stephen2484 发表于 2016-1-19 15:28:16

中仿Simpleware数字骨科建模与数值分析解决方案


一、   概述
数字骨科学是计算机科学与骨科学相结合的一门新兴交叉学科。数字骨科技术可以精确地显示正常或病变骨骼复杂的三维结构,并可进行任意旋转、剖切等观察和操作;可以对重建的三维结构进行测量,获得长度、面积、体积和角度等大量精确的解剖参数。人体骨骼形状结构复杂多样,尤其使关节系统。在病理分析中,传统的CT图像只能粗略地反应病变区域和形状,在手术与治疗过程中主要依赖于医生的经验与临场发挥,这样就导致了许多医疗实物,对患者与医生都造成了巨大的损失。数字骨科学运用计算机仿真技术,基于人体CT或MRI数据建立数字化人体骨骼模型,可为解剖教学、生理模拟、手术培训提供医疗教学平台。医生根据患者的数字化骨骼仿真模型,可制订个体化的诊断、术前规划和手术模拟。人体骨骼结构的有限元分析有重大的研究意义。二、骨骼CT图像


这是人体骨骼的CT扫描图像,图像简单且不够细致,需要具有专业知识和丰富经验的医生才能看懂。仅凭借这样的二维图像难以观察骨骼、关节的细微结构。在病理分析阶段不能对患者病情有完整彻底的了解。如果是人造假体植入,会造成植入物与患者的不契合,甚至造成其它伤害。对骨骼进行三维立体建模是改变这一现状的有效途径。但传统的三维建模技术难以构建复杂的内部结构且不能用于所有的患者,数字骨科学利用骨骼扫描数据进行逆向三维建模,并进行仿真模拟计算。三、数字骨科建模与数值分析全球高端解决方案Simpleware上述CT图像存在的问题和传统建模方式的局限。中仿Simpleware软件已能完全解决,它致力于为CAD、CAE以及3D打印领域提供世界领先的三维图像处理、分析以及建模和服务,已在世界范围内被业界广泛采用。2015年5月中仿科技公司应邀参加第九届上海国际骨科前沿技术与临床转化学术会议,详细介绍Simpleware软件,并就Simpleware在骨骼建模领域的应用做详细介绍及案例操作,并得到了与会人员一致的认可。Simpleware 软件具有CT图像三维处理功能,其强大而精确的建模功能将CT扫描数据转换为计算模型,用于骨骼结构的研究,提供完善的数值计算解决方案。(一)软件相关模块简介Simpleware软件帮助您全面处理3D图像数据(MRI,CT,显微CT,FIB-SEM……),并导出适用于CAD、CAE、以及3D印刷的模型。使用图像处理模块(ScanIP)对数据进行可视化,分析,量化和处理,并输出模型或网格。利用有限元模块(+FE Module)生成CAE网格;利用全新的物理模块:固体力学模块(+SOLID Module)、流体分析模块(+FLOW Module)以及多学科分析模块(+LAPLACE Module),通过均质化技术计算扫描样品的有效材料属性。Simpleware软件基于核心的图像处理平台——ScanIP,结合可选模块,实现FE/CFD网格生成、CAD一体化以及有效材料属性的计算。Simpleware三维图像建模软件的主要模块如下:Ÿ   ScanIP Software:            核心图像处理平台Ÿ   +FE Module:                  网格生成模块Ÿ   +NURBS:         曲面建模模块Ÿ   +CAD Module:               CAD 模块Ÿ   Physics Modules:          物理模块Ø +SOLID Module:             结构力学模块Ø +FLOW Module:             流体分析模块Ø +LAPLACE Module:            多学科分析模块1、核心图像处理平台ScanIPScanIP为3D图像数据的图像可视化、测量和处理工具提供了宽泛的选择。处理后的图像可导出为STL或点云文件,应用于CAD分析、求解、和3D打印领域。ScanIP为3D图像数据(MIR,CT,micro-CT,FIB-SEM…)的综合处理提供了软件环境。软件为用户提供了功能强大的数据可视化、分析、分割、以及量化工具。
ScanIP易于学习和使用,内置视频录制功能,并能基于处理后的数据导出可用于CAD或3D打印的曲面模型/网格。附加模块可用于通过扫描数据导出CAE网格、整合图像数据、建模、导出NURBS曲面、计算有效材料属性的功能。


5、物理模块
物理模块包括结构力学模块(+SOLID Module)、流体分析模块(+FLOW Module)、以及多学科分析模块(+LAPLACE Module)。物理模块的主要功能如下:
优势Ø 稳定而有效的均质化方法file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg复合材料的简化分析Ø 基于3D扫描的高效仿真分析file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg在ScanIP中快速计算有效属性Ø file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg在多种预定义边界条件中进行选择file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg基于标准设计进行分析,节约时间Ø 高质量数据可视化及动画功能file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.gif与同事分享和探讨仿真结果Ø

脚本

file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg自动重复任务和操作
l重要特征Ø 计算有效弹塑性特性(结构模块)、绝对渗透率(流体模块)、电导率和介电常数、导热系数和分子扩散系数(拉普拉斯模块)Ø 可在完整的基于有限元的均质化方法和快速半解析法之间进行选择(仅适用于结构模块和拉普拉斯模块)Ø 自动计算最适合的各向同性(所有物理模块)、正交各向异性(结构模块)、以及单轴(流体模块和拉普拉斯模块)近似值,以及算有效张量Ø 自动测定模型主轴方向Ø 计算结果可导出为text或VTK格式文件(二)Simpleware软件在生物医疗领域的应用Simpleware软件骨骼建模目前在世界上已经被广泛应用。极大促进了骨骼研究和临床医学的发展。2015年4月中仿科技应邀参第十五届国际骨质疏松研讨会暨第十三届国际骨矿研究学术会议。详细地介绍了Simpleware软件,并就Simpleware软件在骨骼建模域的应用做详细介绍及案例操作。如人体骨骼建模、植入物制造、可视化病理分析、手术模拟评估、人体结构建模及分析研究等。
Simpleware软件处理CT/MRI数据并建模


首先运用图像处理模块ScanIP使扫描图像立体化,再利用CAD模块和网格模块构建缺损的下颌模型,接着进行虚拟安装并调整修改模型,最后输出下颌模型进行3D打印。基于Simpleware软件强大的图像处理功能可以精确地提取图像信息,网格模块和CAD模块构建高精度3D模型,还可进行模拟安装并修改,最终形成的三维模型既精确又契合。Simpleware软件的优势l可视化, 分割以及分析复杂的解剖数据集。l整合植入物的CAD模型与具体患者的数据。l提供强大的网格生成功能,用于有限元和计算流体力学。l遵循国际FDA法规并通过FDA 510K认证。关于Simpleware软件借助其image-to-mesh技术,Simpleware三维数字图像建模软件已成为图像到数值模型的图像处理先驱者,获得了包括Queen’sAward for Enterprise in Innovation 2012、Institute of Physics’ (IOP) Innovation Award 2013在内的多个国际奖项,为数字图像三维建模的发展做出了重要贡献。2014年12月中仿科技在重庆医科大学举办Simpleware三维图像建模软件技术讲座和操作培训,详细介绍Simpleware软件,并就Simpleware在医学领域的应用做详细介绍,并带领参会人员一步步学习操作案例,熟悉软件操作流程。目前Simpleware在世界范围内广泛应用于生物医学、材料科学、石油天然气科学、3D打印等众多领域。关于中仿科技中仿科技(CnTech)公司成立于2003年,是中国领先的仿真分析软件和系统解决方案的提供者。中仿科技依靠自主创新研发拥有自主知识产权的中仿CAE系列产品,同时与国际上领先的数值仿真技术公司有长期而紧密的合作关系,具备较强的自主研发能力和创新能力,能够为中国企业和科研机构提供世界一流的仿真技术解决方案。公司总部设在上海,目前在北京、武汉设有分公司。过去的十多年来,中仿科技一直致力于仿真技术领域最专业的系统实施和项目咨询。目前在中国已有超过1500家用户,其中包括中国航天、中国商飞、中石化、中海油、交通部、地震局、国家电网、中广核以及各大高校和中科院所。服务领域涉及高端制造、国防军工、石油化工、水利水电、汽车交通、能源采矿、生物医学、教学科研等。“仿真智领创新”是中仿企业的核心理念,也是中仿坚持的产品核心价值观。中仿始终遵循“客户满意为止”的服务宗旨,坚持不懈地为国内外客户提供全球最前沿最顶端的科技服务,力争成为仿真技术行业的典范。(了解更多详细信息,请访问:www.CnTech.com)
全**一客服热线:400-888-5100   info@cntech.com

hzkhzkh 发表于 2017-1-2 09:38:01

不错挺好的
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