PBL模式结合3D Slicer软件在神经病学临床教学中的应用

目的探讨以问题为基础的教学法(PBL)结合3D Slicer软件应用与单纯采用PBL教学模式教学效果的比较。方法将在郑州大学第二附属医院神经康复科实习的32名康复治疗学专业实习生随机分组,教学中应用PBL模式结合3D Slicer软件的16名实习生为观察组,单纯应用PBL模式的16名实习生为对照组,按教学大纲完成对两组实习生的授课,以出科理论、技能考试、满意度问卷结果为评判方法。结果观察组出科理论考试成绩优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组临床技能考试成绩优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组在教学形式、学习氛围、学习效率、神经系统解剖的掌握、神经系统疾病诊疗临床思维能力的养成5个方面满意程度的总分与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在神经康复科实习生临床教学过程中,采用PBL教学模式结合3D Slicer软件较单纯采用PBL教学模式,可显著提高实习生的神经病学理论、临床技能水平与教学满意度。

3D打印模型联合CBL、PBL教学模式在心脏外科住院医师规范化培训教学中的应用

目的:探讨3D打印模型与案例教学法(CBL)、以问题为导向的教学法(PBL)的联合教学模式在心脏外科临床规培学员教学中的应用效果。方法:选择进行住院医师规范化培训的45名医师为研究对象,根据入科时间分为对照组(n=21)和观察组(n=24),对照组采用传统教学模式(LBL),观察组采用3D打印模型联合CBL、PBL的教学模式。比较2组学员在心脏外科规范化培训结束时出科的理论笔试、技能操作、临床病例分析成绩以及学员教学效果满意度。结果:2组学员年龄、入科考试成绩比较差异均无统计学意义(P>0.05);观察组理论考试成绩(90.75±3.97)分和病例分析考核成绩(93.12±4.13)分高于对照组的(86.33±5.55)分和(86.95±4.14)分;观察组学习兴趣及效率、知识点的理解及掌握、团队协作精神得分明显优于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:在心脏外科的住院医师规范化培训教学中应用3D打印模型联合CBL、PBL的培训教学模式,可以显著提高学员的理论水平及病例分析能力,提升临床教学效果满意度。

PBL教学法结合3D打印技术在小儿心脏外科临床教学中的应用

目的 探讨以问题为基础的教学法(problem-based learning,PBL)结合3D打印技术在小儿心脏外科临床教学中的应用效果。方法 选择2020年1月—2022年1月在解放军总医院第七医学中心小儿心脏外科参加住院医师规范化培训的30名住院医师作为研究对象,随机分为常规教学组和PBL组,每组15名。培训结束后,对两组进行临床考核及教学满意度调查,比较两种教学方法的效果。结果 PBL组专业基础知识和临床操作技能成绩均高于常规教学组,差异有统计学意义(P<0.05);PBL组学习兴趣、学习互动、掌握知识及解决问题等满意度评分均高于常规教学组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 PBL教学法结合3D打印技术可提高小儿心脏外科临床教学成绩及教学满意度。

三维打印模具辅助以问题为基础教学法对住院医师批判性思维能力的影响

目的:探讨三维打印模具辅助以问题为基础教学法(PBL-3DM)对住院医师批判性思维(CT)能力的影响。方法:选取我院专科住院医师37人进行PBL-3DM教学并调研教学前后CT变化。结果:教学前对象CTDI-CV值为(228.38±5.30)分,83.8%对象CT未达正性,24.3%没有CT,7个维度能力均欠佳。教学2周4周和12周后的CTDI-CV逐升为(245.40±5.32)分、(278.29±6.28)分和(326.46±3.37)分,负性CT比例降到27.0%无CT比例为0%;12周时除分析能力和认知成熟度,各维度评分均显著提高(P<0.05)。研究生医师负性比例最高(35.1%),规培医师比例最低(21.6%),培训后改善最明显的是研究生医师,进修医师改善度最低。结论:PBL-3DM教学法有助于提升不同背景住院医师的批判性思维能力。

关于3D打印技术引发问题的探究

3D打印技术是一项先进的、前沿科学技术,在社会公众中引起了较大关注.任何科学技术都是一把双刃剑,3D打印技术也不例外,探究3D打印技术所引发的问题,寻求解决问题的措施,具有重要意义.

3D打印结合PBL在骨科住院医师规范化培训中的应用

住院医师规范化培训是医学生毕业后教育的重要部分。骨科学疾病种类繁多,各亚专业均与解剖学、生物力学等关系极为密切,且对空间思维能力要求较高,传统的教学方法难以收到良好的教学效果。3D打印结合PBL在骨科住院医师规范化培训中有着广泛的应用前景,不仅弥补了PBL教学的一些不足,而且可有效提高住院医师专业学习的积极性,激发其探索能力,缩短了学习曲线,为培养出更多高素质的骨科住院医师奠定了坚实的基础。

3D打印技术联合PBL教学模式在肿瘤外科住院医师规范化培训临床教学中的应用价值

目的:探讨肿瘤外科临床教学中3D打印技术联合基于问题的学习(PBL)教学模式的应用价值。方法:选取2016-2017年间于医院肿瘤外科进行住院医师规范化培训的64名学生,以数表法随机将其分为观察组及对照组,每组32名。对照组采用传统PBL教学模式进行教导,观察组采用PBL教学模式联合3D打印技术的教学模式进行教导,对比观察两组学生理论考核成绩、对教学满意度及临床实践成绩等指标。结果:经3个月不同模式教学后,观察组理论成绩中执业真题成绩、出科理论和前沿知识明显高于对照组,其差异有统计学意义(t=4.273,t=4.172,t=3.259;P<0.05);观察组实践成绩中问诊、查体和鉴别诊断成绩均高于对照组,其差异有统计学意义(t=3.104,t=2.283,t=2.938;P<0.05);观察组学生对教学满意度明显高于对照组,其差异有统计学意义(x^2=5.237,P<0.05)。结论:在肿瘤外科的临床教学中,使用3D打印技术联合PBL教学模式可有效提高医学生的学习效率和学习兴趣,值得在医院临床教学中推广使用。

基于李群代数表达帧间位姿变化矩阵的3D视觉跟踪研究

基于RAPiD边缘跟踪方法的思想,采用以帧间位姿变化更新目标物绝对位姿值的办法,引入李群代数表达帧间位姿变化矩阵;然后将帧间位姿变化矩阵参数的求解问题转换为线性最小二乘的最优求解问题.在李群代数的表达方式下,最小二乘的最优问题可较容易获得线性化表达,方便了求解.实验显示了该算法的3D跟踪效果与目标物位姿值的估计结果.

基于3D-ILC含内裂纹孔口脆性固体断裂特性试验

孔口问题为力学领域中经典问题之一,也是岩土如隧洞、巷道等工程领域重要的问题之一。随断裂力学的发展,对含裂纹孔口问题的研究也不断深入。但是,以往研究多集中在二维问题或者含表面裂纹的孔口问题,含纯内裂纹的孔口问题研究报道较少。基于3D-ILC技术(对表面无任何影响的情况下,凭空生成任意参数的深埋内裂纹),在含有孔口的脆性材料中生成内裂纹,开展单轴压缩试验,与无裂纹完整孔口试样试验结果及已有文献进行对比,并开展理论与数值模拟研究。结果表明:(1)3D-ILC与传统方法相比,裂纹特征更为真实,为解决断裂力学中的三维内裂纹问题奠定了基础;(2)完整孔口试样裂纹形态主要有主裂纹与八字形裂纹;(3)含内裂纹试样裂纹形态以内裂纹扩展为主,主要有翼裂纹、次生裂纹、反翼裂纹、反向次生裂纹、竖向扭曲裂纹与主裂纹6种;(4)含裂纹孔口试样最终的破坏荷载比无裂纹孔口试样平均低76.49%,起裂应力较无裂纹孔口试样平均低96.72%;(5)通过数值模拟对完整孔口试样、含主裂纹孔口试样、含内裂纹孔口试样的裂纹扩展进行定性分析,与试验结论一致。该研究结果为含三维内裂纹的孔口脆性材料的断裂理论研究提供了物理试验基础。

3D打印技术结合PBL教学在甲状腺外科临床教学中的应用

目的:探讨3D打印技术结合PBL教学在甲状腺外科临床教学中的应用。方法:甲状腺局部解剖3D打印模型应用于临床实习PBL教学中,对所学知识进行考核,并对教学满意度进行调查。结果:实验组理论成绩及临床操作能力考核成绩均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。实验组的教学整体满意度评价明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:3D打印技术结合PBL教学提高了甲状腺外科临床教学成绩及学生的满意度。

基于角点特征的3D视觉精确跟踪研究

针对传统基于边缘的3D视觉跟踪存在准确性不足的问题,提出一种基于角点特征的3D跟踪,提高准确性。首先,给出了基于目标物CAD模型实现3D视觉跟踪的基本方法;其次,针对基于边缘的3D跟踪存在近似处理等不准确行为,提出了基于角点特征,快速简便寻找下一帧对应角点的策略,避免了基于边缘等方法不易在下一帧准确找到对应控制点的弊端,为提高准确性创造了条件;再者,采用非线性映射的方式描述最小二乘问题,而后实施迭代的优化,得到更精确的解,从而进一步提高跟踪的准确性。最后的实验结果表明基于角点特征的新方法估计目标物位姿的误差比经典的基于边缘的RAPiD方法小得多,实现了3D视觉的精确跟踪。

工程地质三维岩性网格模型体绘制的边界平滑方法

目的为了解决工程地质三维岩性网格模型体绘制过程中岩性属性在岩层分界处非连续过渡而产生锯齿的问题,方法提出一种三维岩性网格模型细分的边界线性平滑方法。基于岩层水平连续和纵向上空间叠置关系下老上新的特点,借鉴相邻钻孔岩层连接地质界面的思路,将岩性网格组织为横向上规则划分、纵向上记录岩层段顶底高程值的形式,类似规则分布的虚拟孔(称为垂直柱Pillar),并基于此种形式在光线投射过程中利用采样点周围4个岩层段形成属性计算单元,再定义相邻柱Pillar上岩层连接规则和16种空间单元细分模板,实现模型空间内任意点的岩性属性线性计算。结果通过WebGL2.0在GPU中实现与验证,得出可以明显平滑纵向上的岩层分界,解决了体绘制岩性边界的锯齿问题,最终实现采样点岩性属性的计算并得到平滑后的效果。结论结果表明,将岩层特点与体绘制光线投射算法空间采样过程结合,针对水平连续假设的工程地质岩层具有较好的平滑效果,可为工程地质岩性网格可视化的抗锯齿处理提供一种新思路。但是,因岩层间没有明确清晰的层序关系,因此不能处理含断层的模型,也不能处理大倾角岩层横向不连通的情况。

PBL教学法与3D-slicer影像重建技术在长学制医学生神经外科临床实践教学中的应用

目的探讨在长学制临床医学专业学生神经外科临床实践教学中,以问题为中心教学法(problem-based learing,PBL)联合3D-slicer影像重建技术教学模式的应用效果。方法选择在我科2019年4月-2019年6月进行神经外科临床实践教学的62名临床医学八年制的长学制学生为研究对象,学生随机分为试验组和对照组。对照组采用传统授课教学模式,试验组给予PBL教学法联合3D-slicer影像重建的模式进行教学。教学效果的评价采用临床实践考核和理论考核成绩,迷你临床演练评估(mini-clinical evaluation exercise,Mini-CEX)考核以及学生问卷调查。结果试验组临床实践教学成绩,理论考核成绩以及Mini-CEX评估成绩显著高于对照组(均P<0.05)。通过问卷调查发现,试验组学生对新教学模式下的课堂气氛、影像阅片效果、手术讲解情况和教学效果满意度高于对照组(均P<0.05)。结论在临床医学长学制神经外科临床教学实践中,采用PBL教学法联合3D-slicer影像重建技术的教学模式能激发学生对于神经外科的学习兴趣和学习主动性,提高学习效率,改善教学效果。

基于快速多极杂交边界点法的三维弹性力学问题求解

杂交边界点法是近年来快速发展的一种无网格方法,国内外学者已成功将快速多极算法与边界元方法相结合,使得边界元的应用范围进一步扩大。为此,开展了将快速多极算法与杂交边界点法相结合计算三维弹性力学问题的研究。三维弹性力学的基本解利用球谐函数展开为级数,并通过自适应八叉树结构将求解域分解为分级不相邻的区域。数值算例表明,快速多极杂交边界点法具有很好的计算精度和计算效率,该算法在普通个人电脑上,可以在令人接受的时间内完成40万以上自由度的计算。因此,该算法在大规模问题的计算中具有显著优势,对于复合材料、加筋混凝土等更为复杂材料的力学问题具有实用性。

三元相图立体模型的设计及3D打印制作

设计了三元相图立体模型用作教具和学具,并采用3D打印技术进行制作。通过适当的结构及组合方式可进行三元相图基本法则的演示,引导学生全过程参与,激发学习兴趣,培养创新能力和解决复杂工程问题的能力。

3D打印建造技术的原理与展望

3D打印建造技术是快速成型技术在工程建设领域的应用.介绍了3D打印技术的原理、发展简史和成型方法,分析了3D打印技术的特点,讨论了3D打印建造技术的发展状况和实际效果,揭示了3D打印建造技术在建筑设计、建筑机械、建筑材料和建筑标准等方面需要解决的难题,提出应当制定产业政策扶持3D打印建造技术的发展.

熔丝沉积3D打印工艺问题分析及解决办法

熔丝沉积3D打印机因其自身的优势已被各行各业广泛使用。目前,大多数学者都在研究打印材料和控制方法等方面的问题,而对打印工艺本身的关注较少。针对熔丝沉积3D打印件常见的工艺问题,如丝材不能粘附到工作台上、打印件顶层有孔洞和缝隙、拉丝、层片温度过高、内部填充不足、打印件边缘翘曲等问题进行了详细的分析,并提出了有效的解决方法,供3D打印机使用者学习和参考。

基于混合遗传算法的可变尺寸货物装箱问题研究

目的针对冷链运输中的生鲜打包及装载优化问题,提出一种允许货物以体积恒定为前提进行尺寸变化的包装装载方案,以最大化集装箱的空间利用率。方法基于上述问题,构建非线性混合整数规划模型,为了方便CPLEX或LINGO等求解器对该非线性混合整数规划模型进行求解,采用一种分段线性化方法,将该非线性模型进行线性化处理。由于所研究问题具有NP-hard属性,无论是CPLEX还是LINGO都无法有效求解大规模算例,因此设计一种有效结合遗传算法与深度、底部、左部方向优先装载(Deepest bottom left with fill,DBLF)的算法。结果大小规模算例实验验证结果表明,混合遗传算法能够在合理时间内获得最优解或近似最优解。结论所提出的可变尺寸包装方案有效提高了装载率,有益于客户和物流公司。

基于ARIZ的3D打印机平台创新设计

FDM 3D打印机在使用中出现打印完成的模型难以与平台进行分离的问题。面对FDM 3D打印模型难以分离的问题,利用ARIZ理论建立问题模型,进行创新性设计。获得了11个高质量的创新设计方案,评价优化后获得1个最优方案。验证了ARIZ方法解决复杂工程问题的有效性和实用性,也为开发新型易取模型的3D打印机提供了方案支持,有利于提高FDM 3D打印机的生产力。