摘要：本文主要介绍了有限元分析方法在生物力学中的应用的基本原理,重点介绍了各种有限元分析软件的基本原理及各自的特点,介绍了UGNX6.0NASTRAN分析人工膝关节的应力分析的基本过程:类型的选择、材料定义、常数的设定、有限元网格的划分、有限元结果的分析。对所设计的个性化人工膝关节进行了有限元具体分析和评价,验证了其几何设计结构的合理性。

摘要：从医院获得人体膝关节CT(医用电子计算机X射线断层扫描技术)图像,利用CAD等图像处理软件提取二维轮廓,建立了基于患者的CT断层胶片的二维图像轮廓及三维数据,运用计算机软件UG进行三维建模,同时进行计算辅助加工,为临床医学中膝关节的个性化设计提供了有效的手段.

摘要：膝关节置换后,要求患肢达到负重、伸屈及旋转活动,稳定性好,这就要求假体的几何形状要与人体相匹配并使其植入后与人体运动规律相一致,才能使假体与周围保留的软组织协调运动,这一切都得依赖于精确的膝关节假体设计与制造。文章利用三维镭射扫描和计算机辅助设计技术对人膝关节进行扫描并对所输出的点云数据进行处理,利用逆向工程软件Geomagic和计算机辅助设计软件UG进行膝关节三维实体模型重建,得到了非常精确的膝关节三维模型。为人体复杂的各类骨关节的三维设计提供了一种新的思路。

摘要：膝关节结构复杂,运动功能要求较高。置换后,要求患肢能达到负重、伸屈及旋转活动,稳定性好等目的。这就要求人工制作的膝关节的形状要与人体相匹配,只有形状精确膝关节置入后才能与与周围保留的软组织协调运动,因此这一切都得依赖于精确的膝关节假体设计与制造。文章利用三维镭射扫描和计算机辅助设计技术对人膝关节进行扫描并对所输出的点云数据进行处理,利用工程软件Geomagic和UG进行膝关节三维实体模型重建与模拟加工,得到了非常精确的膝关节三维模型和数控加工程序,为临床医学个体化假体快速精确设计与数字化制造提供了一种切实可行的方法。

摘要：肝脏切除手术是治疗肝脏肿瘤的主要途径,但是术中出血问题一直影响着手术能否顺利进行,而腹腔镜手术中如何控制肝脏出血是一个长期的问题。结合临床实际应用,设计了一款腹腔镜肝门血流阻断装置,通过控制气囊的收缩来阻断血液的流动,实现在手术过程中控制血流的阻断与通畅,有效提高手术的效率。应用ANSYS软件采用四面体非结构网格对流体的通道进行网格划分,在2,4,6,8,10 m/s的流速下,对该装置气囊出口空气流动的方式进行了有限元分析,通过对比速度矢量图可以得到,在气体流速8 m/s的条件下,气体的分布最为平缓,内部气压分布较为均匀,能够最有效地提供气流。

摘要：背景:上海理工大学医疗器械与食品学院生物医学工程专业开设了《科研基础实训》,希望通过这门课程使学生可以利用AUTOCAD计算机辅助设计软件并结合课程书写相关学术论文。目的:培养学生的科研基础能力,为进一步实现个性化人工膝关节的设计和生产提供数据基础。方法:膝关节计算机断层扫描二维图像由上海市闵行区中心人民医院提供,要求同学们利用AUTOCAD软件对患者的计算机断层扫描二维图像进行轮廓提取,并且能得到膝关节股骨远端的三维B样条曲线,从而为人工膝关节的个体化设计制造做好准备,以更好地适应国内医学界对个性化膝关节置入的需求,更好地为膝关节置换患者服务。结果与结论:同学们对获得的人体膝关节股骨远端计算机断层扫描文件图像进行了图像处理,利用计算机辅助设计等图像处理软件对膝关节股骨远端进行了二维轮廓的矢量化和二维轮廓提取,建立了基于患者股骨远端计算机断层扫描断层胶片股骨远端二维图像轮廓的三维数据,为临床医学中膝关节的个性化设计提供了一种有效的手段。

摘要：我们设计了一种体积较小、便于随身携带,操作简单及生产成本低的新型干粉定量给药装置——干粉定量吸入装置。本研究分析了干粉吸入装置的结构与工作原理,并对装置的零部件进行了设计计算与分析。通过释药稳定性实验研究,同时模拟人的吸入药物过程。测出每次实验吸出的药物质量,实验结果数据在期望值上下10%范围内波动,验证了结构的合理性,对新型干粉定量吸入装置的临床应用奠定了基础。

摘要：通过总结其它制粒机的优点与不足,再加上市场的需要,设计了一款螺杆式旋压刀制粒机。先对该制粒机进行结构设计,然后利用Simulation里的有限元分析对旋压式制粒机的尺寸装配、旋压刀材料的选择、筛网的应力分布等进行分析,对各个部件进行尺寸优化,得到一个可以进行实际生产的制粒机。该制粒机零件之间的连接与配合,采用的是卯榫结构,极大地方便了零件拆装。以“拆装、清洗和使用方便,降低零件拆卸带来的磨损,可模块化生产,利用率高”的原则设计了此结构,为今后旋压式制粒机的优化设计提供了参考。

摘要：旨在设计一种新型的腹腔镜手术器械分离钳,使分离钳的操作手柄端与夹持钳头部可以实现快速分离对接。在手术过程中要求起主要作用的夹持钳头部可以留在人体腹腔对坏死组织进行夹持剥离,而操作手柄可以取出,从而给手术医师留有更多的手术操作空间。手术结束后手术医师可以操作手柄在人体腹腔与夹持钳头部实现快速对接,方便快捷地取出夹持钳头部,保障手术的顺利进行。本文主要设计方法是改进传统手术器械分离钳的头部,在其夹子顶端焊接有六角铆钉。同时模拟医用手术夹子,在设计新型钳夹尺寸之后,在手术夹子尾部开有六角通孔,其尺寸与分离钳夹头部的六角铆钉刚好可以配合,从而实现分离钳与夹持钳的快速分离与对接。并通过ANSYS有限元软件分析钳夹在夹取组织的过程中所受的应力分布情况。研究分析表明所设计的新型手术器械分离钳在实现快速分离与对接的前提条件下,同时能满足钳夹对组织血管的夹持作用,从而保证手术的安全进行。

摘要：目的研究作为膝关节置换前虚拟移植的第一阶段工作,重建人体膝关节股骨的三维有限元模型,并基于股骨模型进行应变方面的有限元分析,得到可供下一阶段假体设计的可靠数据。方法选择1例上海市闵行区中心医院35岁女性股骨截面进行自上而下的、层厚为1 mm CT断层图像。采用ANSYS软件对CT图像进行重建膝关节三维模型并进行网格划分,之后进一步进行应力及生物力学特性方面的研究,模拟正常人在静止站立情况在不同载荷条件下的受力分析及应变情况,来验证所建模型的可行性。结果建立一个节点数为155 522、四面体单元数为107 833的股骨三维体网格模型;分别赋予1、5、10种材料值,再施加450、600、700、800、900 N的集中载荷,得到垂直载荷下的最小应力值为45.2~45.4 MPa,最大应力值为90.5~90.8 MPa。结论膝关节的生物力学分析对于膝关节假体的植入角度和位置及今后膝关节假体的外形设计及材料方面的研究具有重要的参考价值。