生物力学-有限元分析

一、生物力学研究基础

1 有限元建模基础知识
1.1 有限元法的基本思想
1.2 有限元法的特点
1.3 有限元法的发展及其应用领域
2 有限元在生物力学中的应用
 器械研发
 骨科应用
 人体防护
 其他
3 有限元分析用到的软件
常用软件介绍：Natran 简介、hyperwork 简介、abaqus 简介

二、医学图像三维建模（结合具体实例讲解）

4 医学图像三维重建
4.1 医学图像源文件格式及特征（数字人、CT、MRI）
4.2 图像分割的基本操作
实例操作：
1) 全脊柱模型构建（上颈椎、下颈椎、胸椎、腰椎、骶骨）
2) 四肢长骨的建模（股骨、胫骨和肱骨等）
3) 软件功能介绍，包括切割、分离、测量和装配等
4) 关节软骨建模
5) 椎间盘建模（包括纤维环、髓核、软骨终板等）
6) 骨盆模型
7) 髋部模型
8) 内植物：
 人工颈椎椎间盘
 前路 ACDF 手术、后路钉棒系统、脊柱小关节螺钉系统
 人工膝关节假体
9) 手术器械（生长棒、新型骨钉）

三、ABAQUS 有限元分析（结合具体实例讲解）

5 ABAQUS 有限元分析详解
① 有限元分析的关键因素分析
② 网格划分：各种网格属性介绍和应用、网格密度的控制
③ 属性及材料；接触及粘接
④ 连接关系；边界条件
⑤ 加载及结果提取
实例操作 1： step by step 进行生物力学分析（股骨）
① 实体导入
② 网格划分（如何控制网格数量，提升计算效能）
③ 材料属性（常见生物组织的材料力学特征）
④ 边界条件（常见生物组织接触逻辑）
⑤ 加载（结合案例：如何利用加载特性，达到检测目的）
⑥ 导出分析文件、提交分析及查看结果（如何从数万数据中凝练核心结果）
实例操作 2：两节段腰椎分析
实例操作 3：膝关节动能冲击损伤（伞兵着陆）

四、生物力学研究临床问题（结合具体实例讲解）

6 临床问题分析&基金申请经验
案例 1：国家自然科学基金申请--下颈椎损伤的的节段间差异性分析
案例 2：国家自然科学基金申请--骨水泥强化螺钉的反雨刷效应
7 骨科内植物的生物力学评估分析
案例 1：强直性脊柱炎颈椎骨折的固定密度的生物力学评估
案例 2：新型国产人工踝关节假体研发
案例 3：人工膝关节假体的设计与分析
案例 4：颈椎小关节加压螺钉的稳定性效果分析
8 工程学与临床医学的结合
案例 1：人工颈椎椎间盘、前路钉板等固定器在飞行工况下的安全性评价
案例 2：骨科手术器械的力学优化
案例 3：直升机坠毁事故人员损伤分析
9 常见审稿意见及处理方案

案例图示：

详情可见医用生物力学--有限元建模生物力学是一门综合交叉学科，运用生物力学的基本原理和方法可以研究医学中大量的力学问题，从另一个角度认识和解决临床上的实际困难。有限元分析是生物医学领域仿真人体结构力学功能研究方面的一个重要手段，但对有限元理论和分析不太熟悉的话则要花费大量https://mp.weixin.qq.com/s/D9BNZZ07xmSJZnlCjJr11w

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