有限元法是研究人体组织损伤机理的重要方法，由于人体组织结构的复杂性，如何建立高生物仿真度的有限元模型是有限元计算中必须解决的首要问题；其次，如何解决数值模拟中的高度非线性、流固耦合问题，是有限元模拟的关键。
Mimics、Geomagic与ANSYS联合的医学有限元分析技术
1、Mimics软件的三维重建和可视化模块，可以让医生对薄层CT体数据集在三个正交平面（横断面、矢状面、冠状面）浏览，可以对感兴趣区反复观察；
进一步对感兴趣区进行三维重建，重建的模型可以进行任意组合显示、可从任意角度观察、可调整任意透明度和伪彩标注，从而清楚地显示了局部解剖的空间立体位置关系；
进一步可以对感兴趣区进行几何参数（长度、面积和体积等）测量。
通过这些观察，mimics软件可以帮助外科医生形成病变部位完整、清晰和准确的三维映像。
、Mimics另一个基本功能是快速成型模块，在假体制作、骨缺损假体、匹配导向板设计、复杂病例的辅助手术设计应用较多。
3、Mimicss软件的有限元分析模块，mimica软件可以简便快捷地建立三维有限元模型，为ABAQUS、ANSYS及Fluent等有限元分析软件专门设计的接口，数据的转换更加方便流畅。
4、Mimics的手术仿真模块，为外科医生在临床中创造性地应用计算机辅助外科提供了无限的想象空间。利用手术仿真模块，可以在计算机中虚拟截骨矫形，预先就可以获得准备的截骨线和标志位置。
所有的外科器械均可做成三维模型导入mimics软件中进行虚拟置入，预先就可获得置入体准备的型号。
利用人体学测量和分析模块，可以精确地比较手术前和手术后解剖结构的几何改变。
可以进行个性化人工假体的定制，进行复杂的关节表面置换手术。
可以模拟截骨矫形后软组织改变的效果。
5、Mimics的计算机辅助设计模块，可以将三角面片的三维模型拟合成B样条曲线或曲面，以导入CAD软件进一步测量。
Geomagic软件是一套集成逆向工程、材料工程、生物力学工程、有限元分析等多工业、多学科领域的统一解决方案的专业软件,它通过对三维体图或二维平面序列图像(CT/MRI/Microscopy)进行提取、分割、合并等操作,生成表面重建后的三维图像,同时提供多种体网格生成技术,直接生成多种有限元软件或计算流体力学软件的网格文件,并支持导出NURBS曲面描述的CAD模型。
ANSYS是国际上最著名的通用有限元分析软件之一，在计算理论和求解问题的广泛性方面处于全球领先的地位，尤其针对结构线性、流/固耦合等问题的求解具有强大优势，被业内人士认为是线性有限元发展方向的先导，被广泛应用于各个工业领域的工程仿真计算，包括生物力学、土木建筑、交通运输、石油化工、机械制造、航空航天、汽车、国防*工、船舶以及科学研究等各个领域。
运用Mimics、Geomagic与ANSYS联合的医学有限元分析技术，可以将人体组织的CT/MRI二维断层扫描图片数据创建三维模型，使用Simpleware先进的网格剖分技术，生成ANSYS结构和流体模型。ANSYS强大的非线性力学计算功能和流固耦合求解能力，高效并精确的模拟组织应力、应变、传热、流体动力学等问题。
分析工作流程图
基于CT的脊柱三维建模
以三维CT扫描数据为源数据，构建脊柱三维模型，对模型添加内固定装置然后导入有限元分析软件，赋予各椎体、椎间盘、终板、固定螺钉等材料的属性，使用Spring单元模拟韧带，分析其在直立，前屈，后伸，侧弯，旋转情况下各椎体及固定装置的受力及位移分布情况。
从MR图像到三维有限元模型：脑脊髓的流体动力学计算
ANSYSFluent模拟的脑脊髓流动动力学模拟：压力、速度分布
脑积水病人脑部应力分布和速度场分布
脑动脉瘤的流固耦合计算
脑动脉瘤是动脉病态的膨胀，一般发现于韦利斯氏环的前部和后部。脑动脉瘤的破裂会引起蛛网膜下出血以及严重的并发症。因此，在脑动脉瘤破裂的分析中，血液动力学发挥着很重要的作用。下面的例子模拟了血液的流动以及流固耦合问题。模型的建立运用了三维图像处理技术，并选用ANSYSFluent中的非牛顿不可压缩流体、流固耦合求解器。
图示分别为血液压力分布、组织剪切应力、有效应力、位移分布
心脏的流固耦合模拟
大多数的生物组织运动过程都与流固耦合有关。本例就使用了流固耦合计算方法，模拟了某位病人左右心房和膜片的模型，目的是用来优化心脏肺动脉瓣的外科手术。
心脏的流固耦合模型
心脏的主应力和主应变云图
主动脉瓣的流固耦合模拟
本例使用ANSYSFluent建立了主动脉根和主动脉瓣的二维平面应变模型，弱可压缩流体，并在入口给定14mmHg的压力。
不同时刻的速度场分布
多孔弹性有限元模型预测腰椎间盘的渐进破坏
腰椎间盘突出症是较为常见的疾患之一，主要是因为腰椎间盘各部分（髓核、纤维环及软骨板），尤其是髓核，有不同程度的退行性改变后，在外力因素的作用下，椎间盘的纤维环破裂，髓核组织从破裂之处突出（或脱出）于后方或椎管内，导致相邻脊神经根遭受刺激或压迫，从而产生腰部疼痛，一侧下肢或双下肢麻木、疼痛等一系列临床症状。腰椎间盘复杂的模型建立，是有限元分析的重点。
本例中使用ANSYS进行循环加载，来模拟腰椎间盘渐进破坏。模拟的结果可以用来研究如何避免由于重复的负重而引起的疼痛。
使用多孔介质材料来模拟椎间盘，并且考虑固相和液相。下图为腰椎间盘的有限元模型。
腰椎间盘网格图
一个循环加载后，各部位所受的力与时间的关系如下图所示。
受力与时间的关系
同时，我们也能获得在不同加载力和循环次数条件下的椎间盘有效应力云图。
有效应力云图
01医学有限元分析服务内容针对骨学、关节外科、普外科、囗腔科等提供医学力学有限元分析仿真、培训、临床手术模拟分析等；
代做有限元：脊椎、腰椎、颈椎、上下肢、假肢、前臂、血管支架、牙齿、骨关节等；
培训：ANSYS、Abaqus有限元分析，mimics骨头模型提取，GeomagicStudio模型处理；
服务对象：各省市、自治区从事运动生物力学、生物医学工程、基础医学、临床医学、囗腔力学、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。
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