骨科醫學(xué)領(lǐng)域的仿真應用

      有道是隔行如隔山，小編身處制造業(yè)領(lǐng)域，關(guān)注的內容大都是跟制造業(yè)企業(yè)、領(lǐng)域內技術(shù)等方面的內容，很少將視野投向別的行業(yè)。但是在內卷化的大背景下，如何更好的發(fā)掘CAE這塊業(yè)務(wù)的覆蓋面，也是我們業(yè)內同行共同面對的問(wèn)題。以前的文章有聊過(guò)CAE工程師尤其是像動(dòng)力學(xué)、流體方面的工程師其實(shí)在電影制作后期也是有用武之地的，算法渲染、動(dòng)力學(xué)仿真、爆破模擬等等諸如此類(lèi)的物理仿真與CAE有一些共性?xún)热荨?/p>

      最近小編看到幾篇文章介紹CAE在生物力學(xué)、醫學(xué)方面的應用，借此跟大家簡(jiǎn)單的交流交流，因為純屬外行，所以不足之處敬請指正。

      在醫學(xué)領(lǐng)域尤其是骨科方面，有限元仿真技術(shù)應用還是非常的廣泛的，很多的醫學(xué)生不僅僅是醫生，其實(shí)還身兼工程師的角色。因為骨科是我們身體最主要的受力組織，研究它們的力學(xué)性能以及受到外部激勵作用產(chǎn)生的反應對于相關(guān)手術(shù)方案制定、假體設計以及一些機理研究等等方面有重要的作用。向我們身體內的腰椎、脊柱、牙齒等骨骼類(lèi)組織，均存在不同的力學(xué)作用關(guān)系。

      不同脊柱段之間有不同的組織和連接關(guān)系，同時(shí)又牽扯一些復雜的自由度約束，人體在受到外部負載、沖擊等作用主要是由這些相關(guān)的骨骼類(lèi)結構來(lái)負擔。

      目前針對該領(lǐng)域開(kāi)展CAE仿真主要有幾個(gè)環(huán)節，首先是CT掃描實(shí)現幾何建模，然后是網(wǎng)格劃分利用專(zhuān)業(yè)的有限元仿真工具實(shí)現力學(xué)仿真，如下圖-2所示（參考論文）。其中針對CT掃描的數據處理主要依賴(lài)于現有的一些圖形學(xué)軟件實(shí)現三維重建，基本是采用VTK軟件開(kāi)發(fā)包實(shí)現。目前該領(lǐng)域常見(jiàn)的三維重建軟件有Simpleware ScanIP、Mimics等，其目的主要是實(shí)現三維重構及面片結構生成，獲得stl數據。

      當我們獲得stl數據之后，比如利用Hypermesh實(shí)現三維網(wǎng)格的劃分獲得網(wǎng)格模型，下圖是獲得網(wǎng)格模型之后的結果。之后根據相應的工況要求實(shí)現有限元計算求解設置（如站立、前屈、后伸等）。

      最后，我們可以回顧一下整個(gè)過(guò)程其實(shí)涉及到非常多前沿的技術(shù)問(wèn)題。從CT掃描實(shí)現圖像數據的檢測識別到三維重構，這里涉及到非常多的計算機圖形學(xué)內容，能夠結合時(shí)下熱門(mén)的人工智能、機器學(xué)習方面的技術(shù)做深入的應用。而在網(wǎng)格化方面，也涉及到很多的網(wǎng)格算法處理技術(shù)，再到后續的計算求解，有生物力學(xué)領(lǐng)域、非線(xiàn)性有限元等方面的內容。從上面的例子可以看出，跨學(xué)科跨領(lǐng)域研究越來(lái)越是未來(lái)科技發(fā)展的趨勢，尤其是在計算機、生物醫學(xué)以及一些傳統學(xué)科之間的合作越來(lái)越明顯。最后祝愿大家又紅又專(zhuān)，又專(zhuān)又廣。

業(yè)務(wù)消息

1. 企業(yè)項目承接、技術(shù)轉移、員工培養、定制培訓。提供中小制造業(yè)深度合作，一位工程師的成本支出，享受眾多領(lǐng)域全方面技術(shù)支持。各CAE仿真軟件銷(xiāo)售，服務(wù)器工作站搭建。

2. 疲勞專(zhuān)題、電池包專(zhuān)題、整車(chē)剛強度、前處理、NVH、ABAQUS、CCM、顯示動(dòng)力學(xué)、約束系統等于上海、西安、秦皇島開(kāi)設（具體時(shí)間協(xié)調確定），直指企業(yè)項目！離能做項目只差一場(chǎng)精品課程。

3. 針對企業(yè)、在職人員、學(xué)生、業(yè)外人員提供定制學(xué)習方案。你所擔心的學(xué)不好、不會(huì )做項目、不被企業(yè)認可，這里都可以解決。

4. 高校免費培訓，提供校內培訓?？蛇x擇前處理、剛強度、疲勞。

5. 中小制造業(yè)免費技術(shù)咨詢(xún)與支持、免費做項目。

6. VIP學(xué)員、協(xié)議學(xué)員招生中，你的問(wèn)題我們幫你解決，你的計劃我們幫你制定，你的職業(yè)我們幫你規劃，助力全方面發(fā)展。

7. 所有課程（含在線(xiàn)和現場(chǎng)項目精品課程）均可選擇自費、免費、帶補助學(xué)習。

8. 課程包含網(wǎng)絡(luò )及現場(chǎng)培訓課程（隨時(shí)可開(kāi)），包含Hypermesh（ansa）整車(chē)前處理，剛強度，碰撞，約束系統，行人保護，二次開(kāi)發(fā)，疲勞，NVH，熱管理，Abaqus，Fluent，CCM，Workbench等等。

QQ ：1171926630        微信：kt1171926630

座機：0335-8903355    電話(huà)：18010138523

更多動(dòng)態(tài)，請關(guān)注我們官方網(wǎng)站：www.mtechfea.com，歡迎大家前來(lái)交流或投稿。

CAE學(xué)習之家感謝您一直以來(lái)的支持, 謝謝！