基于结合SimAM模块的三维Densenet的阿尔茨海默症分类算法研究

阿尔茨海默症是一种不可逆的大脑神经退行性疾病。利用深度学习技术辅助医生对提升识别阿尔茨海默症患者的效率有重要意义。论文将三维卷积技术,密集连接卷积神经网络(Densenet)和一种简单、无参数的卷积神经网络注意模块,简称SimAM的注意力模块相结合,设计了一个3D-SAMDensenet算法,用于对大脑的磁共振图像(MRI)进行分类。用此模型分别对阿尔茨海默症(AD)和正常人(NC),轻度认知障碍(MCI)和正常人(NC)进行两种二分类时,与对比的传统和深度学习的分类方法相比,都取得更好的分类结果,并且在图像差异较小的MCI/NC分类中,得到了比AD/NC分类更大的优势。

基于海马MRI数据的三维DenseNet和通道注意力模块相结合的阿尔茨海默病分类模型研究

目的:为了提高阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)分类的准确率,构建一种基于海马MRI数据的DenseNet和通道注意力模块(channel attention module,CAM)相结合的AD分类模型。方法:首先,通过结构磁共振图像提取海马感兴趣区。其次,通过优化网络结构将三维DenseNet与CAM相结合构建基于海马感兴趣区的AD分类模型(三维CAM-DenseNet模型)。最后,为验证该模型的分类性能,将该模型与多个三维DenseNet模型进行比较,并验证加入纵向数据后对模型分类性能的影响;为评估模型的泛化性,将该模型在3个独立测试集上进行检验。结果:三维CAM-DenseNet模型在区分AD患者与认知正常受试者的分类任务中平均准确率为95.2%、敏感度为91.9%、特异度为97.8%、AUC值为94.9%,优于其他三维DenseNet模型;在轻度认知障碍相关分类任务中,加入纵向数据可以提升模型的分类性能;训练好的模型在3个独立测试集中均表现出良好的泛化性能。结论:构建的三维CAM-DenseNet模型分类准确率高、泛化性好,适用于AD分类研究。

基于三维运动捕捉技术构建蒙医震脑术三维虚拟仿真平台的视觉呈现

背景:基于三维运动捕捉技术可以构建精准的、客观量化的医学虚拟仿真模型,有利于临床学习者精准、深入理解和掌握各种传统疗术。目前中医虚拟仿真模型已有报道,但蒙医传统疗术的虚拟仿真模型尚未见报道。目的:构建一种基于三维运动捕捉技术的交互式三维可视化的蒙医震脑术虚拟仿真模型。方法:使用Motion Analysis三维光学运动捕捉系统和足底测力台采集蒙医专家的运动捕捉数据,在Motion Builder软件中构建震脑术三维动作模型,使用Maya软件构建角色模型并与动作模型相匹配,运动Unity3D软件构建蒙医震脑术虚拟仿真系统,系统整合蒙医震脑术操作3D动画、运动学和动力学参数信息。结果与结论:通过三维运动捕捉技术和计算机仿真重现蒙医震脑术操作,能够显示施术者和受试者的运动姿态,记录关节运动的关键空间位置参数与变化情况,得出运动过程中的运动学、动力学参数。运用交互式三维虚拟仿真技术,实现蒙医震脑术的三维虚拟仿真的视觉呈现,为蒙医震脑术手法的标准化、数字化、可视化研究奠定基础。

基于DenseNet与PointNet融合算法的三维点云分割

点云分割对于智能驾驶、物体检测和识别、逆向工程等任务非常重要。PointNet是一种能够直接处理点云数据的方法,近年来在点云分割任务中得到广泛应用,但其分割精度较低,而PointNet++的计算成本又较高。针对以上问题,提出一种融合DenseNet和PointNet的算法,用于点云分割,并引入三分支混合注意力机制,以提高PointNet在提取局部特征方面的能力。基于密集连接卷积网络(DenseNet)思想,提出用DenseNet-STN和DenseNet-MLP结构来替代PointNet中的空间变换网络(STN)和多层感知机(MLP);同时,使用Add连接代替密集块(DenseBlock)中的Concat连接,以提高对点特征间相关性的准确性,同时不显著增加模型复杂度。DenseNet-PointNet能够提高复杂分类问题的泛化能力,实现对复杂函数更好的逼近,从而提高点云分割的准确率。有效性和消融实验结果表明,本文算法具有良好的性能。点云分割实验结果表明,DenseNet-PointNet在大多数类别中的交并比(IoU)都高于PointNet的IoU,并在部分类别中也高于PointNet++,参数量是PointNet++的47.6%,浮点运算量(FLOPs)是PointNet++的49.1%。实验结果验证了DenseNet-PointNet的可行性和有效性。

儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统研发与应用

背景:目前已有成人腧穴三维数字化、可视化系统的相关研究,但基于真实儿童数字化断层解剖数据集对儿童腧穴可视化相关的研究报道并不多见。目的:设计研发儿童颈项部腧穴数字三维可视化系统,为针灸学、经络腧穴学教学、针灸临床、针刺施术手法练习及针刺安全性研究提供依据,并为研发儿童腧穴仿真系统提供基础。方法:基于真实学龄前男童断层解剖数据集,运用PhotoShop 2021与Digihuman Reconstruction System软件完成儿童颈项部三维数字化虚拟解剖模型及内部多器官三维重建;通过Unity数据库语言编制风府、风池等11个腧穴的数据库;在Unity3D软件中整合儿童颈项部解剖立体模型、腧穴数据库及编写针刺操作代码,成功创建集仿真腧穴定位、三维腧穴解剖、针刺训练、临床教学及针刺安全性研究等多功能于一体的儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统。结果与结论:①该研究基于真实儿童标本,采用手动逐层分割断面图像法以最大程度确保3D模型精度。使用3D软件Digihuman Reconstruction System提取和保存独立分割数据,与PhotoShop 2021软件共同完成儿童颈项部外层皮肤与其内部骨性结构、颈部脊髓、血管和神经、肌肉及韧带等数十个三维重建解剖结构模型。于MeshLab软件中完成各独立结构基本形态和整体轮廓完整性核验工作,并利用3-maticresearch13.0软件进行最终精细化调校及解剖位置确认,成功模拟还原学龄前儿童颈项部真实解剖形态。②依据并参考中华人民共和国国家标准收集整理儿童颈项部常用腧穴的名称、所属经脉、定位、局部解剖、进针层次、针刺方法、针刺意外与预防、腧穴主治、二维解剖断层图像等8个方面内容形成腧穴数据库。③运用Unity3D软件将儿童颈项部三维模型、针刺模拟操作和腧穴数据库三者整合,成功构建三维数字儿童颈项部腧穴可视化系统。该系统可显示儿童颈项部腧穴的信息、二维三维解剖结构,并实现了儿童颈项部腧穴的二维、三维针刺模拟功能及针刺安全性研究功能。基于真实儿童标本超薄断层解剖数据集,构建了首个儿童颈项部腧穴三维数字化、可视化系统,较既往腧穴系统更贴合亚洲儿童的解剖形态学发育特点,在针刺安全性研究、临床教学及针刺模拟训练等领域具有极高的应用价值。

基于三维地球模型的中国大陆重力潮汐因子研究

潮汐现象是地球对日、月等星体引力的响应,重力潮汐因子对于揭示地球内部结构具有重要作用.中国地震局、中国科学院等自20世纪80年代开始布设首批重力仪,用于研究中国大陆固体潮空间分布特征,到目前为止已建成超过50个台站的重力观测网络.本研究利用该网络的重力潮汐因子观测结果,结合考虑了横向非均匀效应的潮汐理论和三维地球模型,构建了中国大陆及周边地区的重力M_(2)、O_(1)因子分布模型.基于微扰理论,本研究发现P波速度扰动、S波速度扰动、密度扰动及综合效应对重力M_(2)因子影响的幅值范围分别为-0.12%至0.14%、-0.19%至0.17%、-0.08%至0.06%和-0.09%至0.11%(对O1因子的影响为-0.13%至0.28%、-0.27%至0.15%、-0.12%至0.10%和-0.15%至0.05%),影响最显著的区域为喜马拉雅造山带(负值)和华夏古陆东南缘(正值),体现了这些地区的特殊构造.本研究利用最小二乘配置方法对重力潮汐因子的理论值与实测值进行了融合,发现中国大陆及周边地区的重力M_(2)因子幅值范围为1.130至1.175,总体呈现周围低、中心高的特征.重力O1因子幅值范围为1.145至1.195,总体呈现从西北向东南逐渐升高的特征.以上结果可为中国大陆及周边地区重力潮汐因子、地球模型等相关研究提供参考.

明胶三维微球装载人脐带间充质干细胞修复慢性肌腱病

背景:肌腱组织因缺少血管而修复困难,如何促进肌腱的恢复和提高肌腱损伤后干细胞治疗的效果,一直是临床及科研的研究热点和重点。目的:将人脐带间充质干细胞与明胶微载体支架结合构建组织工程化干细胞,通过体外实验与大鼠体内实验观察明胶微载体培养的人脐带间充质干细胞对肌腱病的治疗效果及作用机制。方法:(1)体外细胞实验:将人脐带间充质干细胞接种于三维明胶微载体后观察细胞活性以及存活情况,以常规培养的人脐带间充质干细胞作为对照;(2)动物体内实验:将成年SD大鼠随机分为正常组、肌腱病组、2D组(肌腱病+常规培养人脐带间充质干细胞)、3D组(肌腱病+明胶微载体三维培养的人脐带间充质干细胞),每组6只,治疗4周后进行动物行为学检测以及跟腱病理组织形态观察。结果与结论:(1)体外细胞实验:接种于明胶微载体的人脐带间充质干细胞存活率高,且随着时间延长细胞增殖速率增加;与对照组相比,三维明胶微载体培养的细胞活性更好;(2)动物体内实验:治疗4周后,与肌腱病组比较,3D组大鼠下肢功能恢复良好及组织病理学评分显著改善,而2D组也可一定程度改善肌腱病损伤,但效果不及3D组;(3)结果表明,三维明胶微载体培养的人脐带间充质干细胞可以促进肌腱损伤组织修复再生,且修复效果优于常规培养人脐带间充质干细胞。

影像三维重建安全辅助单孔分体内镜治疗L_(5)/S_(1)极外侧腰椎间盘突出症

背景:单孔分体内镜作为一种新型的内镜技术,适用于治疗极外侧腰椎间盘突出症。但目前国内外针对L_(5)/S_(1)这一发病率极低的极外侧腰椎间盘突出症的研究资料甚少,尚无详尽描述单孔分体内镜治疗L_(5)/S_(1)极外侧腰椎间盘突出症的影像解剖学资料。目的:通过影像三维重建确定骨性标志点,并以该标志点准确定位L_(5)出口神经根、L_(5)/S_(1)椎间隙及其他结构之间的位置关系,辅助单孔分体内镜经后外侧入路实现对L_(5)出口神经根的减压,治疗L_(5)/S_(1)极外侧腰椎间盘突出症。方法:选择符合纳入标准的29例L_(5)/S_(1)单侧极外侧腰椎间盘突出症患者,其中男12例,女17例;年龄48-74岁。将患者的腰椎CT数据资料导入Mimics 21.0软件中重建腰椎三维模型。测量L_(5)/S_(1)相关参数:①在横突根部下缘与峡部外侧缘的交点(H)所在矢状面上测量:H分别至L_(5)出口神经根上缘、下缘的垂直距离(a1,a2);H分别至L_(5)下终板、S1上终板的垂直距离(b1,b2);H至L_(5)椎弓根下缘的垂直距离(c);②H至L_(5)椎弓根内侧壁所在矢状面的左右水平距离(d);③H至硬脊膜外侧缘所在矢状面的左右水平距离(e);④H至L_(5)下终板最外侧缘所在矢状面的左右水平距离(f);⑤在L_(5)下终板最外侧缘所在矢状面上测量:H所在横断面分别至L_(5)出口神经根上缘、下缘的垂直距离(g1,g2);H所在横断面分别至L_(5)下终板、S1上终板的垂直距离(h1,h2);⑥H至L_(5)出口神经根最后缘所在冠状面的前后水平距离(i);⑦骶骨翼后缘最高点至L_(5)下终板最后缘所在冠状面的前后水平距离(j)。结果与结论:①男女之间各相关测量参数相比差异无显著性意义(P>0.05);②a1,a2,b1,b2,c,d,e,f,h1,h2,g1,g2,i,j患侧与健侧相比差异无显著性意义(P>0.05);③观测发现,a1与c之间相比差异无显著性意义(P>0.05),表明椎弓根下缘即为L_(5)出口神经根上缘,L_(5)出口神经根紧贴椎弓根下缘并经L_(5)椎体后方向前外侧走行,H均位于L_(5)出口神经根上方;④以H作为骨性标志点,无需向上探查,无需磨除峡部,只需向下、向外侧磨除部分骨质显露L_(5)出口神经根与椎间隙,向内侧有足够的安全距离避免损伤硬脊膜来完成侧隐窝、椎间孔区域的探查减压;⑤术者可在H、L_(5)下终板最外侧缘所在的矢状面及L_(5)横突与骶骨翼构成的“矩形区域”内进行操作,越靠近内下方区域(Kambin三角)越安全;⑥提示单孔分体内镜经后外侧入路治疗L_(5)/S_(1)极外侧腰椎间盘突出症,在镜下以H作为骨性标志点定位L_(5)出口神经根及椎间隙,能实现对L_(5)出口神经根的精准、安全、有效减压。

3D打印个性化正畸装置对单根牙垂直移动的三维有限元分析

背景:基于牙齿垂直移动原理,通过数字化设计结合3D打印制作个性化正畸装置,可使个性化正畸装置与单个切牙形成支抗系统。借助微种植体绝对支抗作用可对单根牙在三维方向上进行精准控制。目的:基于生物力学原理设计了牙位11、12、21、22压低移动与伸长移动的个性化正畸装置,通过三维有限元法分析个性化正畸装置的安全性与其对牙齿的移动作用。方法:应用Mimics、Geomagic Wrap、SolidWorks和Ansys Workbench软件分别建立了上颌前牙区(牙位11、12、21、22)牙槽骨-牙周膜-上颌切牙-个性化悬臂微种植体-连接板-个性化托槽的三维有限元模型,每个牙位分别设置个性化压低移动与伸长移动正畸装置,加载300 g拉力或推力,分析个性化正畸装置各部件应力水平,计算牙齿位移与牙周膜应力分布情况。结果与结论:①个性化压低移动正畸装置受到的最大等效应力为162.90 MPa,个性化伸长移动正畸装置受到的最大等效应力239.57 MPa,二者的最大等效应力均位于个性化托槽加力附件的垂直部分,个性化正畸装置各部件所受等效应力均在屈服强度内,均具有良好的安全性;②在个性化正畸装置作用下,牙齿初始位移呈现整体压低或伸长移动的趋势,垂直方向上的位移远远超过在水平方向和矢状方向上的位移;牙周膜根尖或颈部位置出现等效应力峰值,在根尖区牙周膜出现等效应力集中区域;③结果显示,个性化正畸装置可以使牙位11、12、21、22近似达到压低移动或伸长移动的目的,初步证实了个性化垂直移动正畸装置的有效性。

特发性脊柱侧弯患者步行生物力学特征:三维运动捕捉的横断面分析

背景:脊柱侧弯的生物力学分析病例数量有限,仅限于对脊柱或下肢独立进行生物力学分析,缺乏对人体多维度整体的评估,难以反映躯干与下肢在日常活动中的运动关系,不利于综合指导临床治疗。目的:通过测量脊柱侧弯患者在步行活动中的脊柱运动学,研究脊柱不同节段及下肢运动学/动力学在步态活动中的关系,以全方位多层次评估脊柱侧弯患者与正常人群在生物力学的差异,为临床防治脊柱侧弯提供循证依据。方法:此研究为一项横断面研究,于2020年7月至2021年6月,在福州大学城、福建中医药大学附属康复医院纳入脊柱侧弯患者28例及同年龄段正常人28例。采用三维运动捕捉系统以100 Hz的采样频率捕捉步态的运动学数据,2块测力台(AMTI 400600,采样频率1500 Hz)嵌于长10 m(数据采集有效长度为4 m),宽2.4 m平地走道采集动力学数据。比较两组受试者执行平地步行时步态时空参数,运动学及动力学参数的差异。所有受试者在纳入后立即接受全脊柱X射线片测量比较两组差异。结果与结论:(1)脊柱侧弯患者肩胛带-躯干相对旋转活动度、胸廓-骨盆相对旋转活动度较正常组小(P<0.05),骨盆旋转活动度相较正常组大(P<0.05)。(2)脊柱侧弯患者髋、膝关节屈伸活动度,髋关节凹凸侧屈伸峰力矩、地反力凸侧内外向峰值较正常组小(P<0.05)。(3)脊柱侧弯患者的膝关节屈伸活动度非对称性指数、肩胛带-躯干相对旋转活动度非对称性指数、胸廓-骨盆相对旋转活动度非对称性指数较正常组大(P<0.05)。(4)上述结果证实,脊柱侧弯患者在平地行走时肩胛带-胸廓-骨盆之间僵硬的运动模式,髋膝关节屈伸活动度减少,髋关节双侧屈伸力矩峰值及地反力凸侧内外向峰值降低。这些特征可以作为康复评估及治疗方案制定的依据。

13-18岁青少年颈椎关节突关节发育特征的数字化三维形态分析

背景:颈椎关节突关节作为颈椎后柱的重要解剖结构,在颈部活动、应力传导以及维持颈椎稳定性中发挥重要的作用。近年来通过解剖学和生物力学研究表明,颈椎关节突关节不对称可引起关节突关节的退变,颈椎关节突关节的退变可能是引起青年人颈椎退变的主要原因。现有研究多集中在成人,国内对于学龄前儿童、学龄期儿童也有报道,而对于青少年颈椎小关节形态相关参数鲜有报道。目的:通过三维重建青少年颈椎关节突关节,测量其相关形态参数,并与儿童和成年人进行比较分析,探讨颈椎小关节形态发育的增龄变化规律,为临床颈椎小关节源性颈椎病的诊治和预防提供理论依据。方法:选择13-18岁青少年62例,行颈椎螺旋CT扫描后三维重建,要求无骨质破坏、肿瘤、畸形、骨折等,椎骨形态结构未发生改变,既往无脊柱相关手术,监护人对试验方案知情同意。按年龄分组,A组年龄为13-14岁,B组年龄为15-16岁,C组年龄为17-18岁。对各组青少年进行C_2-C_7关节突关节相关形态测量及统计分析。结果与结论:(1)3组关节突关节面高和关节面宽在随椎序的变化中,分别呈递减和递增趋势,下关节突关节面的高和宽均大于上关节面的相应指标;(2)关节突关节内高在3组年龄中,最小值均位于C5,且与年龄呈正相关变化;(3)关节突关节面间隙在3组中,A组C_(4-5)、B组C_(3-4)和C组C_(4-5)明显大于各组其余间隙;A、B组除C_(4-5)外,其余无显著性差异;C组除C_(2-3)其余椎序间关节面间隙均明显大于A、B组;(4)提示颈椎关节突关节面的形态随椎序的增加,逐渐由圆形过渡到椭圆形;在组间比较中,关节面高较关节面宽受年龄影响明显;各节段下关节面的面积均大于上关节面的面积,仅在C_(4-5)和C_(5-6)形态和面积有显著性差异;加之关节突关节内高最小值均位于C5,关节突关节面间隙明显增宽处也主要位于C_(3-4)和C(_4-5),因此颈椎失稳多发生于中位节段。

三维有限元分析不同工况下牵引上颌埋伏尖牙牙周应力分布

背景:在正畸治疗埋伏尖牙过程中,粘接正畸附件的部位、角度、力值对牵引效果及牙周有较大影响,但目前对合适牵引部位、角度和牵引力值大小的相关研究较少。目的:通过三维有限元分析正畸矫治过程中不同牵引力作用下上颌埋伏尖牙的牙周应力分布。方法:选用1例上颌埋伏尖牙患者的锥形束CT扫描数据,建立包括埋伏尖牙、上颌骨骼及其周围支持结构在内的三维有限元模型,在埋伏尖牙唇侧切1/3、中1/3及颈1/3部位,分别施加与牙齿长轴呈60°,90°,120°角的牵引力(30,60,90 g),分析埋伏尖牙牙周膜Von Mises应力分布。结果与结论:①不同工况下埋伏尖牙的牙周应力分布基本相似:在尖牙切1/3施力时,模型中靠近颈部牙周膜Von Mises应力较小,舌面近颈部牙周膜Von Mises应力较大;在尖牙中1/3施力时,模型中靠近颈部牙周膜Von Mises应力较小,唇面近颈部牙周膜Von Mises应力较大;当在尖牙颈1/3施力时,模型中靠近牙颈部牙周膜Von Mises应力较小,唇面中部牙周膜Von Mises应力较大。②当施力部位、角度相同时,随着施加力的增加,牙周膜最大Von Mises应力呈增加趋势;当施加力大小、角度相同时,尖牙切1/3、中1/3及颈1/3部位牙周膜最大Von Mises应力呈递减趋势。在尖牙切1/3部位施加相同大小的力时,随着施力角度的增加,牙周膜最大和最小Von Mises应力均呈减少趋势;在尖牙颈1/3施加相同大小的力时,随着施力角度的增加,牙周膜最大Von Mises应力呈递增趋势。③结果显示,牵引上颌埋伏尖牙尽量在靠近牙颈部的部位粘接托槽,牵引上颌埋伏尖牙时牵引方向与牵引部位有关,牵引力一般为30-60 g之间。

基于线性特征边界线的实景三维动态更新关键技术研究

实景三维中国建设是落实数字中国、平安中国、数字经济战略的重要举措,是新时期国家重要新型基础设施,是服务生态文明建设和经济社会发展的基础支撑。“十四五”以来,各地已经陆续开展了一定规模的实景三维建设项目,积累了不同尺度的实景三维底板数据。如何充分利用已有建设成果,且持续保障实景三维数据的时效性、可用性,已经成为下一个亟需解决的问题。文章针对实景三维数据的场景特征属性,提出一种线性特征边界线的实景三维动态更新和场景融合的方案。基于原有场景数据,将目标更新区域最邻近线性特征边界线作为实际更新范围,对其进行切割、拼接、调色、融合等处理,实现多期实景三维数据的无缝融合。

不同材料种植体修复单颗上前牙缺失的三维有限元分析

背景:种植修复已成为治疗前牙缺失的重要手段,选取合适的种植修复材料尤为重要,但目前临床应用的种植体材料均存在一定的不足,研究者们一直在探索合适的种植体材料。目的:对比不同材料种植体修复单颗上前牙缺失的生物力学特征。方法:将1例单颗上颌中切牙缺失患者的锥形束CT数据导入3-matic软件建立单颗上前牙缺失的三维有限元分析模型,将模型导入Marc Mentat中,根据不同的种植体材料(聚醚醚酮、钛锆合金、钛合金和氧化锆,4种材料的弹性模量依次升高)及松质骨密度(高密度、低密度)共设计8组种植体修复模型,模拟正中咬合时上前牙受力情况,比较分析种植体位移、应力以及骨皮质应力和骨松质应变。结果与结论:(1)随着种植体材料弹性模量的增加,种植体的最大位移逐渐降低,聚醚醚酮组种植体最大位移数值超过了10μm;模型中种植体应力集中于唇侧颈部,随着种植体材料弹性模量的增加,种植体最大应力逐渐增大,其中氧化锆-低密度骨质组模型种植体应力最高,达21.31 MPa;所有模型的皮质骨应力均集中于与种植体交界的唇侧皮质骨,聚醚醚酮-低密度骨质组皮质骨应力最高,为29.90 MPa。(2)从生物力学角度来看,钛锆合金、钛合金、氧化锆均可用作修复单颗上前牙缺失的种植体材料,但单纯聚醚醚酮材料在上前牙区种植修复时可能会引起种植体位移过大,导致种植失败。

基于三维正交频分复用的可见光通信系统研究

为解决调制带宽受限和频率选择性衰落问题,提出了一种基于三维正交频分复用(3D-OFDM)的可见光通信系统,通过三维星座映射,该系统增加了相邻星座点间的最小欧式距离(MED),从而降低了系统的误码率。针对接收机的硬判决易受到可见光信道非线性效应和采样频偏干扰的问题,提出了一种基于K均值聚类解调的三维星座解映射方法。结果表明,在误码率为3.8e-3时,与采用16QAM和8QAM调制的2D-OFDM系统相比,所提出的16ary与8ary的3D-OFDM,分别能够实现3 dB和5 dB的信噪比增益;此外,所提出的3D-OFDM系统在峰均功率比(PAPR)方面也有优势,分别降低了0.3 dB和0.4 dB。所提出的3D-OFDM可见光通信系统具有更优的误码性能。

“三路径三维度”作业设计模式研析

核心素养是本次课程标准修订的重要基础,从这个意义上说,素养导向的教学将成为教师今后追求的发展方向。“三路径三维度”作业设计模式是依据核心素养,探讨从前置学习—课内提质—课后拓展三个路径设计基础型、提高型和实践拓展型作业的具体实施策略,同时将学生作业的完成情况作为科学学业评价的关键组成部分。旨在通过合理的作业设计与实施,有效减轻学生的学习负担,激发并保持他们对科学的好奇心和求知欲,提高其核心素养水平。

不同骨强度下全膝置换过程中发生股骨前皮质切迹的三维有限元分析

背景:全膝关节置换后发生膝关节股骨假体周围骨折是常见并发症之一,目前对不同骨质强度条件下发生膝关节股骨假体周围骨折的生物力学研究欠缺,三维有限元分析可为临床提供生物力学基础。目的:探讨不同骨质强度下全膝关节置换过程中发生股骨前皮质切迹的生物力学变化,为临床预防膝关节置换后发生膝关节股骨假体周围骨折提供力学理论基础。方法:获取健康成年人的股骨CT数据,运用Mimics、Geomagic studio、Solidworks软件建立膝关节股骨侧置换三维模型,然后构建不同深度的股骨前皮质切迹模型,将模型导入到ANSYS软件并分析不同骨强度、不同股骨前皮质切迹深度对股骨髁上生物应力的影响,并分析股骨前皮质切迹骨水泥填补前、后的股骨前髁截面应力变化。结果与结论:①任何骨质强度下,髁上应力都随股骨前皮质切迹深度加深而增加;在正常骨质情况下,当股骨前皮质切迹深度在3 mm和4 mm间有一个应力突变点;在骨质疏松情况下,当股骨前皮质切迹深度在2 mm和3 mm间有一个应力突变点;②膝关节置换过程中发生股骨前皮质切迹且深度超过骨皮质厚度时,随着骨质强度降低,股骨髁上应力逐渐增大;③使用骨水泥填补股骨前皮质切迹深度为3 mm的模型,股骨前髁截面应力下降;④结果显示,膝关节置换过程中应该避免股骨前皮质切迹出现,特别是骨质疏松患者;如术中出现股骨前皮质切迹且深度超过骨皮质厚度时,可以采用骨水泥均匀填充股骨前皮质切迹以降低股骨髁上应力,降低膝关节股骨假体周围骨折的发生率。

三维地籍测绘研究及其标准化探索

针对传统的基于二维地籍的土地管理模式不能很好地满足日趋紧张的城市空间管理需求的问题,本文首先分析三维地籍国内外发展现状,提出了基于三维地籍测绘解决土地立体化管理难点、痛点的技术路线,然后开展了三维地籍标准化探索,重点介绍《三维地籍产权体测绘技术规程》的编制过程和主要内容,并将研究路线及此标准应用到典型案例中,以证明该技术路线的可行性和标准的适用性。

基于改进DenseNet的固井质量评价新方法

为解决固井质量评价效率低、准确率不高的问题,提出一种基于改进的DenseNet卷积神经网络的评价方法。该方法通过增加多尺度卷积层可以同时获取固井质量特征图的大尺度和小尺度特征,从而提高感受野的覆盖范围,增强模型对不同尺度的适应能力;通过嵌入CBAM机制使模型在空间和通道两个维度上充分提取对评价任务有用的信息,增强模型对特征的关注能力和感知能力,提升评价结果的准确度以及模型的鲁棒性;同时,通过缩减网络层数减少模型参数的数量,提升模型的计算效率以及泛化能力。实验结果表明,测试集中的3类评价样本的准确率为95.86%,相比DenseNet-121提升了4.9百分点左右,且参数量显著减少;相比BP神经网络和支持向量机均提升了9百分点左右。从而揭示出,采用改进DenseNet模型实施固井质量评价的研究方案不仅是可行的,而且优于同类机器学习方法。

正畸过程中牙齿三维方向变化的模型测量方法研究进展

牙齿三维方向上移动效率的评价是评估正畸疗效的重要内容之一。随着科学技术的发展,矫治器及矫正技术不断进步,用于研究正畸矫治牙齿三维方向移动效率的方法和工具也在不断更新。本文以牙齿移动测量方式发展为主线,介绍了由手工石膏模型测量转向利用计算机软件对数字化模型的测量过程和依据,并对三维数字化模型数据获取方式、储存文件格式及可选择的分析处理软件进行了说明,以及回顾了前人对三维数字化模型进行三维重叠的部分研究,总结了目前对光学扫描及X线扫描得到的两种三维模型数据常用的配准方法和配准区域的选择。