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培訓目標:
1、理解醫學三維圖像重建和有限元建模仿真的基本原理、基礎概念和方法;
2、掌握Mimics三維圖像重建和Ansys有限元計算分析軟件基本操作和使用流程;
3. 針對骨學、關節外科、普外科、口腔科等臨床基礎研究中的數字醫學問題提供實例講解;
4.?為相關臨床課題提供基本科研思路。
參加對象:
各省市、自治區從事生物力學、醫學有限元、醫學三維重建、生物醫學工程、基礎醫學、臨床醫學、口腔力學、骨骼力學的教學、研究與應用的教師、科研工作者、各級教練員等方面的相關人員;國內各重點大學、科研院所相關研究領域的博士、碩士相關研究生和學者等:
培訓內容:
一、有限元法概述及分析
(生物力學基礎)
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有限元建?;A知識培訓:
1)有限單元法的基本原理和常用概念(以Ansys軟件為例)
1.1有限元分析的原理;(數學物理基礎原理)
1.2有限元分析的對象和范圍;(連續體和離散體,基本物理范疇)
2)醫學圖像三維重建的基本原理和方法(以Mimics軟件為例)
2.1三維重建的基本原理;
2.2醫學圖像重建的特點和基本方法。
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二、mimics軟件
??(上機操作案例分析)
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醫學有限元模型的特點及建模方法
1)Mimics軟件三維重建詳解;從斷面圖像到三維圖像
2)Mimics軟件實例操作;從臨床CT、MRI圖像到具體模型重建
3)從三維圖像到三維圖形的轉換;從三維圖像到三維圖形
4)材料的賦予
5)3—Matic功能簡介
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三、ANSYS有限元分析操作
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ANSYS軟件界面及功能模塊介紹
1)前處理界面及功能介紹;
1.1ANSYS建模功能介紹
1.2模型的基本結構與操作 (懸臂梁建模過程演示)
1.3復合模型生成(模型組合及布爾運算、鈦籠圈建模過程演示)
1.4外部模型導入(CT掃描圖像3D重建模型導入)
2)ANSYS網格劃分方法與網格控制;
2.1基本網格劃分方法(面網格劃分、體網格劃分,)
2.2網格控制與調整(網格密度,單元質量,整體和局部優化)
2.3六面體網格及四面體網格實例練習
3)ANSYS的求解過程
3.1模型的約束與加載(點、線、面的加載)
3.2加載控制(步長與時長)
3.3靜態與瞬態加載(以上建立模型實例計算分析)
4)ANSYS求解后處理
4.1常規提取結果指標:位移、應變和應力
4.2結果的顯示形式和綜合分析5)ANSYS建模重點解疑
5.1接觸問題(椎體小關節、肘關節、足踝關節)
5.2材料庫的選取定義(賦予材料屬性實現)
5.3本構關系(線性、非線性)
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四、醫學臨床中的有限元
(生物力學具體案例分析)
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有限元軟件在生物力學中應用與分析學習(實例分析講解)
1)?頸椎前路蝶型鋼板力學分析
2)?人工椎間盤置換術后力學分析
3)?樞椎前后方不同角度載荷時應力分析
4)?股骨-脛骨復合體在人體體重沖擊下的運動力學響應研究
5)?帶鎖髓內針、DHS鋼板及近端鎖定鋼板生物力學性能比較
6)?人體胸廓急救按壓力學仿真
7)?微種植支抗改善露齦笑的有限元分析研究
8)?下頜骨體部缺損鈦板重建有限元分析研究
建模細節
1)長骨的建模過程(人體四肢骨)
1.1手工建模??????1.2利用CT掃描影像重建
2)關節的建模過程
2.1 椎間盤的建立2.2 韌帶重建 ??2.3關節面的處理
3)骨科植入物(板、釘)重建及與骨性結構的綜合建模
4)基于臨床的口腔生物力學建模及應用
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