课程培训
医学三维图像(Mimics)及生物力学(ANSYS)建模仿真培训课

 

培训目标:
1、理解医学三维图像重建和有限元建模仿真的基本原理、基础概念和方法;
2、掌握Mimics三维图像重建和Ansys有限元计算分析软件基本操作和使用流程;
3. 针对骨学、关节外科、普外科、口腔科等临床基础研究中的数字医学问题提供实例讲解;
4. 为相关临床课题提供基本科研思路。
参加对象:
各省市、自治区从事生物力学、医学有限元、医学三维重建、生物医学工程、基础医学、临床医学、口腔力学、骨骼力学的教学、研究与应用的教师、科研工作者、各级教练员等方面的相关人员;国内各重点大学、科研院所相关研究领域的博士、硕士相关研究生和学者等:
培训内容:

一、有限元法概述及分析
(生物力学基础)
有限元建模基础知识培训:
1)有限单元法的基本原理和常用概念(以Ansys软件为例)
1.1有限元分析的原理;(数学物理基础原理)
1.2有限元分析的对象和范围;(连续体和离散体,基本物理范畴)
2)医学图像三维重建的基本原理和方法(以Mimics软件为例)
2.1三维重建的基本原理;
2.2医学图像重建的特点和基本方法。
二、mimics软件
  (上机操作案例分析)
医学有限元模型的特点及建模方法
1)Mimics软件三维重建详解;从断面图像到三维图像
2)Mimics软件实例操作;从临床CT、MRI图像到具体模型重建
3)从三维图像到三维图形的转换;从三维图像到三维图形
4)材料的赋予
5)3Matic功能简介
三、ANSYS有限元分析操作
ANSYS软件界面及功能模块介绍
1)前处理界面及功能介绍;
1.1ANSYS建模功能介绍
1.2模型的基本结构与操作 (悬臂梁建模过程演示)
1.3复合模型生成(模型组合及布尔运算、钛笼圈建模过程演示)
1.4外部模型导入(CT扫描图像3D重建模型导入)
2)ANSYS网格划分方法与网格控制;
2.1基本网格划分方法(面网格划分、体网格划分,)
2.2网格控制与调整(网格密度,单元质量,整体和局部优化)
2.3六面体网格及四面体网格实例练习
3)ANSYS的求解过程
3.1模型的约束与加载(点、线、面的加载)
3.2加载控制(步长与时长)
3.3静态与瞬态加载(以上建立模型实例计算分析)
4)ANSYS求解后处理
4.1常规提取结果指标:位移、应变和应力
4.2结果的显示形式和综合分析5)ANSYS建模重点解疑
5.1接触问题(椎体小关节、肘关节、足踝关节)
5.2材料库的选取定义(赋予材料属性实现)
5.3本构关系(线性、非线性)
四、医学临床中的有限元
(生物力学具体案例分析)
有限元软件在生物力学中应用与分析学习(实例分析讲解)
1) 颈椎前路蝶型钢板力学分析
2) 人工椎间盘置换术后力学分析
3) 枢椎前后方不同角度载荷时应力分析
4) 股骨-胫骨复合体在人体体重冲击下的运动力学响应研究
5) 带锁髓内针、DHS钢板及近端锁定钢板生物力学性能比较
6) 人体胸廓急救按压力学仿真
7) 微种植支抗改善露龈笑的有限元分析研究
8) 下颌骨体部缺损钛板重建有限元分析研究
建模细节
1)长骨的建模过程(人体四肢骨)
1.1手工建模      1.2利用CT扫描影像重建
2)关节的建模过程
2.1 椎间盘的建立2.2 韧带重建   2.3关节面的处理
3)骨科植入物(板、钉)重建及与骨性结构的综合建模
4)基于临床的口腔生物力学建模及应用




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