UG/KF平台下基于知识的三维数字人体模型的建立及应用

探讨了数字化人体模型的建立及相关骨骼和肢体模型的简化方法,给出了一种肢体关节运动的数学描述及控制方法。基于GB10000―88建立的不同百分位人体模型尺寸数据库,在UG/KF环境下利用KF语言实现了数字化人体模型及相关视野和操作空间校核功能的参数化表达,并制作了UG环境下的菜单和控制操作界面,形成了在UG CAD环境下独立运行的人体模型模块,并应用于某专用方舱布置校核项目的操作空间和视野校核工作中。

三维数字模型辅助微创穿针与钢板内固定治疗SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折

背景:目前,对于SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折患者,常用治疗方式为切开复位内固定术、微创穿针技术,对于两者临床疗效的对比较少且尚缺少高级别临床证据。目的:比较三维数字模型辅助微创穿针与跗骨窦切口入路钢板内固定治疗SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折的疗效。方法:将2021年1月至2022年10月在河北省沧州中西医结合医院骨科治疗的80例SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折患者随机分为对照组40例和观察组40例。对照组给予传统跗骨窦入路手法复位钢板内固定治疗,观察组给予三维数字模型辅助微创交叉穿针固定治疗。记录两组患者手术时间、失血量、住院时间、骨折愈合时间,观察两组患者术前和术后12个月Maryland评分、AO-FAS评分、目测类比评分、生活质量评分(SF-36评分)、影像学参数(Böhler角、Gissane角,跟骨长度、宽度、高度)变化,并记录随访过程中并发症发生情况。结果与结论:①观察组手术时间、失血量、住院时间、骨折愈合时间均少于对照组(P均<0.05);②两组患者治疗后Maryland评分、AO-FAS评分、SF-36评分和Böhler角、Gissane角、跟骨长度、跟骨高度明显高于治疗前(P均<0.05);目测类比评分、跟骨宽度明显低于治疗前(P均<0.05);③随访12个月,观察组并发症发生率均低于对照组(P均<0.05);④结果表明,应用三维数字模型辅助微创穿针固定疗法治疗SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折可明显改善手术时间、出血量等多项围术期指标,并可减少多种并发症的发生,足踝功能恢复、疼痛症状缓解、提高生活质量方面与传统疗法相当。

未成年人骶骨形态与耻骨联合相对位置三维数字化测量及临床意义

目的三维数字化研究0~18岁人的骶骨形态与耻骨联合位置在不同年龄段及性别间的变化规律,为制定符合未成年人骶骨发育特征的摄影体位、优化骶骨X线图像及诊断提供参考。方法将收集到的0~18岁全腹部CT分为0~6岁、7~12岁、13~18岁3个年龄组,导入mimics21.0,利用三维数字化图像重组技术测量骶骨倾斜角(sacral slope,SS)、骶1~2倾斜角(S_(1~2)T)、骶骨后凸角(sacral kyphosis,SK)、S_(2)椎体前缘与骶4尾1倾斜线夹角(α角)、S_(1)上终板与S_(2)椎体前缘夹角(β角)、S_(4)Co_(1)倾斜线与S_(1)上终板夹角(θ角)、耻骨联合上缘与骶骨下缘连线和躯体长轴垂线之间的夹角(角B),比较各参数在不同性别、年龄段间的差异。结果骶骨解剖学参数性别间比较,角B女性大于男性(P<0.001),其余无统计学差异;年龄组间比较,0~6岁组与13~18岁组SS、SK、α、β、θ,以及7~12岁组与13~18岁组SS差异有统计学意义,其余无统计学差异。结论未成年人生长发育过程中骶骨形态无性别差异,女性骶骨下缘与耻骨联合上缘所成角度大于男性。随年龄增长未成年人骶骨上端倾斜程度逐渐增加,骶骨下端倾斜程度逐渐减小。为获得更加清晰的骶骨影像,需根据性别、年龄调整X线入射角度。

基于三维数字模型探析腭皱襞遗传的相关性研究

目的探讨父母与子女在腭皱形状、长度及统模式的遗传性,为牙科法医学提供参考。方法选取2021年10月至2022年2月于杭州师范大学附属医院儿童口腔科就诊的40名儿童及其父母为研究对象,共计120名受试者,儿童年龄为8~16岁,家长年龄为30~45岁,采用口内扫描仪采集上颌三维数字模型,每个模型要求腭部腭皱完整。将父母与孩子根据性别分为母女组(F-F组),父子组(M-M组)和父女母子组(FM组),使用3Shape 3D Viewer软件和THOMAS和KOTZE(1983)分类评估腭皱型,分析父母与子女腭皱型的遗传性。结果120名受试者的腭皱形态均不相同,M-M组右侧波浪形皱襞、左侧环形皱襞、右侧主腭皱和左侧汇集型皱襞存在相似特征(P<0.05);F-F组仅左侧主腭皱存在相似特征(P<0.05);F-M组左侧波浪形皱襞、右侧波浪形皱襞、左侧环形皱襞、左侧主腭皱、右侧主腭皱、左侧汇集型皱襞和右侧汇集型皱襞存在相似特征(P<0.05)。结论腭皱具有个性化特征,父母与子女之间存在一定的相似成分,腭皱的形态受到基因遗传的影响。

三维数字化技术驱动的机组轴线调整辅助系统

轴线直接关系到机组主轴系统运行的稳定性,因此,轴线调整是机组安装和日常维护中关键流程之一。目前,工业现场的轴线调整主要通过多次盘车试验,由专家人工求解调整参数,由于缺少可视化辅助和现场实时支持手段,调整过程长,质量依赖于专家的技术水平。针对以上问题,提出基于三维数字化技术,构建轴线调整智能辅助系统,通过盘车多工作面数据的实时记录与同步、参数自动计算、轴心轨迹和空间姿态可视化、轴瓦调整虚拟引导,提升轴系运维数据综合和处理的实时性和引导的直观性,从而提高盘车效率和质量。

三维数字化设计技术在输变电工程中的应用研究

在输变电工程设计过程中,由于建模标准不统一、模型复用程度低等问题,制约了三维数字化设计技术的应用范用和设计效率。针对这一问题,提出了一种新思路,构建协同设计平台,建立设备模型库和知识库,实现三维数字化设计的规范化和标准化。该方法可应用于输变电工程的设计、施工、评审等多个阶段,提升输变电工程的设计质量和管理效率。

数字乳腺三维断层摄影联合FFDM对乳腺病变的诊断价值分析

目的分析数字乳腺三维断层摄影、全数字化乳腺摄影(FFDM)在乳腺病变中的诊断价值。方法回顾性分析2020年8月至2022年12月于本院诊治的72例乳腺病变患者的临床资料,全部患者均进行数字乳腺三维断层摄影、FFDM及病理检查,以病理检查为金标准,分析数字乳腺三维断层摄影、FFDM及二者联合诊断乳腺病变的结果,同时通过受试者工作特征(ROC)曲线对比数字乳腺三维断层摄影、FFDM及二者联合对乳腺病变诊断的曲线下面积(AUC)与效能。结果数字乳腺三维断层摄影结果显示,乳腺良性病变34例,恶性病变38例,其中同病理诊断结果良性一致34例,恶性一致20例;FFDM结果显示,乳腺良性病变13例,恶性病变59例,其中同病理诊断结果良性一致8例,恶性一致15例;二者联合诊断结果显示,乳腺良性病变44例,恶性病变28例,其中同病理诊断结果良性一致39例,恶性一致15例;ROC曲线显示,数字乳腺三维断层摄影、FFDM及二者联合诊断乳腺病变得AUC为0.848、0.749、0.935;数字乳腺三维断层摄影与FFDM单独诊断乳腺疾病的AUC相比,差异有统计学意义(χ^(2)=3.095,P=0.010);数字乳腺三维断层摄影联合FFDM诊断乳腺病变的AUC明显大于数字乳腺三维断层摄影、FFDM单独诊断(χ^(2)=4.332、6.394,P=0.001、0.001)。结论同数字乳腺三维断层摄影、FFDM单独诊断相比,数字乳腺三维断层摄影联合FFDM诊断乳腺病变的效能较高,可以高效区分病变的良恶性。

基于最小二乘法的三维TMR数字罗盘系统设计

针对市面上现有的三维数字罗盘在进行地磁场检测时极易受到外界磁场的干扰进而导致测量精度低的问题,设计了一款基于最小二乘法的三维TMR(隧道磁阻效应)数字罗盘系统。对其在现实中的误差特点开展研究,在由椭球拟合法处理校正后,运用了最小二乘法开展误差补偿,补偿前其方位角精度为4.18°,补偿后其方位角精度为0.46°,结果显而易见,在精度方面拔高了一个数量级,降低了三维数字罗盘系统的方位角误差。实验结果显示,最小二乘法可以极大地提高三维数字罗盘系统的精度,该方法具有较高的工程应用价值。

三维数字化的TAP精准阻滞麻醉在剖宫产术中应用效果

目的:分析数字三维重建技术支持下的腹横肌平面(TAP)阻滞在剖宫产术中麻醉及术后镇痛中的作用。方法:选取2020年12月-2022年5月在本院妇产科行剖宫产手术的156例产妇为研究对象,随机分组分为观察组和对照组各78例。对照组接受超声引导下TAP阻滞,观察组在三维重建算法支持下接受超声引导下TAP精准阻滞,记录分析两组年龄、基础疾病,术前收缩压、舒张压、心率等基线资料、麻醉后首次下床时间、疼痛阻滞时间、术后2h、12h、24h、48h视觉模拟评分法(VAS)及相关并发症情况等临床指标。结果:观察组麻醉后首次下床时间(22.65±5.76 h)、疼痛阻滞时间(29.17±3.89h)均低于对照组(25.56±6.02h、30.27±4.03h)(均P<0.05);术后24h时两组疼痛均最显著,2h、12hVAS评分观察组(4.01±0.64分、4.12±0.86分)均低于对照组(4.25±0.84分、4.42±0.83分)(均P<0.05),48h后两组VAS评分无差异(P>0.05),两组麻醉不良反应及并发症无差异(P>0.05)。结论:基于三维数字化的超声引导下TAP阻滞麻醉更直观、精准,术后镇痛效果更好,可为剖宫产术中个性化、精准化、安全有效的麻醉方案制定提供新的参考依据。

数字化三维重建在老年股骨转子间骨折半髋关节置换中的应用及经济学效果

背景:数字化三维重建技术凭借可视化、精准性、无创等优势逐渐应用于骨科疾病,但关于其在老年股骨转子间骨折人工半髋关节置换术中的循证支持较少。目的:探讨数字化三维重建技术在老年股骨转子间骨折人工半髋关节置换中的应用价值及经济学效果。方法:选择2019年1月至2022年12月遵义市第一人民医院收治的老年股骨转子间骨折患者130例,随机分为对照组和观察组(n=65)。两组均行人工半髋关节置换,对照组采取胶片模板测量的方法进行手工术前规划,观察组采取数字化三维重建技术。观察两组患者术前计划与术中实际应用假体符合率、纤维蛋白原、D-二聚体水平、双侧股骨偏心距差值、双下肢长度差值、Harris髋关节功能评分、目测类比评分、髋关节功能优良率、并发症及住院费用。结果与结论:①观察组髋臼侧、股骨侧假体在0级(完全符合)所占比例高于对照组(P<0.05);②术后3 d观察组纤维蛋白原、D-二聚体水平低于对照组(P<0.05);③术后即刻观察组双侧股骨偏心距差值、双下肢长度差值小于对照组(P<0.05);术前、术后6个月、12个月两组Harris、目测类比评分比较差异无显著性意义(P>0.05),术后12个月两组髋关节功能优良率比较差异无显著性意义(P>0.05);④两组并发症发生率比较差异无显著性意义(P>0.05);观察组住院费用高于对照组(P<0.05);⑤提示将数字化三维重建技术应用于老年股骨转子间骨折人工半髋关节置换,不仅能在术前准确判定假体型号,还能精准重建双下肢力线,但其住院费用高。

基于BIM+GIS的水库三维数字资产构建与应用

随着水利行业的数字化转型,数据的资产价值日益凸显,BIM和GIS数据是工程数字化的重要成果,也是宝贵的三维数字资产。以朱溪水库为例,研究BIM和GIS数据生产的优化方法,提出一种Civil 3D+Revit+Dynamo多软件联合运用的大坝参数化建模方法,重复机械的建模工作由程序自动完成,提升水库建筑物BIM建模效率和质量;利用机载激光雷达采集库区地形,借助专业软件高效处理,得到地面点云和高分辨率数字高程模型;依托BIM+GIS技术,经过数据轻量化、坐标配准和渲染发布,构建精准映射实体工程的数据底板和可视化场景,形成水库三维数字资产。在此基础上,拓展研究点云复核算量、BIM+VR指导施工、设备运行工况可视化等应用场景,对水库数字资产的研究与实践具有借鉴意义。

三维打印数字化导板引导联合口腔内扫描在义齿修复中的应用效果分析

目的:探讨三维打印数字化导板引导联合口腔内扫描在义齿修复中的应用效果。方法:选取2018年1月-2020年1月于笔者医院口腔修复科进行牙齿修复且符合纳入标准的84例牙列缺失患者,按照随机数字表法分为两组,各42例。对照组采用传统全口义齿修复法,观察组采用三维打印数字化导板引导联合口腔内扫描技术。于义齿修复术后比较两组种植体肩部、根部、角度、深度偏移情况以及种植体周围边缘骨吸收情况,于义齿修复术后12个月评价两组患者种植体成功率,同时采用口腔健康影响程度量表(OHIP-4)比较两组义齿修复满意度。结果:观察组种植成功率为95.93%,高于对照组的89.22%(P<0.05);观察组种植体肩部偏移、根部偏移、角度偏移以及深度偏移均小于对照组(P<0.05);观察组种植体周围边缘骨吸收量为(0.24±0.09)mm,低于对照组的(0.37±0.12)mm(P<0.05);义齿修复后观察组咀嚼功能、固定功能以及舒适程度评分均高于对照组(P<0.05)。结论:三维打印数字化导板引导联合口腔内扫描应用于牙列缺失行义齿修复患者,可提高种植成功率,降低种植体周围边缘骨吸收程度以及种植体位置偏移程度,提高患者义齿修复满意度,应用效果较为理想。

三维数字化技术在变电站基建管理中的应用

随着中国迅速发展,信息化技术在各个领域发挥了积极的推动作用。而三维数字化技术在变电站基建管理中的引入和应用,存在着变电站建设效率低、建设质量及建设成本控制管理难度大的问题。因此,应对电网发展的实际需求进行分析,并充分利用三维数字化技术对变电站基建进行高效、精准的管理,结合实际发现取得了一定的成效。分析了三维数字化技术特点,结合浙江金华大坑220 kV变电站的实际情况,对三维数字化技术在变电站基建管理中的应用进行了探讨。

一种基于MBD的三维数字化弯管工艺方法

铁路机车车辆制动系统管路形状复杂、数量众多。传统的管道研制过程为设计人员以三维软件设计产品模型,再转换为二维图纸,工艺人员根据管道弯制二维零件图纸对标准的线形尺寸和角度尺寸进行数据转换和计算,形成各弯制节点的空间坐标信息表。

基于虚拟现实技术的数字三维场景设计与开发

数字三维场景设计与开发技术,包括数字三维场景设计基础、数字三维场景开发工具以及数字三维场景模型构建技术。分析虚拟现实技术的数字三维场景应用案例,即旅游景区虚拟漫游、商品展示虚拟展示以及城市规划虚拟仿真等。为用户提供真实、生动的视觉体验和强大的互动体验。虚拟现实技术将成为数字三维场景设计与开发的重要组成部分,未来随着硬件、软件和云计算等技术的不断发展,虚拟现实技术在数字三维场景中的应用将会更加广泛、深入,为人们带来更加真实、智能、高效的视觉和交互体验。

基于三维数字化设计的变电站建设管理分析

我国变电站在设计和安装过程中经历了漫长的发展过程,从图版制图、计算机制图到计算机辅助设计经过了几个重要的阶段。并且在新形势下,随着我国科学技术的不断进步,我国的数字化三维技术也在不断优化,逐渐应用到变电站设计以及变电站管理的全过程,能够切实地推动变电站管理工作的转型和升级。因此,本文主要基于三维数字化设计、分析数字化设计以及变电站建设管理工作。

基于数字全息三维检测的沥青路面车辙预防养护辅助设计方法及应用

车辙作为沥青路面常见病害之一,其对路面使用寿命和交通安全具有重要的影响。当沥青路面出现中轻度车辙时,在预防养护过程中,车辙形变会导致养护材料用量增加。因此,在养护设计中能否准确计算填补车辙材料用量,对于保证养护质量和养护效率意义重大。该文基于实体养护工程需求,分析传统车辙检测方法和数据在养护设计中存在的问题,提出一种采用数字全息三维检测技术的沥青路面车辙预防养护辅助设计方法。该方法通过数字全息三维检测技术,能够全面获取路面连续高精度三维数据并建立三维模型,通过仿真模拟精准计算填补车辙养护材料用量,有效提高了预防养护的精准性。通过实体工程验证,结果表明:基于数字全息三维检测的沥青路面车辙预防养护辅助设计方法,能够将车辙预防养护材料用量负偏差控制在5%以内,与基于传统检测方法和数据的养护设计相比(材料用量负偏差超过50%),效果显著。

三维数字城市技术在城市规划中的应用分析

随着社会的持续发展,促使城市的职能更加复杂、多样性,因而对于我国的城市规划要求也逐渐提高。在进行城市规划上需要结合现代化的技术,以此全面提高城市规划的水平。三维数字城市技术是当前城市规划的发展趋势之一,基于此技术应用的理念下,拟定城市规划方案,对城市规划执行以及效果跟踪,以下构建现代化的城市。本文阐述了三维数字城市技术和城市规划的概念、应用的思路和优势,结合城市规划,将三维数字城市技术的应用进行具体分析。

干散货港口三维数字堆场系统

为解决干散货港口堆场周边建筑物、可移动单机(堆取料机)和货堆等物体的三维模型构建问题,并根据生产数据实时驱动三维模型变化,研究、设计适用于干散货港口的三维数字堆场系统。该系统采用数字孪生、GPU顶点着色、三维可视化和模型轻量化等技术,依据堆场容器理论,得到堆场内货堆、轨道坝基、可移动单机和周边构建物的三维建模策略。结合生产实时数据与前端传感器扫描结果,同步单机设备实时运行姿态和货堆三维模型实时变化数据,从而实现可通过生产实时数据驱动的干散货港口三维数字堆场系统。该系统为实现堆料机和取料机等装卸设备的自动化作业奠定基础,科学直观和准确地指导堆场运营管理和作业调度,提高堆取料机生产效率和堆场内货物的堆存能力。

架空输电线路的三维数字化设计技术分析

现阶段的地方电力产业发展速度不断加快,尤其是在架空输电线路设计方面,不仅减少了传统设计的局限性,还在积极引入三维数字技术,由此增加了线路的设计依据,并在很大程度上创新了设计的效果。架空输电线路的设计影响因素较多,传统设计方法的问题在于平面化,并且对各类设计问题的识别和处理,并不能给出较多的依据,各项工作的开展完全按照陈旧的方法实施,看起来具有一定的成果,但实际上并不能提高架空输电线路的安全性、稳定性,针对区域的电力项目发展进步造成了巨大的挑战。架空输电线路的三维数字化设计手段、方法应从长远的角度思考,逐步优化设计模式,并增加设计资源,针对不同的电力工程需求充分满足,按照个性化设计方法去落实,推动电力行业的发展进步,减少输电故障问题。