課 ?程

內 ??容

一、生物力學研究前沿

1 ?有限元建?；A知識（簡介）

1.1?生物力學在醫(yī)學領域的應用

1.2?有限元方法基本原理及在生物力學研究中的應用

1.3?有限元分析的關鍵因素分析

二、醫(yī)學圖像三維建模

（結合具體實例講解）

2??醫(yī)學圖像三維重建

1．醫(yī)學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）

實例操作：

1)?四肢長骨的建模（股骨、脛骨和肱骨等）

2)?關節(jié)的建模（膝關節(jié)、踝關節(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、測量和裝配等

5)?三維模型與3D打印的聯(lián)系和應用

6)?關節(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)?模型三維體網格劃分（以股骨或脛骨為例）

9)?三維體網格模型賦材料屬性、導出、導入有限元分析軟件

10)?骨科植入重建（骨板、螺釘重建）

11)?軟件定制化植入物、手術導航、多孔支架設計

12)?可以根據(jù)學員需求進行其他部位骨建模

三、ANSYS有限元分析詳解

（結合具體實例講解）

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）

外部模型模型導入（以Mimics模型導入為例）

3.1.2 網格屬性、材料的屬性

各種網格屬性的原理介紹和應用（四面體和六面體實例）

網格密度的控制

模型材料屬性的定義

3.1.3 模型的接觸功能設置（包括小關節(jié)、骨與內固定）

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)和動態(tài)加載）

3.3 ?后處理功能模塊

3.3.1 結果指標的提?。鹤冃?、應力、應變等

3.3.2 結果云圖的設置（包括位移云圖、應力云圖）

3.3.3 結果分析與評判

實例操作：以脛骨模型為例，實現(xiàn)Mimics三維建模、3-Matic網格劃分、材料屬性分配、ANSYS加載分析，得到分析結果

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，三維內固定建模

4.3 Hypermesh軟件，三維體網格前處理

結合臨床的課題分析與設計思路

五、應用案例解析Ⅰ

5??具體案例演示

5.1 胸腰椎后路融合術后力學分析

5.2 髖關節(jié)置換術后力學分析

5.3 股骨頸骨折空心釘、PCCP螺釘固定術后力學分析

5.4?脛腓骨遠端骨折、跟骨骨折鋼板固定力學分析

5.5?胸腰椎壓縮骨折、爆裂骨折術后力學分析

5.6?頸椎前路鋼板、鈦籠的力學分析

5.7 ?SCI論文分享；結合學員自己課題分析與設計思路討論

六、應用案列解析Ⅱ

6 ?人體關節(jié)軟組織的三維建模（實例操作與分析）

6.1 三維建模常用影像學內容

6.2 三維建模的基本流程及注意事項

6.3 實例操作：關節(jié)軟骨的Mimics三維建模

7 ?關節(jié)軟組織的Abaqus仿真分析（實例操作與分析）

7.1 關節(jié)軟骨力學特性的研究進展

7.2 Abaqus軟件的基本功能及參數(shù)設置

①模型導入；②網格及材料屬性；③邊界條件；④求解功能；⑤后處理

7.3 實例操作：關節(jié)軟骨力學特性的Abaqus仿真

7.4 結合學員自己課題分析與設計思路討論

8 ?韌帶生物力學分析應用（不作本次課上講授，可下次線下講解）

8.1膝關節(jié)前交叉韌帶（ACL）生物力學研究

8.2實例操作：ACL重建術的Abaqus仿真

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