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【關鍵詞】SOPC;項目化教學;NIOS Ⅱ
Abstract:For improve the quality of teaching about SOPC course,author combined achievements of related scientific research projects and teaching,analyzed the characteristics of the course,and made discussion about design of projectized teaching according the practical situation of our school.
Keywords:SOPC;projectized teaching;NIOS Ⅱ
1.引言
可編程片上系統(tǒng)(SOPC,System on a Programmable Chip)結合了SOC(片上系統(tǒng))和PLD(可編程邏輯器件)、FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)各自的優(yōu)點,是特殊的嵌入式系統(tǒng);它首先是片上系統(tǒng),即由單個芯片完成整個系統(tǒng)的主要邏輯功能;其次,它是可編程系統(tǒng),具有靈活的設計方式,可裁減、可擴充、可升級,并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能[1]。SOPC技術已經成為國際新技術的研究熱點,具有廣闊的應用前景[2],國內對SOPC的研究越來越多,對SOPC的應用也越來越廣泛。SOPC是電子系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。然而精通SOPC的人非常少,很多高校的大學生由于多方面的原因SOPC學的很不扎實,遠遠不能滿足企業(yè)的需要[3]。筆者結合在SOPC方面的教學經驗和科研項目成果,探索了SOPC項目化教學設計,將科研與教學有效結合。
2.設計思路
SOPC技術的實現(xiàn)方式有3種[4],美國ALTERA公司提供了基于FPGA的嵌入IP軟核的SOPC實現(xiàn)方式。美國ALTERA公司的大學計劃為全球范圍內的大專院校提供先進的開發(fā)軟件、可編程邏輯器件、開發(fā)工具以及完整的設計套件,對提高高等學校SOPC方向實驗教學提供了良好的基礎。
ALTERA公司提供的NIOS Ⅱ是一種軟核(Soft-Core)處理器,軟核處理器最大的特點就是可由用戶需要進行設置。NIOS Ⅱ是一個用戶可以自行定制的CPU,用戶可以增加新的外設、新的指令,分配外設的地址等。NIOS Ⅱ的硬件開發(fā)就是由用戶制定適合的CPU外設,Altera公司的SOPC Builder提供了大量的IP Core來加快NIOS Ⅱ外設的開發(fā)速度。
筆者通過在基于NIOS Ⅱ的單點自適應信號控制器設計中的應用可見,SOPC應該是NIOS系統(tǒng)+硬實時部分+邏輯電路的一個組合體,其中NIOS負責數(shù)據(jù)管理,通訊,人機交互等實時性相對較低的任務,硬實時部分則是獨立于NIOS系統(tǒng),充分利用現(xiàn)有IP,用VHDL語言實現(xiàn)的某些實時性可靠性要求較高的關鍵部分,它可以和NIOS系統(tǒng)通過自定義的接口通訊。由FPGA其他資源完成接口以及邏輯處理,更是FPGA的優(yōu)勢。
因此,本文進行基于FPGA的嵌入IP軟核的SOPC開發(fā)的教學設計。
3.設計原則
(1)理論實踐一體化,突出實踐環(huán)節(jié)
SOPC設計與應用是一門理論與實踐緊密結合的課程,它沒有太多的理論知識需要講解,實踐性和應用性很強,內容也不易理解[5]。因此,可進行理論實踐一體化教學,并突出實踐環(huán)節(jié)。
(2)難、易、趣結合
教學項目的設計要緊緊圍繞課程標準,選擇的項目應該是學生比較熟悉的,具有一定難度,又不能太難,并且具有一定趣味性的,才能激發(fā)學生的學習熱情和信心。
4.項目化教學設計
本文設計的“可編程片上系統(tǒng)”課程為2學分,共32學時,本校實訓室配備有EDA/SOPC實驗箱及計算機等實驗實訓條件,前續(xù)課程:CPLD/FPGA應用,根據(jù)我校的實際情況,設計的教學項目見表1。
表1 課程項目
序號 項目名稱 學時 性質
1 可編程片上系統(tǒng)認識 6 演示、驗證
2 可控霓虹燈 4 驗證、設計
3 可倒計時交通信號燈 6 驗證、設計
4 俄羅斯方塊 4 驗證、設計
5 音樂盒 4 驗證
6 視頻播放器 2 驗證
7 自適應控制交通燈 6 驗證、綜合
各項目的學習任務和內容如下:
項目1:可編程片上系統(tǒng)認識
學習任務:反應時間測試,利用實驗箱搭建一個反應時間測試的電路,該電路包含有發(fā)光二極管、按鍵開關、數(shù)碼管等器件,電路運行之初二極管為熄滅狀態(tài),過幾秒后,點亮二極管,測試人看到二極管點亮時,按下按鍵開關,數(shù)碼管顯示出二極管點亮至按鍵按下的時間。
學習目標:了解SOC,F(xiàn)PGA和SOPC的基本概念及其開發(fā)工具Quartus,SOPC Builder和Nios IDE,并學習了解SOPC的軟件和硬件開發(fā)流程。
學習內容和教學方法:
與學生互動演示學習任務:反應時間測試,圍繞該任務講解SOC,F(xiàn)PGA和SOPC的基礎知識,介紹SOPC開發(fā)工具Quartus,SOPC Builder和Nios IDE,并學習了解SOPC的軟件和硬件開發(fā)流程。學生利用已有的電路和程序文件,在教師帶領下搭建學習任務:反應時間測試的電路。
項目2:可控霓虹燈
學習任務1:流水燈,控制8個發(fā)光二極管的點亮效果似水在流動,即每次只點亮一個燈,將8個燈依次點亮,可以從左往右點亮,也可從右往左點亮。
學習任務2:可控霓虹燈,在流水燈的基礎上增加一個控制按鍵,按鍵未按下時,8只發(fā)光二極管顯示為流水燈,按下一次按鍵,8只燈從中間往兩邊點亮,再按下一次按鍵,8只燈從兩邊往中間點亮。
學習目標:鞏固SOPC開發(fā)的基本流程、方法、工具。了解IO端口的使用,能完成簡單的程序編寫。
學習內容和教學方法:
學生在教師帶領下,根據(jù)基本步驟,完成學習任務1:流水燈。學生分組,每組學生獨立完成學習任務2:可控霓虹燈。
項目3:可倒計時交通信號燈
學習任務1:簡單交通信號燈,用發(fā)光二極管模擬交通信號燈,完成一個2相位十字路通信號燈設計,配時方案為定周期。
學習任務2:數(shù)碼管倒計時,用兩只數(shù)碼管實現(xiàn)99至0秒的倒計時。
學習任務3:可倒計時交通信號燈,用發(fā)光二極管模擬交通信號燈,完成一個2相位十字路通信號燈設計,配時方案為定周期,可對每個相位的計時時間進行倒計時顯示。
學習目標:學習定時器的使用,能完成較復雜的程序編寫。
學習內容和教學方法:
學生在教師帶領下,根據(jù)基本步驟,完成學習任務1:簡單交通信號燈和學習任務2:數(shù)碼管倒計時。學生分組,每組學生獨立完成學習任務3:可倒計時交通信號燈。 (下轉第181頁)(上接第178頁)
項目4:俄羅斯方塊
學習任務:利用VGA顯示器和VHDL語言實現(xiàn)經典游戲――俄羅斯方塊。
學習目標:了解VGA顯示的原理,會用VHDL描述VGA控制,能利用提供的參考電路和程序實現(xiàn)俄羅斯方塊。
學習內容和教學方法:
教師講解VGA顯示原理,用VHDL描述VGA控制,本任務的NIOS 2軟硬件設計,演示本任務的實現(xiàn)過程;學生在教師指導下實現(xiàn)俄羅斯方塊,并對結果進行分析。
項目5:音樂盒
學習任務:將存儲在SD卡的音頻文件讀取出來,并經過Avanlon總線送往DAC音頻電路播放音頻文件。
學習目標:了解SD卡接口與控制,DAC電路接口方法。
學習內容和教學方法:教師講解SD卡接口與控制,DAC電路接口方法,本任務的NIOS 2軟硬件設計;學生在教師指導下實現(xiàn)音樂播放。
項目6:視頻播放器
學習任務:實現(xiàn)MPEG-4視頻播放器。
學習目標:了解MPEG-4視頻播放器的實現(xiàn)方法。
學習內容和教學方法:教師講解用Nios Ⅱ用戶自定義指令方式實現(xiàn)IQ、IDCT、MC等計算密集型功能模塊,視覺框架MPEG-4視頻實時解碼。學生在教師指導下實現(xiàn)視頻播放。
項目7:自適應控制交通燈
學習任務:自適應控制交通燈電路設計,利用教師給出的遺傳算法符號模塊,用發(fā)光二極管模擬一個2相位十字路口的交通信號燈,設計自適應控制電路,用兩只數(shù)碼管實現(xiàn)倒計時。并完成相應的控制程序。
學習目標:了解自適應控制的概念、理論;了解自適應控制實現(xiàn)過程。
學習內容和教學方法:教師講解自適應控制的概念、理論,遺傳算法及其硬件化,自適應控制實現(xiàn)方法。學生在教師指導下實現(xiàn)自適應交通燈控制。
5.項目化教學實施
在實施過程中,教師充分考慮各項目的難易程度和學生的基礎,靈活以演示、驗證、設計、綜合的方式來完成這些學習任務。在進行項目化教學過程中,教師應做好引導,以充分發(fā)揮學生的主觀能動性。在實現(xiàn)這些學習任務時,教師要引導學生用哪些技術手段、知識來完成任務,并且如何應用到更多的具體問題中。
6.小結
本文介紹了可編程片上系統(tǒng)項目化教學設計的思路、原則,并設計了由易到難、由基礎到綜合的7個教學項目,將科研和教學進行了有效結合。
參考文獻
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[3]周殿鳳.片上可編程系統(tǒng)項目化教學探討[J].輕工科技,2013,5(174).
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[5]陳林,魏淑桃,石林祥.應用型本科“SOPC設計與應用”課程教學改革探索[J].計算機教育,2012(19).
【關鍵詞】教學方式 新課程 高中化學 途徑
前言
作為高中教學的重要組成部分,轉變高中化學教學方式是新n程改革對教師的要求,是知識經濟時代對新型人才的要求。
一、新課程下高中化學教學方式
1.實踐教學模式
教師在進行化學教學時注重實踐教學即通過實驗來增強學生的實踐操作能力。在具體教學過程中教師要引導學生自行設計實驗,并通過實踐自行總結,從而得到提升①。在這一教學模式下學生不受已有實驗步驟的限制,全完可以按照自己的判定或者通過小組討論對實驗步驟自行設計。
例如“獲取潔凈的水”的學習過程中,學生可以在教師的指導下自行設計實驗方案并按步驟操作,通過實踐發(fā)現(xiàn)真理。在設計實驗的過程中有的學生提出用一定的物質聚集水中的顆粒物,經過過濾獲得純凈水,把一定量的木炭加入水中,使其吸附水中的顆粒物。實踐證明,這種物理方法不恰當,所以改進了實驗方案并進行了多次實驗,最后發(fā)現(xiàn)把明礬加入水中則顆粒物會迅速聚集,過濾后就可以獲得純凈的水。一系列實驗之后經過教師和學生的共同總結發(fā)現(xiàn),明礬、亞鐵鹽等能夠吸附水中顆粒物,只要簡單過濾就得到純凈的水。學生通過實踐操作在獲得真理的同時,認知能力、實踐操作能力都得到極大增強。
2.探究性學習
打破傳統(tǒng)課堂教學模式,使學生由被動接受知識變?yōu)橹鲃訕嫿ㄖR已經被新課程改革明確提出。值得注意的是學生在探究知識的時候,教師必須把課堂交給學生,從而提高教學質量,增強學生的學習能力。
例如“氧化還原反應”的學習過程中,教師可以利用教材上的理論知識進行適度點撥,讓學生回憶日常生活中的氧化還原反應,知道金屬生銹是一種簡單的氧化還原反應。對此,教師可以指導學生根據(jù)教材、生活常識進行實驗操作從而證實結論。學生把一枚鐵釘放入有充足空氣和水的容器中,觀察到鐵釘表面有鐵銹生成,從而得出金屬生銹是氧化還原反應,同時水、氧氣都會對氧化還原反應造成影響。學生在自主探究中加深了對知識的認識,這種構建知識理論的學習方式使高中化學教學效果有效增強。
二、新課程下高中化學教學方式的轉變途徑
1.使用現(xiàn)代多媒體技術
有效運用多媒體可以使新課程改革的要求得到有效實施。例如在多媒體技術的支撐下,那些在一般條件下無法觀察到的實驗現(xiàn)象在虛擬實驗室條件下就可以生動立體的呈現(xiàn)出來,學生可以在虛擬實驗室中操作實驗。
例如“分子的性質”的學習過程中,學生在虛擬實驗室可以有效觀察分子化學反應的過程,從而增強自身地分子性質、結構的深層次了解。
2.融入創(chuàng)新意識
隨著市場的發(fā)展變化,創(chuàng)新型人才得到了越來越多的現(xiàn)代企業(yè)的需求,創(chuàng)新能力也逐漸成為對現(xiàn)代人才進行評定的有效標準②。所以教師在教學過程中必須將創(chuàng)新意識進行有效融入,使教學方法、教學理念、教學模式中都彰顯出創(chuàng)新意識,從而學生的創(chuàng)新能力得到逐步增強。
例如“AI(OH)3的兩性知識”的學習過程中,在對AI(OH)3與HCI以及AI(OH)3與NaOH的反應進行實驗之后,提出AI(OH)3與HCI以及NaOH都能發(fā)生反應產生鹽和水的原因?AI(OH)3是酸還是堿?教師要讓學生通過小組討論以及自己閱讀教材的方式解決問題。學生在這一過程中學習化學的積極性會被調動起來,從而會努力探索思考解決問題,這樣學生的創(chuàng)新思維能力會得到極大提升。又如在原電池的實驗中,教師要引導學生思考:廚房里的蔬菜水果可不可以制作原電池?可以制作原電池的蔬菜水果中,電流或電壓大的是哪一種?這些水果制作的電池可不可以驅動電動車?學生會對這些問題充滿好奇從而增強自身對化學學習的興趣,并使自身的個性得到發(fā)展,創(chuàng)新思維得到培養(yǎng)。在化學教學過程中,教師可以在實驗的設計、操作等過程中融入創(chuàng)新意識,從而增強學生的創(chuàng)新意識和能力。
除此之外,教師要針對化學模塊的特點采用多樣化的教學方式,從而增強化學學習的趣味性,使學生積極參與進來③。例如,對于物質結構與性質、化學反應公式這類具有較強理論性的內容,通過化學實驗、創(chuàng)建化學模式可以使相對抽象的概念具體化;而對于那些與生活、生產相關的化學內容,則可以讓學生通過參觀化工廠、走訪調查等進行深入學習從而認識到化學與生活生產的關系。
結語
在新課程背景下教師要有效落實新課程理念,注重與學生的交流互動,注重學生思維的拓展,只有這樣才調動學生學習化學的興趣,增強化學教學的效果。
【注釋】
① 徐新紅. 化學教學方式及轉變途徑研究[J]. 高中數(shù)理化,2015(8):50-50.
② 佘海紅. 淺談新課程背景下的高中化學教學方式及其轉變途徑[J]. 數(shù)理化學習:教育理論,2015(7):49-49.
[中圖分類號] R47 [文獻標識碼] A [文章編號] 1672-4062(2017)08(b)-0005-02
Blood Pressure Changes Features and Nursing of Patients with Diabetic Nephropathy in the Hemodialysis Course
XI Qing-xia, ZHENG Li-yan
Hemodialysis Room, Rizhao Central Hospital, Rizhao, Shandong Province, 276800 China
[Abstract] ObjectiveTo analyze the blood pressure changes features and nursing of patients with diabetic nephropathy in the hemodialysis course and study the corresponding nursing measures. Methods 86 cases of patients with diabetic nephropathy admitted and treated in our hospital from January 2016 to January 2017 were selected and randomly divided into two groups, both groups adopted the hemodialysis, and the control group adopted the routine nursing, while the observation group adopted the targeted nursing, and the blood pressure levels and occurrence of hypotension before hemodialysis, at 1 h and 2 h after hemodialysis. Results The incidence rate of hypotension in the observation group was obviously lower than that in the control group, (4.65% vs 18.60%), and the difference was statistically significant(P
[Key words] Diabetic nephropathy; Hemodialysis; Blood pressure
糖尿病腎病患者在行血液透析過程中存在一些特定變化特征,其中最常見的為低血壓。據(jù)相關研究報道,糖尿病腎病患者在行血液透析的過程中低血壓的發(fā)生率達20%~50%,很大程度上影響了血液透析的順利進行[1]。該案選取了該院2016年1月―2017年1月所收治的86例糖尿病腎病患者為研究對象,探討糖尿病腎病患者血液透析過程中血壓變化的特點,并提出了相應護理措施,現(xiàn)報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
選取86例該院所收治的糖尿病腎病患者為研究對象,所有患者均經確診,知曉該案研究內容并簽署知情同意書。排除意識障礙、凝血功能異常、精神疾病及相關病史等患者。依隨機數(shù)字表法將患者分為對照組和觀察組,每組43例。對照組男29例,女14例;年齡43~82歲,平均(61.6±9.5)歲。觀察組男28例,女15例;年齡42~83歲,平均(62.1±10.3)歲。兩組患者一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),具可比性。
1.2 方法
1.2.1 血壓測量方法 于血液透析前測量患者血壓,并依患者體質量、脫水情況等,及時調整透析速度,盡量使患者透析1~3 h后的脫水量保持一致。透析過程當中分別于透析1、2、3 h各測量1次患者血壓,并計算其平均值。
1.2.2 護理方法 于血液透析過程中給予對照組患者以常規(guī)護理,觀察組以針對性護理措施,方法如下:①心理護理:主動、積極與患者溝通,告知患者及其家屬病情相關知識,鼓勵患者多與他人交流,以幫助患者樹立治療信心;認真回答患者問題,以消除患者疑慮。②飲食護理:給予綜合性營養(yǎng)護理,囑患者多進食蛋白含量較高的食物,及時補充水溶性維生素,以加強機體營養(yǎng),同時保證微量元素的攝入。③病情觀察:加強監(jiān)測患者生命體征變化、面部表情,傾聽患者主訴,重點觀察患者血壓變化情況。④低血壓:囑患者立即平臥,給予吸氧,停止超濾、降低血流速度、給氧并及時匯報給醫(yī)生,必要時可給予患者20 mL50%GS溶液和0.9%NS溶液;調整透析液溫度,使其保持在35~36℃,以使患者機體血液正常回流,適當加入兒茶酚胺分泌量,以提高患者血壓;每1 h為患者測量1次血壓,若患者血壓明顯下降,則應30 min測量1次。⑤高血壓:嚴格限制水、鉀、鈉的攝入;給予患者心理撫慰,緩解患者緊張情緒;遵醫(yī)囑給予患者藥物,并行低鈉透析;給予超濾及充分透析,并及時調整體質量;定期監(jiān)測患者血壓,了解其血壓變化情況并給予控制。⑥低血糖:及時補充糖分,讓患者吃糖果或含糖量較高的食物;給予患者用藥及飲食指導,并依患者實際情況調整胰島素及降糖藥的用量;若在透析過程當中發(fā)生低血糖,可適當給予患者40~80 mL的50%葡萄糖。⑦并發(fā)癥:進行透析時,患者可能會發(fā)生心絞痛、心律失常等并發(fā)癥,對此護理人員應及時調整超過濾量;對患者行健康宣教,使其在進行透析時盡量保持體質量變化不超2 kg。
1.3 觀察指標
觀察并比較兩組患者透析前、透析1 h、透析2 h和透析3 h的血壓水平及低血壓的發(fā)生情況。透析過程當中,若患者收縮壓下降超4 kPa或低于12 kPa則判定為低血壓。
1.4 統(tǒng)計方法
利用SPSS 17.0統(tǒng)計學軟件對所得數(shù)據(jù)進行分析,以均數(shù)±標準差(x±s)表示計量資料,以[n(%)]表示計數(shù)資料,并利用t檢驗和χ2檢驗,P
2 結果
2.1 兩組患者血液透析過程中的血壓變化情況
兩組患者透析前血壓水平比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),觀察組患者透析1、2 h和3 h的血壓變化幅度明顯小于對照組,組間比較差異有統(tǒng)計學意義(P
2.2 兩組患者低血壓的發(fā)生情況
觀察組患者2例發(fā)生低血壓,低血壓的發(fā)生率為4.65%;對照組患者8例發(fā)生低血壓,低血壓的發(fā)生率為18.60%,觀察組明顯低于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(χ2=4.074,P
3 討論
伴隨醫(yī)療水平的不斷提升,現(xiàn)糖尿病腎病患者在行血液透析的過程中已很少發(fā)生心衰或高血壓情況,現(xiàn)低血壓的發(fā)生仍未得到抑制。分析其原因:①患者存在心臟病理性變化或貧血情況,致外周血管呈舒張狀態(tài)而引起低血壓;②患者存在自主神經病理性改變,使得神經內、外膜和腎小球營養(yǎng)血管發(fā)生硬化,致血容量下降,靜脈及小動脈收縮困難也會引起低血壓;③透析時患者進食也會引起低血壓[2]。為此,分析糖尿病腎病患者血液透析過程當中血液變化特點有非常重要的意義,相應護理措施的實施對于患者的早日康復也具重要作用。
關鍵詞:子癇前期;滋養(yǎng)細胞浸潤程度;螺旋動脈
子癇前期是指孕婦在懷孕20周以后出現(xiàn)高血壓、蛋白尿等癥狀,稱之為子癇前期[1]。由于子癇前期孕婦的胎盤組織結構發(fā)生改變,會嚴重影響胎兒的健康,是導致圍生兒死亡的主要原因[2]。本次研究通過對邢臺市第三醫(yī)院60例剖宮分娩產婦進行對比分析,從而研究子癇前期胎盤床滋養(yǎng)細胞浸潤程度及其螺旋動脈和微血管的變化,現(xiàn)報道結果如下。
1 資料與方法
1.1一般資料 選取邢臺市第三醫(yī)院婦產科2013年1月~2014年1月收治的60例剖宮產分娩產婦產婦作為研究對象,經院倫理委員會批準及產婦知情同意下由臨床醫(yī)師根據(jù)妊娠情況分為觀察組和對照組,其中觀察組30例,為正常妊娠組,平均年齡(27.12±3.01)歲,平均孕周為(37.98±1.26)w;對照30例,為子癇前期,平均年齡(28.98±1.06)歲,平均孕周為(38.02±0.98)w。所有入選的產婦排除內科合并癥及產科并發(fā)癥產婦。兩組產婦性別、年齡、孕周期,一般基線資料差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),具有可比性。
1.2方法 對兩組患者進行樣本采集和處理,取剖宮產手術患者的胎盤床活檢標本進行臨床檢測和分析。注意應取胎盤附著的中央位置進行樣本采集,要對組織塊進行10%中性甲醛固定,室溫梯度酒精脫水,石蠟包埋處理,以保證樣本的使用。
1.3觀察指標 在顯微鏡下進行觀察兩組化產婦胎盤著床的深度、胎盤床滋養(yǎng)細胞浸潤程度及其螺旋動脈和微血管的變化。其中螺旋動脈的生理變化參照《婦產科病理》進行判斷及觀察。
1.4統(tǒng)計學處理 本次研究當中的所有數(shù)據(jù)均采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行處理,計量資料采用均數(shù)±標準差(x±s)表示,計數(shù)資料采用率(%)表示,P
2 結果
2.1滋養(yǎng)細胞浸潤與子宮淺肌層深度比較 滋養(yǎng)細胞浸潤密度在≤1/2底蛻膜中對照組與觀察組均為30例,比例100.00%,兩組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);滋養(yǎng)細胞浸潤密度在≥1/2底蛻膜中對照組30例,比例100.00%,觀察組為15例,比例50.00%,兩組比較P為0.0015,比較差異具有統(tǒng)計學意義(P
2.2滋養(yǎng)細胞浸潤與子宮淺肌層密度比較 滋養(yǎng)細胞浸潤密度在≤1/2底蛻膜中對照組為(21.5±5.6)個/Hp,觀察組為(20.9±6.1)個/Hp,兩組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);自滋養(yǎng)細胞浸潤密度≥1/2處開始到3LPF處對照組的密度分別為(20.5±5.8)、(19.6±4.2)個/Hp、(16.5±3.2)個/Hp、(10.4±2.8)個/Hp、(6.5±1.2)個/Hp,觀察組分別為(12.6±3.1)、(8.8±3.2)個/Hp、(2.1±0.9)個/Hp、(0.8±0.2)個/Hp、(0.2±0.1)個/Hp,兩組產婦比較P值分別為0.0098、0.004561、0.0011、0.0009、0.0001,兩組產婦自滋養(yǎng)細胞浸潤密度≥1/2處開始到3LPF處子宮淺肌層密度比較差異具有統(tǒng)計學意義(P
2.3兩組產婦膜螺旋動脈變化比較 兩組患者螺旋動脈條數(shù)均為180條,其中對照組患者胎盤床底蛻螺旋動脈無生理變化48條,有生理變化110條,有病理變化22條,觀察組無生理變化56條,有生理變化104條,有病理變化20條,兩組患者胎盤床底蛻螺旋動脈無生理變化和有生理變化者比較差異具有統(tǒng)計學意義(P0.05);其中對照組患者胎盤子宮淺肌層無生理變化30條,有生理變130條,有病理變化20條,觀察組無生理變化60條,有生理變化70條,有病理變化50條,兩組患者胎盤床子宮淺肌層螺旋動脈比較差異具有統(tǒng)計學意義(P
2.4兩組產婦胎盤床微血管比較 對照組產婦底蛻膜微血管為(62.7±12.9)個/×200,子宮淺肌層微血管為(55.4±10.6)個/×200;觀察組產婦底蛻膜微血管為(23.1±6.6)個/×200,子宮淺肌層微血管為(18.2±4.1)個/×200;兩組患者底蛻膜微血管比較t值為13.9587,P值為0.0001,子宮淺肌層微血管比較t值為12.0214,P值為0.0001。兩組患者胎盤床微血管比較異具有統(tǒng)計學意義(P
3 討論
產婦正常妊娠過程中滋養(yǎng)層細胞自蛻膜不斷向胎盤組織進行浸潤,最終達到子宮淺肌層5.5mm內,且在胎盤的形成過程中滋養(yǎng)層細胞浸潤螺旋動脈會導致孕婦產生妊娠反應[3]。本次研究中對正常妊娠及子癇前期妊娠進行滋養(yǎng)細胞浸潤分析,發(fā)現(xiàn)滋養(yǎng)細胞浸潤密度在≤1/2底蛻膜中兩組產婦的細胞浸潤程度無差別,在≥1/2底蛻膜中對照組浸潤程度明顯高于觀察組,結果顯示子癇前期胎盤床滋養(yǎng)細胞浸潤程度較弱若。由于滋養(yǎng)細胞浸潤程度的改變導致產婦的螺旋動脈及微血管發(fā)生變化,研究結果顯示:對照組產婦底蛻膜和子宮淺肌層的微血管的個數(shù)明顯高于觀察組;對照組患者胎盤床底蛻螺旋動脈無生理變化48條,有生理變化110條,有病理變化22條,觀察組無生理變化56條,有生理變化104條,有病理變化20條;對照組患者胎盤子宮淺肌層無生理變化30條,有生理變130條,有病理變化20條,觀察組無生理變化60條,有生理變化70條,有病理變化50條。子癇前期產婦螺旋動脈有生理變化的數(shù)量增多,且在子宮淺肌層表現(xiàn)較為明顯。由于滋養(yǎng)細胞浸潤程度減弱觀察組患者的微血管變化數(shù)量明顯降低。
綜上所述,子癇前期胎盤床滋養(yǎng)細胞浸潤程度弱,胎盤床螺旋動脈變化主要發(fā)生在子宮淺肌層中,其中胎盤床微血管會產生受阻現(xiàn)象,應加強注意。
參考文獻:
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[關鍵詞] 白介素-17;膝骨關節(jié)炎;滑液;膝痛
[中圖分類號] R684.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210(2016)11(c)-0084-04
Research of the correlation between interleukin-17 levels in serum and synovial fluid and the degree of joint degeneration and gonalgia of patients with knee osteoarthritis
ZHANG Haisen1 BAI Yuming1 LIU Chang1 JIN Shengli1 SU Ke1 LIU Ying2 LU Zhichang3
1.The Second Department of Orthopaedics Surgery, Central Hospital of Cangzhou, Hebei Province, Cangzhou 061001, China; 2.Operating Room, People's Hospital of Cangzhou, Hebei Province, Cangzhou 061001, China; 3.Department of Orthopaedics, People's Hospital of Xian County of Cangzhou City, Hebei Province, Xianxian 062250, China
[Abstract] Objective To investigate the relationship between interleukin-17(IL-17) levels in serum and synovial fluid and the degree of joint degeneration and gonalgia of patients with knee osteoarthritis (KOA). Methods From January 2013 to January 2016, in the Central Hospital of Cangzhou, 120 patients with KOA and 30 healthy individuals were selected and divided into experimental group and control group. The X-ray image severity of knee joint of patients with KOA was evaluated by the Kellgren-Lawrence (KL) grades. The degree of gonalgia of patients with KOA was evaluated by visual analog scale (VAS) pain score. The IL-17 levels in serum of two groups and the IL-17 levels in synovial fluid of experimental group were determined by enzyme-linked immunosorbent assay. The correlation between IL-17 levels in serum and synovial fluid and the degree of joint degeneration and gonalgia of patients with KOA was analyzed. Results The serum IL-17 levels of experimental group were higher than that of control group (t=11.611, P=0.000). In experimental group, the IL-17 levels in synovial fluid were significant higher than that in serum (t=6.445, P=0.000). There were no statistically significant differences for IL-17 levels in synovial fluid and serum and VAS pain scoies among different KL grades (P > 0.05). There was no correlation of VAS pain score and the KL grades (P > 0.05). There was no correlation of IL-17 levels in serum and synovial fluid with the KL grades(P > 0.05). Serum and synovial fluid IL-17 levels were positively correlated with VAS pain score (r plasma?VAS=0.230, P=0.011;r synovial fluid?VAS=0.229, P=0.012). Serum fluid IL-17 levels showed a positive correlation with synovial fluid IL-17 levels (r=0.930, P=0.000). Conclusion IL-17 is a useful biochemical marker to reflect the degree of gonalgia of the patients with KOA. However, IL-17 can not reflect degenerative severity of KOA in imageology.
[Key words] Interleukin-17; Knee osteoarthritis; Synovial fluid; Gonalgia
骨性關節(jié)炎(osteoarthritis,OA)在臨床上以膝骨關節(jié)炎(knee osteoarthritis,KOA)最為常見[1],膝關節(jié)疼痛是患者就診的最常見原因[2-3]。對于KOA嚴重程度和疾病進展情況的定量評價,生物學標志物檢測比傳統(tǒng)膝關節(jié)X線片更具有優(yōu)勢[4]。以往多項研究顯示,KOA患者血液或滑液中多種細胞因子的水平變化與KOA的疾病進展具有相關性,譬如,多種基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)、白介素-1(IL-1)、IL-6及IL-18等[5-11]。
目前有實驗研究顯示IL-17與KOA之間聯(lián)系密切:IL-17可刺激滑膜成纖維細胞及軟骨細胞過度表達MMP-1、MMP-3、MMP-13等促軟骨降解物質,增強聚蛋白多糖酶和膠原酶活性,抑制軟骨細胞中蛋白多糖合成等[12]。盡管以往有研究間接表明,IL-17在KOA疾病的發(fā)生、發(fā)展中可能發(fā)揮重要作用[13],但目前尚鮮有研究報道KOA患者體內IL-17水平變化與其臨床狀況之間的關系。本研究通過檢測KOA患者血清和滑液中IL-17的水平變化,評估患者的膝關節(jié)影像學嚴重程度及膝痛情況,進而分析IL-17變化水平與KOA影像學分期及關節(jié)疼痛程度之間的相關性。
1 資料與方法
1.1 一般資料
本研究獲得滄州市中心醫(yī)院(以下簡稱“我院”)倫理委員會批準。所有研究對象均為漢族國人,納入研究之前均簽署知情同意書。選取2013年1月~2016年1月在我院就診的KOA患者及健康志愿者作為研究對象。實驗組為KOA患者120例,平均年齡為(63.9±9.8)歲,其中女84例,男36例。通過伸直負重位膝關節(jié)X線片進行Kellgren-Lawrence分級(KL分級)[14]。實驗組KOA患者的KL分級至少為2級。
實驗組參考1987年美國風濕病協(xié)會OA診斷標準[15]。排除標準:①合并其他慢性炎癥性疾??;②糖尿?。虎厶瞧べ|激素治療史;④其他類型關節(jié)炎;⑤腫瘤;⑥OA家族史。
對照組為健康志愿者30例,平均年齡為(65.6±7.9)歲,其中女21例,男9例,膝關節(jié)X線片評價均為KL 0級。排除存在關節(jié)痛、關節(jié)功能受限、糖尿病、糖皮質激素類用藥史、其他類型關節(jié)炎罹患史及癌癥者。
1.2 疼痛評估方法
采用視覺模擬(visual analogue scale,VAS)疼痛評分[16]評價實驗組患者的膝關節(jié)疼痛程度。無痛為“0”分,最劇烈疼痛為“10”。對照組VAS疼痛評分均為0分。
1.3 IL-17檢測方法
抽取全部研究對象肘部靜脈血液5 mL,離心20 min后取上清液置于-80℃儲藏柜中備用直至檢測。抽取實驗組患者膝關節(jié)滑液2 mL,離心沉淀后去除細胞及組織碎片,置于-80℃儲藏柜中備用直至檢測。出于倫理原因,未提取對照組膝關節(jié)滑液標本。
所有標本采集完成后,通過酶聯(lián)免疫法(ELISA),采用人IL-17 ELISA檢測試劑盒(澳大利亞Bender公司生產),嚴格按照說明書定量檢測患者的血清和滑液IL-17水平。
1.4 統(tǒng)計學方法
采用SPSS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。計數(shù)資料用率表示,組間比較采用χ2檢驗;計量資料數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差(x±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩組間比較采用t檢驗;相關性檢驗采用Pearson相關分析;以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2 結果
2.1 兩組一般情況及IL-17水平比較
實驗組與對照組性別、年齡、體重指數(shù)(BMI)比較,差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05)。實驗組與對照組的血清IL-17水平組間差異有統(tǒng)計學意義(t =11.611,P =0.000),實驗組顯著高于對照組。實驗組滑液IL-17水平[(7.8±1.9)pg/mL]顯著高于其血清水平[(6.3±1.7)pg/mL](t=6.445,P=0.000)。
2.2 KL亞組一般情況及IL-17水平比較
實驗組中,不同KL分級亞組之間的血清和滑液IL-17水平比較,差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05);不同KL分級亞組之間的VAS疼痛評分比較,差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05)。
2.3 相關性分析
實驗組患者KL分級與血清和滑液IL-17水平之間無相關性(rKL?血清=-0.110,P=0.231;rkL?滑液=0.049,P=0.593)。KL分級與VAS疼痛評分之間無相關性(r=-0.013,P=0.891)。血清及滑液IL-17水平與VAS疼痛評分均呈顯著正相關關系(r血清?VAS=0.230,P=0.011;r滑液?VAS=0.229,P=0.012),疼痛評分越高,血清及滑液的IL-17水平越高。見圖1、2。血清與滑液IL-17水平呈顯著正相關關系(r=0.930,P=0.000)。
3 討論
目前KOA的生物學病因尚未明確。多項研究結果顯示,KOA是一種發(fā)生于關節(jié)滑膜及關節(jié)軟骨的復雜炎性疾病,炎性細胞因子通過破壞骨細胞的合成與分解代謝平衡,繼而在KOA的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮重要作用[11,17]。
IL-17家族成員可介導多種炎性疾病的發(fā)生、發(fā)展。以往研究表明,抑制IL-17及其受體的生物學效應可減輕大鼠類風濕性關節(jié)炎模型的滑膜炎性反應,保護小鼠關節(jié)炎模型的膠原損害,調節(jié)IL-17基因表達水平可導致上述生物學效應發(fā)生聯(lián)級增強[18-21]。Ji等[22]研究表明,在類風濕性關節(jié)炎中,IL-17通過刺細胞產生較高水平的TNF-α、IL-1b及IL-6等炎性細胞因子,特異性可溶抑制劑通過阻斷IL-17的生物學效應可降低滑膜及骨組織中的IL-6及膠原退變相關標志物水平。
對于IL-17在KOA進展中的意義,當前的研究探討相對較少?,F(xiàn)有研究認為,在KOA中,IL-17可上調軟骨細胞及滑膜成纖維細胞MMPs及一氧化氮合酶的表達,繼而潛在增加軟骨基質的降解,誘導關節(jié)軟骨破壞;另外KOA中滑膜細胞過度表達多種促血管生成因子也與L-17有P[23-24]。本研究發(fā)現(xiàn),KOA患者的血清IL-17水平顯著高于健康對照人群;KOA患者關節(jié)滑液中IL-17水平顯著高于其血清水平;無論血清還是滑液中的IL-17水平變化,均與患者的KOA影像學嚴重程度無統(tǒng)計學相關性,但與患者的膝關節(jié)疼痛程度有顯著正相關關系?;谠撗芯拷Y果提示,IL-17作為一種生物學標志物可反映患者的關節(jié)疼痛水平,但不能反映KOA疾病的嚴重程度,因此應用抑制IL-17藥物對于控制KOA疾病的發(fā)展是否具有生物學效力尚需進一步研究證實。
本研究的局限性:首先,本研究是一項單中心實驗研究,樣本含量相對較少,該研究結果的可靠性可能需進一步實施多中心、大樣本實驗加以證實;其次,本研究未對KOA患者膝關節(jié)退變組織中的IL-17蛋白表達情況進行免疫組織化學檢測,因此未獲得IL-17對KOA致病作用的相關組織學信息;再次,考慮到KOA患者的功能損害評價受多種因素的影響,未對不同KL分級KOA患者的功能狀況進行評價,KOA患者機體中IL-17水平變化與患者的功能損害之間是否存在相關性,尚需進一步設計更合理的研究證實。
綜上所述,本研究結果表明,IL-17可作為一種生物學標志物反映KOA患者的疼痛程度,但不能反映疾病的影像學嚴重程度。
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