量的白色脂肪组织功能不同，它是一种非常特化的产热器官，主要功能是通过产热作用来维持机体的能量代谢平衡。BAT主要通过线粒体内膜上的解偶联蛋白-1 (Uncoupling protein-1， UCP1)将脂肪酸氧化，并与ATP产生解偶联，能量直接以热的形式散失。不仅具有丰富的毛细血管供应，而且还具有丰富的交感神经支配。在冷暴露或冬季，动物通过交感神经释放儿茶酚胺(主要为去甲肾上腺素)增加，后者经过血液循环激活BAT产热。BAT细胞主要通过其特异性表达的解耦联蛋白1 (UCP1)而增强产热作用，解偶联蛋白(UCP)属于线粒体阳离子载体蛋白质 [ 23 ] 。早在30多年前首先发现的解偶联蛋白是UCP1蛋白，科学家曾经称之为热素thermogenin，后来发现UCP1仅仅是线粒体内膜上褐色脂肪组织细胞中特异表达，传导产热。褐色脂肪细胞处于静息状态，游离脂肪酸的含量也会很低，而嘌啉核苷酸却相反，浓度较高，因此UCP1的活性较低。当交感神经刺激并激活了BAT细胞中的脂解酶，会致使细胞中游离脂肪酸含量显著增加。非颤抖性产热(nonshivering thermogenesis (NST))可以为冷暴露下动物维持正常的体温或消耗食物中多余能量具有重要的功能 [ 24 ] 。BAT除了可以通过解耦联产热来提高动物对低温的抵抗能力，也是动物维持能量平衡的重要器官，能将多余的能量以热形式释放，如食物诱导产热等，从而防止动物出现肥胖。尤其近年来在成年人体也发现存在具有功能活性的BAT，这为进一步阐明人类肥胖症提供了新途径 [ 25 ] 。
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user: 5. 讨论 小型哺乳动物产热特征在不同季节中表现出的变化模式，与其生存的生境海拔、年日温差以及生存环境中温度和食物出现的季节性变化有关。对小型哺乳动物产热特征的研究可以了解小型哺乳动物面临低温或者高温环境和食物匮乏胁迫下的生存机制和适应对策，也可为探讨小型哺乳动物的生理生态适应特征提供一些科学依据。
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user: 摘 要 中缅树鼩(Tupaia belangeri)作为东洋界特有的小型哺乳动物，主要处于横断山山脉地区，其已被证实与灵长目亲缘性较近，并逐渐在医学上被应用为实验动物，但是对于其野外的研究甚少。本文以分子粪便学为基础从分子标记、性别鉴定以及巢域确定等方面阐述了其应用在野外中缅树鼩研究中的可能性，为进一步研究中缅树鼩及使其成为标准实验动物化化与合适的实验动物疾病模型提供了理论依据。 关键词 :分子粪便学，非损伤性取样，中缅树鼩
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user: 1. 引言 中缅树鼩(Tupaia belangeri)属于攀鼩目(Scadentia)树鼩科(Tupaiidae)，是一类分布于南亚和东南亚、东洋界特有的小型哺乳动物，其主要分布于我国云南、广西、贵州、四川及海南岛等地，并且我国的云南、四川西南部和贵州很可能是树鼩分布的北限 [ 1 ] 。树鼩由于具与灵长目亲缘性较近，并且可以感染一些其他实验动物无法感染的疾病，如抑郁症，相较于啮齿类试验动物来讲，树鼩具有很强的社会属性，特别是雄性具有很强的领地意识。其对应激极度敏感和雄性好斗的特点，很好地模仿了社会中人类社会竞争失败导致的低自尊心现象，因此特别适用于应激相关的抑郁症模型建立、机理研究与新药开发，故其逐渐在医学生物上成为一种实验化动物。 近年来，随着国内外对生态环境的越来越多的重视，生态学已然成为全世界范围内的一项重要学科，其所包含的环境生态学、景观生态学、种群生态学、分子生态学等分支学科也日益成为研究的热点。而通过分子生态学技术对野外种群进行数量估计以及巢域划分已经成为一项重要的手段。然而由于人类生活的高度发展，城镇化现象的日益严重，导致野生动物的种群数量急剧下滑，对于一些濒危的野生动物和小型难以直接观察并取样的动物而言，为了更好的保护其遗传多样性以及生态圈的生物多样性，迫切需要我们对其进行遗传性分析。由于此类动物的特殊性，传统性的取样方法例如取血液、内脏器官等方法已然不能运用于野外实验操作中，这时就需要非损伤性取样(Noninvasive sampling)来获得我们所需的实验样本，这种方法可以做到在对动物的“零伤害”的同时获得其毛发、粪便、尿液等不同形式的样本从中提取DNA，从而进行遗传性分析。
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user: 2. 粪便DNA的研究方法 2.1.分子粪便学 其中粪便DNA以其易于收集并含有大量遗传信息的特点逐渐在20世纪90年代初期建立分子粪便学(Molecular scatology)这一学科。其所收集的粪便中包含动物所食用的食物的残渣，以及食物所经过肠道时所附粘的肠道上皮细胞。现如今，随着PCR技术的日益成熟，已能从少量的DNA片段中扩增出目的片段，这样就意味着可以通过对粪便提取DNA来进行遗传分析的方法可靠，例如可以通过线粒体DNA、微卫星以及多位点小卫星标记来对野外动物种群进行遗传性分析。 2.2. 粪便的收集 由于粪便于野外采集，易受到外界环境的影响形成交叉污染，造成DNA降解，对日后的实验造成很大的影响，所以采用合适的粪便保存方法对DNA提取有重大意义。现如今，在国内外较为常用的保存方法有低温处理、干燥保存以及乙醇保存，其目的都是降低核酸内切酶的活性 [ 2 ] 。目前，较常用的保存方法见表1所示。 早在十几年前，就有学者在澳大利亚研究两种食草动物和3种食肉动物的粪便保存中发现干燥保存对于日后的DNA提取有着更好的效果 [ 3 ] ，而Frantzen (1998)和Murphy (2002)则分别认为乙醇与冷冻干燥更合适 [ 4 ] 。由此可见，不同的保存方法对于DNA活性有着显著的变化，这可能是因为对于不同的动物，其食性不同，因此不同的动物的粪便中包含的多种物质不相同，造成了对于不同的动物应当采用合适的粪便保存方法。 2.3. 粪便DNA的提取方法 由于粪便DNA的组成成分是由其生产者的肠道上皮细胞DNA以及其未消化的食物DNA组成，所以其杂合DNA中含有大量的DNA抑制剂，如何除去这些抑制剂关系到DNA的提取是否成功。目前国内外报道所示，DNA的提取方法主要有十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)法、酚/氯仿法、异硫氰酸胍裂解法、试剂盒法。传统的DNA提取方法又有着这样那样的优缺点，Reed等 [ 5 ] 利用异硫氰酸胍裂解法对海洋动物的粪便进行了DNA提取，其结果得到了纯化的DNA。而钟华、赖旭龙等运用酚/氯仿法对大熊猫的粪便DNA进行了提取，也得到了预期的结果 [ 6 ] 。相比于传统的DNA提取方法，试剂盒法具有简便、 Table 1 Perseveration methods used in some research (Li Qinyu， 2010 保存方法 Perseveration method 保存时间 Perseveration time 研究对象 Study object 研究者 Researcher 1. 冷冻法 4个月 大熊猫(Ailuroppda melanleuca) 钟华(2002) 5个月 狒狒(Papio cynocephalus ursinus) Frantzen (1998) 6个月 马来熊(Helarctors malayanus) Wasser (1997) 2. 干燥法 ①冷冻干燥 5个月 狒狒(Papio cynocephalus ursinus) Frantzen (1998) ②硅胶干燥 6个月 马来熊(Helarctors malayanus) Wasser (1997) 2~18个月 黑猩猩(Pan troglodytes verys) Morin PA (2001) ③SiO 2 5个月 黑猩猩(Pan troglodytes verys) Marchant ④微波干燥 5个月 猕猴(Macaca sylvanus) Lathuilliere ⑤烘箱干燥 5个月 棕熊(Ursus arctos) Murphy 3. 乙醇保存 ①水乙醇 6个月 马来熊(Helarctors malayanus) Wasser (1997) 24个月 野生叶猴(Presbytis entellus) Launhard 54个月 短尾猴(Macaca thibetaba) 赵建元(2005) ②70%乙醇 5个月 狒狒(Papio cynocephalus ursinus) Frantzen (1998) 表1. 常用的粪便DNA保存方法(李秦豫，2010) 快速、高效的优点，但此类粪便DNA提取试剂盒多由外国厂商生产，如德国Qiagen生产的试剂盒QIAamp DNAStool Kit，其价格昂贵，大概一个样50元左右，并不适于大量样本DNA的提取。