动态三维场景重建研究综述

三维重建技术旨在通过传感器输入,恢复所观测场景的数字化三维表示,是计算机图形学与视觉领域的重要研究方向,在可视化、模拟、路线规划等各类任务上都有重要应用。相比于静态场景,动态场景额外引入了时间维度,对应的重建任务不仅需要重构每帧细节几何,还需刻画目标随着时间变化的趋势与关联关系用于下游分析任务,为重建算法设计带来了更大的挑战。然而,目前学界就动态场景重建的讨论依然仅处于起步阶段,且关于现有方法的系统性总结也较为欠缺。为了填补上述空缺、进一步启发算法设计,对学界当前最新的动态三维场景重建技术进行整理和归纳,对动态三维场景重建问题及其通用求解框架进行一般性的定义,从动态三维表示方式、优化框架方面对已有技术进行综述,并针对结构化的特殊场景讨论对应的重建方法与处理方式。最终,介绍相关数据集,并对动态三维场景重建现存的问题进行分析总结,对未来工作进行展望。

类器官技术在医疗领域的应用和监管挑战

背景:3D类器官具有类似于生理组织并在一定程度上模仿器官功能的特点,使其成为从基础发育/干细胞研究到个性化医疗等应用的出色模型。目的:综述并讨论类器官可应用的疾病类型和肿瘤建模等应用领域,以及其监管现状和挑战。方法:以“类器官,干细胞,疾病模型,3D打印技术,医疗领域”为中文检索词,以“organoid,stem cell,disease model,3D printing technology,medical field”为英文检索词,检索PubMed、Elsevier、万方、中国知网等数据库,对国内外类器官产品进行汇总分析,总结出类器官技术在医疗领域中的应用情况,并对类器官产品在医疗领域的未来发展进行展望。结果与结论:类器官组织可以打破传统细胞和动物模型的局限性,规避临床研究中存在的伦理问题,与源器官具有高度相似性,与人类系统的生理和病理具有更加相似的表现且遗传稳定,在当前研究中具有极大的优势。类器官在以下领域已得到应用:药效评价研究(临床前模型),包括肠道类器官、肾脏类器官、肝脏类器官、胆囊类器官、肺类器官、脑类器官、心脏类器官、皮肤类器官、生殖系统类器官等;传染病研究;肿瘤研究及精准治疗;再生医学;免疫类器官。美国、欧盟和中国虽暂无完善的监管规定,但均在努力推进类器官监管法律法规的制定。在国内,类器官医疗器械产品虽暂无已上市产品,但与其相关的再生医学产品已有突破性进展。

3D打印技术在脊柱外科的应用进展

3D打印又称增材制造,是一种可以将三维的数字模型通过金属粉末或塑料等可黏性材料打印为实物模型的快速成型技术。3D打印技术广泛应用于脊柱外科、头颈外科、整形外科等外科领域。本文对3D打印技术在脊柱外科疾病诊断、术中导航、内置物定制和支具制作、医患沟通及临床教学中的应用进展进行综述,分析其优点和不足,并对3D打印技术在脊柱外科的应用前景进行展望。

Navisworks在石化装置3D模型校审中的应用

Navisworks让石化装置3D模型校审(Review)渗透到设计的整个过程。它可以加载多种模型文件,让校审人员可随时浏览模型,并方便地记录校审意见;校审意见可随时输出成多种记录文件,方便传递和交流;提供碰撞检查的模块,可以批量发现并标记碰撞。

Navisworks在地面工程3D模型审查中的应用

近年来,随着数字化技术的快速发展,三维协同设计已成为石油地面工程设计发展的主流趋势,3D模型审查作为三维数字化设计的重要里程碑,浓缩了数字化设计需要关注的方方面面。但审查会前的准备工作、审查过程中面临的问题以及审查意见的处理与关闭仍然困扰着工程设计人员。针对阿联酋巴布油田综合设施项目工程实践,综合分析海外项目3D模型审查会的目的、要求以及面临的问题,决定选用Navisworks作为3D模型审查会的浏览软件,其在海外石油地面工程3D模型审查会中收到了良好的应用效果。通过应用Navisworks软件优化了工作流程,提高了3D模型审查的效率和质量。

中国风景园林规划设计领域GIS的应用研究进展

GIS因其强大的分析、管理等功能,在风景园林规划设计领域的分析评价阶段应用日益广泛,其应用迅猛发展。目前的研究现状以单个案例或某个方面的研究为主,而对于该研究方向的整体情况论述较少,且前期研究距今时间较远。因此,总结近20年来GIS在风景园林领域的应用情况,将其划分为启蒙期、酝酿期、繁盛期3个阶段进行论述,重点介绍近5年的最新技术方法及成果运用。同时将研究内容上划分为传统领域和新兴领域,对传统领域的应用情况进行概述并指出其发展趋势,对新兴领域的应用情况进行探讨,最后指出现状存在的问题并作研究展望。

面向国产大型邮轮的虚拟设计评审方案

分析国内大型邮轮三维设计模型的虚拟评审需求,基于Intergraph Smart 3D和Smart Plant Review软件,提出国产大型邮轮虚拟设计评审的总体解决方案。该方案基于三维模型轻量化、模型虚拟评审和大型邮轮设计-评审数据转换等关键技术,实现面向大型邮轮设计的沉浸式三维模型全流程虚拟评审。通过在国产大型邮轮设计模型上应用该方案,验证其可行性,为提高大型邮轮设计生产效率、缩短建造周期和降低生产成本等提供重要的技术支撑。

乳腺癌类器官研究进展及临床应用前景

背景:乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,其发病率逐年上升且趋于年轻化,严重威胁女性生命健康,因此建立一个能够准确模拟体内肿瘤情况的理想乳腺癌模型显得尤为重要。类器官与体内来源的组织或器官高度相似,是一种新型的体外三维培养模型,近年来在各种恶性肿瘤的研究中备受研究人员的青睐。目的:综述乳腺癌类器官的研究进展及应用,以期为乳腺癌的个性化治疗提供新的研究途径。方法:第一作者以“类器官、乳腺癌类器官、肿瘤类器官、乳腺球、3D培养”“organoid,breast cancer organoids,cancer organoids,mammosphere,three-dimensional culture”为检索词,检索1980年1月至2020年2月CNKI、万方、PubMed数据库相关文献,文献类型不限,排除与文章研究目的无关及重复性的文献,最终纳入66篇文献进行综述分析。结果与结论:文章简要介绍了类器官技术,回顾了构建乳腺癌类器官模型的过程,总结了乳腺癌类器官最新研究进展及应用。乳腺癌类器官在疾病建模、肿瘤发生机制、药物筛选等方面有广泛应用前景,为乳腺癌研究和治疗提供了可靠的模型,特别是为乳腺癌个性化治疗开辟了新的视野。

三维设计质量控制体系构建与研究

通过运用全面质量管理知识,对三维设计过程进行了深入研究,梳理出一套完整的工作程序,针对数据库建立、模型参数输入、模型深度管理、数据一致性检查、碰撞检查、模型审查、成品制作与三维设计平台维护等环节进行剖析,制定了行之有效的检查、审查、校审方式,克服模型与成品缺陷与促进循环改进方法,构建了科学、生态、全面的质量体系,为今后的工作开展与产品目标实现提供了理论依据。

基于三维设计的变电工程质量控制方法研究

文章针对变电工程三维设计质量管控展开研究,总结三维设计较二维设计的变化及优势,并在质量控制体系、流程再造以及软件方面给出相应实践成果。

面向模型的设计工艺性审查系统规范研究

本文研究了基于模型定义(MBD)技术的数字化工艺性审查实现途径,提出了一套数字化工艺性审查系统即面向制造的设计(DFM)工艺性审查系统,以MBD模型作为检测信息载体,以产品数据管理系统作为平台,通过检查工具开发,实现了在设计阶段对产品进行自动化工艺性审查的功能和工艺性规则管理功能,希望此方案有助于设计人员提高设计质量,降低设计更改率,有效缩短产品的研发周期。

基于规则的卫星产品3维模型工艺性审查技术

针对卫星总装阶段产品3维模型设计数据种类繁多、迭代频繁,工艺性审查数据专业和种类复杂等设计工艺性审查难点问题,提出一种基于规则的卫星产品3维模型设计工艺性审查技术。阐述卫星产品3维模型设计工艺性审查业务流程分析、审查规则与属性信息关系建模、设计工艺性审查关键技术实现等内容,设计卫星3维模型工艺性审查系统的架构原理和主要功能。结果表明,该技术可实现卫星3维模型工艺性自动审查和结果可视化。

3D打印技术在瓣膜性心脏病诊疗中的应用

瓣膜性心脏病的发生率随着年龄的增长而增加,其主要治疗手段是瓣膜置换。而近年来微创介入治疗的出现,改变了传统的治疗模式,让外科手术的高危患者看到了曙光。3D打印技术自1990年开始应用于医学领域以来,发展迅速,凭借其精细化的还原技术,现已广泛应用于多个外科学专业。但目前3D打印技术在心血管外科的应用仍处于起步阶段,尤其在瓣膜性心脏病领域的应用更是少之又少。本文结合瓣膜性心脏病,就3D打印技术的基本原理、在瓣膜性心脏病诊疗中的优势及临床应用现状进行综述,并阐述目前存在的问题及展望未来发展方向。

人因工程分析在油田立体布置脱水站的应用

随着国内油田站场立体模块化技术发展,站场内装置集成度进一步提高。为了研究人因工程(HFE)在此设计模式中的应用方法及适用性,以油田立体布置脱水站为例,描述了使用结合其他风险分析方法的人因工程对油田站场及其核心模块化装置的应用分析,包括方法流程、应用过程及成果,并对人因工程分析的适用范围及应用前景进行了阐述。通过VCA阀门关键性分析结合3D模型审查,提出3条总体建议和25条具体修改建议,解决了立体模块化装置布局拥挤、操作困难、维修不便等多项问题;利用HFE HAZOP (人因工程危险与可操作性)分析专用引导词进一步分析出装置存在的人为因素或人因工程设计不合理可能引发的操作风险,给出4条合理化建议,完善工艺安全分析内容,有效降低了油田站场运行过程中的整体风险,为后续人因工程在石油化工行业,特别是高集成度模块化装置设计中的深入应用提供技术经验和支撑。

建筑点云几何模型重建方法研究进展

从大规模机载点云中重建几何精确、拓扑正确、语义丰富且屋顶遵循LoD3规范的建筑几何模型是当前机载点云建筑建模的难点和重点。为此,根据建筑几何建模思想,将国内外相关建筑点云建模方法分为5类建模体系,并对每一类体系中的代表文献进行了深入的综述和剖析。在此基础之上,提出当前机载点云建模算法存在的一些共性问题,并给出可能的解决方案及几何建模发展的趋势和后续潜在的研究方向,为完善机载点云建筑重建理论,发展更智能的建模算法,构建更高质量的建筑模型库,提供一定程度的参考和借鉴。

3D打印心脏模型对先天性心脏病教学效果影响的系统评价与Meta分析

目的系统性评价利用3D打印心脏模型进行先天性心脏病教学的有效性。方法计算机检索PubMed、Web of Science、EMbase数据库中关于3D打印心脏模型应用于先天性心脏病教学的文献,并用Meta分析评估其效果。检索时限为建库至2022年11月10日。两位研究者独立筛选文献、提取数据和评价文献质量。随机对照试验质量评价采用Cochrane文献评价标准,横断面和队列研究采用JBI评价量表。使用R软件进行Meta分析。结果筛选后纳入23篇文献,其中随机对照试验7篇、横断面研究15篇、队列研究1篇。随机对照试验均为低风险偏倚,横断面研究和队列研究均存在潜在偏倚。3D打印心脏模型与2D图像教学比较的文献有4篇,其Meta分析结果显示,两组对理论成绩的影响差异有统计学意义[SMD=0.31,95%CI(–0.28,0.91),P=0.05]。结论3D打印心脏模型对先天性心脏病教学效果有一定的促进作用,但未来仍需要更多随机对照试验提供相关证据。