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作者:衣晓峰
继美国GPS、欧盟伽利略之后,我国自行研制的北斗卫星导航系统已跻身于全球三大卫星导航系统之一。在没有导航的年代,人们在野外作业或者外出 旅游 时都是靠地图指引,或凭借记忆辨别方向遨游四海,因此经常迷路,误入歧途。
而我们的传统种植手术也是如此,在没有“数字化黑 科技 ”赋能之前,口腔种植医生只能通过影像技术检查了解患者术前骨组织、神经血管分布详情;还要对口腔局部解剖结构了如指掌,并必须有很强的空间感;同时要把二维图像在脑内幻化成一个立体的影像,反复在脑海中勾勒种植体植入牙槽骨的手术环节,每一步骤都需要模拟推演,如果没有长期训练及经验积累,很难实现精准种植,这种单纯依靠经验的传统徒手“盲种”手术,被称之为“自由手”种植。
现如今,一场黑 科技 的变革,已经使口腔种植有了自己的“导航系统”。近日在接受媒体采访时,中华口腔医学会口腔修复专业委员会青年委员、黑龙江省医疗保健国际交流促进会口腔 健康 分会副主委、哈尔滨医科大学附属第一医院口腔修复科副教授、副主任医师、医学博士刘鑫介绍说,随着数字化技术与口腔种植科学的联系日益紧密,传统种植诊疗行为模式发生了深刻变革,已逐步从经验化、大体化、轮廓化向标准化、精准化、个性化、数字化的方向迈进。锥形束CT、光数字化印模等口内扫描系统和口腔数字软件、3D打印技术、动态导航系统的“惊艳亮相”,为实现口腔种植及修复手术的个性化、精准化提供了技术支撑和安全保证。
依托于“口腔北斗系统”新技术,刘鑫教授团队在数字化口腔种植领域精耕细作,迄今已圆满完成了上百例数字化种植牙手术。与传统“自由手”口腔种植技术相比,数字化口腔种植手术更加安全、精准、微创、高效、舒适。同时,个性化的手术设计方案借助数字化的直观、立体形式呈现在患者面前,便于医患间直接面对面交流,既提升了种植手术的精确度和成功率,又节约了手术时间,减少了手术创伤,降低了术后并发症。
实践经验表明,数字化种植完全符合未来发展的大趋势。有了数字化口腔种植技术的加持,医生在种植牙的过程已从过去的“了然于心”,变成了现在的“历历在目”。刘鑫指出,种植体的三维位点的准确性是影响修复体功能和美观的重要因素,先前种植体三维位点的准确性主要依赖外科医师的临床经验,且手术方案仅依靠经验和大脑所形成的三维空间及想象构建,以此设计种植体的位置摆放,以及后期的牙冠修复设计。同时要把后期的牙冠修复效果的图示在脑内形成一个立体的映像,与种植体埋入初期相互匹配,其精准性难以保证。
刘教授介绍说,在实际临床工作中,经常会遇到各种复杂的病例,如连续多牙缺失、全口无牙颌、严重萎缩颌骨和特殊解剖结构等棘手难题,术者“自由手”的操作往往“差之毫厘,谬以千里”;这就需要更高的手术精度,而数字化静态导板恰恰能够提供可视化的术前规划方案,医生可以按“以修复为导向”的原则将种植体设计在理想的位点,提前预测治疗难度并规避手术风险,使种植过程和术后结果更具有可预期性。刘鑫的体会是,作为全新的数字全息影像技术,“数字化设计系统+数字化导板”通过电脑端的3D可视化阅片软件,模拟术前规划、测距、角度测量、血管距离、血管直径、体积、面积测量等操作步骤,让医生能够轻松地旋转、放大每一个细节,使患者的手术过程及种植体位置一览无余,尽收眼底。
在世界工业革命及中国制造2025的巨大浪潮下,数字化技术还极大突破了传统诊疗存在的局限。其中,数字化光印模技术的发展和口腔修复技术的进步,让患者在种植牙治疗过程获得了舒适化的体验,彻底解除了心理负担和精神恐惧。刘鑫解释说,因为每颗牙的形态各异,就如每个人的指纹不同一样,牙齿制作过程需要1:1复刻“指纹”,由义齿加工厂在复刻的模型上做出假牙,而传统的印模手段是把托盘与印模材料放置到患者口腔内,对咽部异物感强烈的人来说,极易产生恶心、反胃、呕吐等严重反应,有的因此拒绝继续治疗。而数字化印模技术除可缩短托盘、调拌印模材料等待时间外,还能有效减少消毒印模、固化材料、灌注与运输模型等操作步骤及流程,让患者诊疗体验更简便、更舒适。
同时,传统硅橡胶、藻酸盐等印模模型除需要占据大量储存空间外,还要消耗较多替代体等耗材,部分相对复杂的种植修复模型则必须长期保存,故口腔科存储模型较困难。相比较,口内数字化印模仅需将相关数据储存在光盘、硬盘中即可,省去大量空间的同时,还有利于随机调取,避免了印模材料长期储存造成的潜在污染。并且数字化印模技术既能显示口腔内组织三维形态,又能明确彩色信息,数字化比色牙齿,模拟出具体修复过程,还能让患者对修复方案和预期整体修复效果有直观了解,随时与医生沟通,表达个人诉求,保障修复效果。
刘鑫教授评价指出:不管是疑难种植还是常规种植手术,精准、高效、舒适一直是口腔种植领域从业专家的梦想与追求。而数字化技术的推广应用,必然加速这种趋势,让种植手术删繁就简,更容易被群众所接受。但这“简单”背后却是严苛和繁琐的标准,从术前三维影像数据的获取、计算机辅助下的种植外科手术到术后种植修复体的设计加工,每个步骤都环环相扣。同时,在数字化种植术中,仍是术者起主导作用,并需要有丰富临床经验的专业医师团队配合,结合大量的模拟训练,完善整个医疗程序,从数据采集、手术设计,直到精准的手术实施,形成整个数字化的闭环,才能真正达到精准种植的目的。
现阶段,一个不争的事实是,口腔科医生培养周期长、成本大,加上各地医疗水平参差不齐,“自由手”植入种植体准确率低,这给基层医院开展种植牙技术带来了很大的阻力。而在人工智能技术的创新发展、数字化种植新业态的背景下,无疑为解开上述难题铸造了一把“金钥匙”。
展望未来,刘鑫医生认为,人们今后不仅会通过开发更精准的配准方式及算法,进一步增强动静态导航的准确性及导航系统的反应性,同时还有望利用互联网传输数据,构架交互式远程咨询或远程会诊的“金桥”,甚至可借助远程医疗的方式指导和执行整个种植手术规划过程。在数字化种植时代,高效、舒适、快捷、安全地“栽”下满意的“新牙”已不再是梦境。
刘鑫医生简介
口腔医学博士,副主任医师。
中华口腔医学会口腔修复专业委员会青年委员、中华口腔医学会口腔全科专业委员会候选青年委员、黑龙江省医疗保健国际交流促进会口腔 健康 分会副主任委员。以第一作者发表SCI收录论文2篇,影响因子均 ,国家核心期刊多篇。主持黑龙江省卫生 健康 委科研课题一项、中央引导地方 科技 发展专项项目横向课题一项。主编《临床口腔疾病诊疗指南》专著一部,《五官科疾病诊疗新进展》教材一部。获黑龙江省政府 科技 进步二等奖一项。
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智能建筑中的智能化系统是新科技的代表,是顺应时代的产物。智能建筑成为一个整体出现时,智能化系统会有序的、科学的分布在建筑的应用中,发挥它应有的功能和作用。以下是我整理的人工智能的论文的相关 文章 ,欢迎阅读!
建筑智能化设计的相关探讨
【摘要】智能建筑中的智能化系统是新科技的代表,是顺应时代的产物。智能建筑成为一个整体出现时,智能化系统会有序的、科学的分布在建筑的应用中,发挥它应有的功能和作用。智能化系统在智能建筑中起着重要的作用,在管理过程中,要科学管理、综合考究、有效安排、合理利用。以求达到最佳效果,确保建筑项目安全施工。本文将综合阐述有关智能建筑中智能化系统的设计概念、以及在设计和施工的过程中应该注意的相关问题。
【关键词】智能建筑;智能化系统;设计
一、建筑智能化系统的设计原则
(一)先进性。智能建筑的智能化系统是随着信息电子科学技术的发展而不断发展的,因此,在系统设计时应当分析智能化系统的发展状况,吸收开放的先进设计理念,以完善智能建筑功能的发挥。
(二)可靠性。在智能化系统设计时应当采用模块化设计理念,将智能化系统的各个子系统相互隔离,以确保在部分子系统发生故障的过程中不会影响其他子系统或链路的正常运行,由此提高系统运行的可靠性。
(三)标准化。随着智能化系统的快速发展,相关的系统设计标准也相继制定。在系统设计中应当严格按照系统标准进行设计,以方便系统的施工与维护。
(四)实用性。智能化系统的设计应当能够充分实现接收有线电视、图像、监控设备、多媒体通信、安全防范、语音、数据等功能,确保其在完善用户的信息沟通与娱乐的同时能够提高用户环境的安全性。
(五)经济性。智能化系统内部包含着多个子系统,其子系统又包含多种构件和设备,因此在系统设计过程中应当在考虑质量保证的同时尽量节省投资成本。
(六)扩展性。在电子信息技术的迅速发展状况下,当前的智能化系统设计内容会出现一定程度的约束与局限。所以,在进行智能化系统设计时应当考虑设计内容的可扩展性,确保智能建筑能够在未来的技术发展下得到更新扩展。
二、建筑智能化系统的设计
(一)供电系统设计
智能化系统的子系统通常需要进行单独供电,因此需要重视供电系统的设计。一般计算机网络系统会采用UPS 进行集中供电,在不间断电源机房其供电出线也需要进行集中供电,而供电进线则满足一定的容量要求即可;对于未使用不间断电源供电的的工作站,也应当采用单独回路进行供电,以避免电路混用危害系统运行,如安全防范系统应当使用单独回路进行集中供电,以保证其与消防联动系统在应对紧急情况时能够正常工作。
(二)接地系统设计
智能建筑的接地将直接影响到设备与工作人员安全、系统工作的可靠性与稳定性、信息传输的质量等。在建筑接地系统设计时应当根据建筑的功用与智能化系统工作要求进行设计,保证能够为其在应用部位提供响应接地端。其需要安装的有静电接地系统、辅助等电位铜排、防雷接地系统、安全保护接地系统、工作接地系统、直流接地系统等部分。其包括两种接地方式:
1、联合接地方式,其在应用中需注意:由于计算机等设备的抗雷击性能不高,且其系统包含超大规模的集成电路容易造成抗高频干扰差,很可能会受到其他系统的干扰,所以应当对计算的直流电源采用单独接地的方式;在使用联合接地方式时其接地电阻有可能会大于1Ω,所以对有特殊要求的智能化子系统均要采用单独接地。
2、单独接地方式,在使用统一接地时主要利用自然接地体,若不再使用人工接地体其应当满足以下条件:接地电阻应当在1Ω以下,即小于规定值;建筑基础内部的钢筋应当互相连接形成电气通路及闭合环,且闭合环英应当与地面保持以上的距离;建筑基础表面未设置绝缘防水层。由于单独接地方式具有施工简单方便、接地可靠、节省成本等优点,因此在智能建筑接地系统设计中得到了较广泛的应用。
(三)智能化管理间与智能化竖井
通常计算机网络系统对于数据通信线路有必要的长度与性能要求,在智能建筑智能化系统设计中,一般使用铜质双绞线作为计算机系统的水平线路,而铜质双绞线会影响到网络传输的带宽,所以根据布线标准与规范,应当保证网络交换机与计算机之间使用的铜质双绞线长度在100m的范围以内;根据管路的弯度与竖直条件,智能化管理间到建筑物的边缘距离应当在60m的范围内;在网络管理间应当安置相应的网络机柜,其周围要留设合理的安装与维护空间,其平面面积应当在5~10m2之间。
(四)综合布线系统设计
在综合布线系统设计中,一般的语音电缆或水平子系统数据电缆应当采用支持带宽100M的D级别系统和5e类的UTP电缆,以满足大量用户的扩展要求;其水平线缆的总长度应当在100m范围以内,其中水平布线电缆的最佳长度为90m,电信间配线架上的跳线与接线软线长度应当不小于5m,对于情况不明确的公共空间其电缆应当按照以下公式进行计算:
C=(102-H)/ W=C-5
其中H表示水平电缆的长度;C表示设备电缆、工作区电缆与电信间跳线的长度总和;W表示工作区电缆的最大长度,其值应当在22m以下;D表示设备电缆与电信间跳线的总长度。
三、目前智能建筑存在的问题
(一)国产化系统集成产品
现在占据国内智能建筑市场的产品仍然属于国外的几家公司,如美国的江森自控、IBM、朗讯科技和Honeywell等。国产系统集成产品没有主动权,这就很难使智能建筑完全真正地适应中国国情。
(二)技术障碍
在整个智能建筑领域仍然存在着一些技术上的缺陷,比如网络频宽的限制:数据传输量迅速增加和多媒体的使用,要求有宽阔的通讯空间;使用天线局域网络也要重新分配宝贵的音波频律。在新网络科技如ATM、Frame-relay等问世后,通讯空间的问题可获部分解决,但缺乏全面而完整的数据模型,各个建筑物自动化和应用系统之间仍然无法有效地交换数据。另外数据安全性和无缝话音与数据通讯之间还存在着矛盾,很多机构非常关注其内部资讯系统的安全性,以及保护其电脑和话音系统免被非法接达的问题,但如果把某建筑物隔离起来提供保护的话,就会导致无法使用更先进的通讯工具。
(三)人才缺乏
从事智能建筑的人才包括设计专门管理人才、安防产品技术支持工程师、布线、安防产品开发高级工程师、销售工程师(负责安防、综合布线产品的区域市场销售工作)、防盗报警、监控产品、大屏幕开发高级工程师、软件开发工程师(主要负责楼宇自控系统软件开发),而最为紧缺的是智能建筑系统设计管理人才。它需要懂得电子、通讯和建筑三方面专业知识的复合型人才。就智能建筑项目来说,工程的设计和施工是两个方面。而既懂工程设计,又懂施工方案的人,却是少而又少。设计与施工如何衔接和连贯好,关系到工程的进度与质量。
智能建筑是高科技的产物,智能建筑学科是多学科的交叉和融汇,人才培养应该是多层次、多方位的,只有强调理论与实践紧密结合,设计与技术紧密结合,施工与产品紧密结合,才能培养出新一代的智能建筑人才。
四、结束语
智能建筑设计中的智能化系统是一项科技水平高施工难度大的高科技建筑,无论是对智能化系统的规划还是对其进行管理,都要进行优化控制,以达到智能建筑的最优化设计。智能化系统施工设计质量好坏将直接关系着智能建筑整体质量和使用寿命。因此,相关研究和设计人员应当加强智能化系统的综合分析与管理, 总结 智能化系统施工中的 经验 与问题,以不断提高智能化系统施工设计水平和质量。
参考文献:
[1] 翟伟盛,浅谈智能化系统管理及维护,消费导刊,2009年10期
[2] 金红峰,浅谈智能化系统管理及维护的一点心得,艺术科技,2007年03期
[3] 邵胜华,智能化建筑智能化安装工程管理探究[J] 理论研究,2010(7)
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