CAE在生物醫(yī)療領(lǐng)域中的分析與仿真應(yīng)用

 CAE在生物醫(yī)療領(lǐng)域中的分析問(wèn)題通常包括生物固體力學(xué)、生物與生理流體力學(xué)、細(xì)胞生物力學(xué)、康復(fù)工程力學(xué)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)力學(xué)等。而隨著仿真分析技術(shù)水平的不斷提升以及國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者對(duì)醫(yī)療事業(yè)的不斷重視，在上述的五個(gè)方面從試驗(yàn)和仿真分析以及解析計(jì)算三方面有了很大的發(fā)展，尤其是在仿真分析方面，不論是材料本構(gòu)的開(kāi)發(fā)，還是仿真手段的創(chuàng)新都有許多的新發(fā)展。由于CAE仿真的可重復(fù)性、高效率和通用性，廣受研究者們的青睞。

 有限元科技在上述多個(gè)領(lǐng)域均具備實(shí)際CAE仿真經(jīng)驗(yàn)，形成了完整的生物醫(yī)療領(lǐng)域CAE解決方案。

 生物固體力學(xué)

 對(duì)于常見(jiàn)的生物固體力學(xué)問(wèn)題，其初始的幾何模型往往是不能直接得到的，需要通過(guò)其他手段得到的，我們利用螺旋CT掃描儀器得到DICOM格式的圖像，然后借助三維重建軟件建立三維模型，隨后利用ANSA軟件構(gòu)造網(wǎng)格模型，最后在功能強(qiáng)大的非線性有限元軟件ABAQUS中進(jìn)行求解，再將結(jié)果導(dǎo)入mETA進(jìn)行后處理。

 網(wǎng)格劃分與后處理

 在生物醫(yī)學(xué)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分中，由于幾何形狀的不規(guī)則和復(fù)合結(jié)構(gòu)的多樣性，因此對(duì)于任何的有限元分析，必須具有優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)格模型，以確保求解的正確性。

 借助國(guó)際公認(rèn)的最快捷的有限元前后處理軟件ANSA，我們能夠?yàn)樯镝t(yī)療中的CAE分析提供高質(zhì)量的網(wǎng)格模型。該軟件具備超強(qiáng)的幾何清理功能，面網(wǎng)格劃分與編輯功能，六面體劃分功能，CFD網(wǎng)格劃分與邊界層網(wǎng)格處理，Morphing網(wǎng)格參數(shù)化功能，最強(qiáng)的BatchMesh批處理網(wǎng)格劃分功能，豐富的全主流CAE求解器接口功能等。同時(shí)，mETA是一個(gè)功能強(qiáng)大的統(tǒng)一CAE分析結(jié)果后處理平臺(tái)，可以直接讀取各種主流的結(jié)構(gòu)和流體CAE分析軟件的分析結(jié)果，進(jìn)行各種需要的后處理工作。

微植體支抗矯治模型

 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿真

　　目前許多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)品繁多，且在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中成本較高。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用市場(chǎng)調(diào)研—產(chǎn)品方案確定—產(chǎn)品開(kāi)發(fā)-試驗(yàn)—量產(chǎn)流程，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，成本高，沒(méi)有充分利用計(jì)算機(jī)仿真的優(yōu)勢(shì)。采用CAE分析方法，由于具有強(qiáng)大的建模功能，能夠?qū)?fù)雜的幾何形狀，材料參數(shù)和不同受力條件下的物體進(jìn)行參數(shù)化模擬仿真研究，可得到實(shí)驗(yàn)方法無(wú)法或難以得到的內(nèi)部信息。

 我們利用Abaqus軟件的運(yùn)動(dòng)學(xué)模塊，進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真，可有效解決以上遇到的問(wèn)題，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和再設(shè)計(jì)次數(shù)，設(shè)計(jì)出更合理、更符合人體工程學(xué)的產(chǎn)品，為人體健康提供更高的保障。

組合式多用腰椎間融合器有限元模型及結(jié)果應(yīng)力分析

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