課 ?程

內(nèi) ??容

一、生物力學(xué)研究前沿

1 ?有限元建?；A(chǔ)知識(shí)（簡(jiǎn)介）

1.1?生物力學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

1.2?有限元方法基本原理及在生物力學(xué)研究中的應(yīng)用

1.3?有限元分析的關(guān)鍵因素分析

二、醫(yī)學(xué)圖像三維建模

（結(jié)合具體實(shí)例講解）

2??醫(yī)學(xué)圖像三維重建

1．醫(yī)學(xué)圖像的三維重建的基本原理和方法

2．Mimics三維重建詳解（從斷層圖像到三維建模）

實(shí)例操作：

1)?四肢長骨的建模（股骨、脛骨和肱骨等）

2)?關(guān)節(jié)的建模（膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)等）

3)?椎體建模（頸椎、胸椎或腰椎等）

4)?軟件功能介紹，包括切割、分離、測(cè)量和裝配等

5)?三維模型與3D打印的聯(lián)系和應(yīng)用

6)?關(guān)節(jié)軟骨建模

7)?椎間盤建模（包括纖維環(huán)、髓核、軟骨終板等）

8)?模型三維體網(wǎng)格劃分（以股骨或脛骨為例）

9)?三維體網(wǎng)格模型賦材料屬性、導(dǎo)出、導(dǎo)入有限元分析軟件

10)?骨科植入重建（骨板、螺釘重建）

11)?軟件定制化植入物、手術(shù)導(dǎo)航、多孔支架設(shè)計(jì)

12)?可以根據(jù)學(xué)員需求進(jìn)行其他部位骨建模

三、ANSYS有限元分析詳解

（結(jié)合具體實(shí)例講解）

3 ?ANSYS有限元分析詳解

3.1 ?前處理功能模塊

3.1.1 建模功能和模型導(dǎo)入

ANSYS二維、三維建模（以三維融合器建模為例）

外部模型模型導(dǎo)入（以Mimics模型導(dǎo)入為例）

3.1.2 網(wǎng)格屬性、材料的屬性

各種網(wǎng)格屬性的原理介紹和應(yīng)用（四面體和六面體實(shí)例）

網(wǎng)格密度的控制

模型材料屬性的定義

3.1.3 模型的接觸功能設(shè)置（包括小關(guān)節(jié)、骨與內(nèi)固定）

3.2 ?求解功能模塊

3.2.1 如何在模型上施加邊界和載荷（包括面載荷、集中載荷和力矩）

3.2.2 求解控制（靜態(tài)和動(dòng)態(tài)加載）

3.3 ?后處理功能模塊

3.3.1 結(jié)果指標(biāo)的提?。鹤冃?、應(yīng)力、應(yīng)變等

3.3.2 結(jié)果云圖的設(shè)置（包括位移云圖、應(yīng)力云圖）

3.3.3 結(jié)果分析與評(píng)判

實(shí)例操作：以脛骨模型為例，實(shí)現(xiàn)Mimics三維建模、3-Matic網(wǎng)格劃分、材料屬性分配、ANSYS加載分析，得到分析結(jié)果

四、輔助軟件

4 ?輔助軟件的介紹

4.1 Geomagic軟件面三維模型處理

4.2 Pro/Engineer軟件，三維內(nèi)固定建模

4.3 Hypermesh軟件，三維體網(wǎng)格前處理

結(jié)合臨床的課題分析與設(shè)計(jì)思路

五、應(yīng)用案例解析Ⅰ

5??具體案例演示

5.1 胸腰椎后路融合術(shù)后力學(xué)分析

5.2 髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后力學(xué)分析

5.3 股骨頸骨折空心釘、PCCP螺釘固定術(shù)后力學(xué)分析

5.4?脛腓骨遠(yuǎn)端骨折、跟骨骨折鋼板固定力學(xué)分析

5.5?胸腰椎壓縮骨折、爆裂骨折術(shù)后力學(xué)分析

5.6?頸椎前路鋼板、鈦籠的力學(xué)分析

5.7 ?SCI論文分享；結(jié)合學(xué)員自己課題分析與設(shè)計(jì)思路討論

六、應(yīng)用案列解析Ⅱ

6 ?人體關(guān)節(jié)軟組織的三維建模（實(shí)例操作與分析）

6.1 三維建模常用影像學(xué)內(nèi)容

6.2 三維建模的基本流程及注意事項(xiàng)

6.3 實(shí)例操作：關(guān)節(jié)軟骨的Mimics三維建模

7 ?關(guān)節(jié)軟組織的Abaqus仿真分析（實(shí)例操作與分析）

7.1 關(guān)節(jié)軟骨力學(xué)特性的研究進(jìn)展

7.2 Abaqus軟件的基本功能及參數(shù)設(shè)置

①模型導(dǎo)入；②網(wǎng)格及材料屬性；③邊界條件；④求解功能；⑤后處理

7.3 實(shí)例操作：關(guān)節(jié)軟骨力學(xué)特性的Abaqus仿真

7.4 結(jié)合學(xué)員自己課題分析與設(shè)計(jì)思路討論

8 ?韌帶生物力學(xué)分析應(yīng)用（不作本次課上講授，可下次線下講解）

8.1膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶（ACL）生物力學(xué)研究

8.2實(shí)例操作：ACL重建術(shù)的Abaqus仿真