隨著數(shù)值模擬技術(shù)取得很大的進(jìn)展，有限元已經(jīng)發(fā)展到我們生活的各個(gè)角落，沒(méi)有你不敢想，只有你想不到。

概念

在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)與臨床醫(yī)學(xué)緊密結(jié)合,極大地促進(jìn)了臨床診療技術(shù)的發(fā)展，尤其在骨科、神經(jīng)外科、口腔科等眾多臨床學(xué)科中已有許多成功的應(yīng)用。其中對(duì)人體解剖結(jié)構(gòu)建立有限元模型進(jìn)行臨床應(yīng)用已成為重要手段。對(duì)于廣大醫(yī)務(wù)工作者來(lái)說(shuō)，獲取醫(yī)學(xué)三維圖像重建及有限元仿真分析的相關(guān)基本知識(shí)是進(jìn)一步掌握數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)的前提。所以小編準(zhǔn)備為大家簡(jiǎn)單科普一下，整理如下：

有限元在醫(yī)學(xué)中主要應(yīng)用于骨科生物力學(xué)及醫(yī)學(xué)輔助器材應(yīng)用方面（如：骨關(guān)節(jié)受力研究、醫(yī)療器械的研究設(shè)計(jì)），結(jié)合影像重建三維建模軟件， 建立骨科、牙科、心腦血管等三維模型，通過(guò)有限元分析軟件ANSYS 、 Abaqus 、 Hypermesh、Fluent流體分析等對(duì)醫(yī)學(xué)骨科的各種手術(shù)情況進(jìn)行數(shù)字模擬，最終得到受力模型的應(yīng)力和位移數(shù)值，為醫(yī)學(xué)臨床的診斷提供參考依據(jù)。

今天有限元科技小編分享的是有限元仿真分析技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。目前人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出頭部、大腦和血管等模型來(lái)研究頭部損傷機(jī)理和損傷防護(hù)。有限元法是研究人體組織損傷機(jī)理的重要方法，由于人體組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，如何建立高生物仿真度的有限元模型是有限元計(jì)算中必須解決的首要問(wèn)題；其次，如何解決數(shù)值模擬中的高度非線性、流固耦合問(wèn)題，是有限元模擬的關(guān)鍵。下面通過(guò)幾個(gè)例子簡(jiǎn)單介紹一下有限元在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用范圍，讓各位更加直觀感受有限元技術(shù)的強(qiáng)大。

具體應(yīng)用

? 假足領(lǐng)域

? 上頜竇內(nèi)提升術(shù)的應(yīng)用

? 口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

? 骨盆有限元模型應(yīng)用

? 人上頜中切牙樁冠修復(fù)三維有限元模型應(yīng)用

? 股骨頸有限元分析的賦材料應(yīng)用

? 有限元模型的踝關(guān)節(jié)生物力學(xué)分析

等等應(yīng)用范圍非常的廣泛。

【案例】脊椎三維有限元模型及力學(xué)分析

以三維CT掃描數(shù)據(jù)為源數(shù)據(jù)，構(gòu)建脊柱三維模型，對(duì)模型添加內(nèi)固定裝置然后導(dǎo)入有限元分析軟件，賦予各椎體、椎間盤(pán)、終板、固定螺釘?shù)炔牧系膶傩?，使用Spring單元模擬韌帶，分析其在直立，前屈，后伸，側(cè)彎，旋轉(zhuǎn)情況下各椎體及固定裝置的受力及位移分布情況。

【案例】骨盆三維有限元模型及力學(xué)分析

以三維CT掃描數(shù)據(jù)為源數(shù)據(jù)，構(gòu)建骨盆三維有限元模型，對(duì)模型添加固定鋼板、螺釘?shù)攘慵?，然后?dǎo)入有限元分析軟件，賦予骨盆及骶骨、軟組織的材料屬性，使用Spring單元模擬韌帶，分析其在直立，坐位情況下骨盆及固定鋼板、螺釘?shù)氖芰拔灰品植记闆r。

【案例】口腔三維有限元分析

上頜雙鑰匙曲內(nèi)收上前牙的三維有限元分析 對(duì)正常頜志愿者上頜牙列及牙槽骨三維螺旋CT掃描，建立上頜骨、上牙列、托槽及雙鑰匙曲的三維橫型，利用三維有限元分析模擬雙鑰匙曲在臨床使用情況加力，對(duì)上領(lǐng)切牙、側(cè)切牙的位移趨勢(shì)以及牙周組織初始應(yīng)力分布規(guī)律進(jìn)行研究，以期為應(yīng)用雙鑰匙曲控制上領(lǐng)前牙在三維空間的位置提供理論依據(jù)。