西贡咖啡
2024-04-15 05:48
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隨著生命科學和工程技術的深入結合，學科融合交叉成果層出不窮，並不斷滲透到醫藥、農業、食品、環境等領域；其中，生物力學是發展較為突出的領域。生物力學是一門綜合交叉學科，運用生物力學的基本原理和方法可以研究醫學中大量的力學問題，從另一個角度認識和解決臨床上的實際困難。
有限元分析是生物醫學領域仿真人體結構力學功能研究方面的一個重要手段，但對有限元理論和分析不太熟悉的話則要花費大量的時間和精力來構建個性化的有限元模型。為進一步推動學科交叉創新，北京軟研國際信息技術研究院特舉辦“生物力學建模仿真技術與臨床醫學應用”專題.
一、生物力學研究基礎
1 有限元建模基礎知識
1.1 有限元法的基本思想
1.2 有限元法的特點
1.3 有限元法的發展及其應用領域
2 有限元在生物力學中的應用
器械研發
骨科應用
人體防護
其他
3 有限元分析用到的軟件
常用軟件介紹：Natran 簡介、hyperwork 簡介、abaqus 簡介
二、醫學圖像三維建模（結合具體實例講解）
4 醫學圖像三維重建
4.1 醫學圖像源文件格式及特征（數字人、CT、MRI）
4.2 圖像分割的基本操作
實例操作：
1) 全脊柱模型構建（上頸椎、下頸椎、胸椎、腰椎、骶骨）
2) 四肢長骨的建模（股骨、脛骨和肱骨等）
3) 軟件功能介紹，包括切割、分離、測量和裝配等
4) 關節軟骨建模
5) 椎間盤建模（包括纖維環、髓核、軟骨終板等）
6) 骨盆模型
7) 髖部模型
8) 內植物：
人工頸椎椎間盤
前路 ACDF 手術、後路釘棒系統、脊柱小關節螺釘系統
人工膝關節假體
9) 手術器械（生長棒、新型骨釘）
三、ABAQUS 有限元分析（結合具體實例講解）
5 ABAQUS 有限元分析詳解
① 有限元分析的關鍵因素分析
② 網格劃分：各種網格屬性介紹和應用、網格密度的控制
③ 屬性及材料；接觸及粘接
④ 連接關系；邊界條件
⑤ 加載及結果提取
實例操作 1： step by step 進行生物力學分析（股骨）
① 實體導入
② 網格劃分（如何控制網格數量，提升計算效能）
③ 材料屬性（常見生物組織的材料力學特征）
④ 邊界條件（常見生物組織接觸邏輯）
⑤ 加載 （結合案例：如何利用加載特性，達到檢測目的）
⑥ 導出分析文件、提交分析及查看結果 （如何從數萬數據中凝練核心結果）
實例操作 2：兩節段腰椎分析
實例操作 3：膝關節動能沖擊損傷（傘兵著陸）
四、生物力學研究臨床問題（ 結合具體實例講解 ）
6 臨床問題分析&基金申請經驗
案例 1：國傢自然科學基金申請–下頸椎損傷的的節段間差異性分析
案例 2：國傢自然科學基金申請–骨水泥強化螺釘的反雨刷效應
7 骨科內植物的生物力學評估分析
案例 1：強直性脊柱炎頸椎骨折的固定密度的生物力學評估
案例 2：新型國產人工踝關節假體研發
案例 3：人工膝關節假體的設計與分析
案例 4：頸椎小關節加壓螺釘的穩定性效果分析
8 工程學與臨床醫學的結合
案例 1：人工頸椎椎間盤、前路釘板等固定器在飛行工況下的安全性評價
案例 2：骨科手術器械的力學優化
案例 3：直升機墜毀事故人員損傷分析
9 常見審稿意見及處理方案
案例圖示：
詳情可見