CAE 工程模擬解決方案

生物醫學工程模擬應用

LS-DYNA 是一款強大的多物理場模擬軟體，同時具備結構(Mechanics)、熱 (Thermal) 和流體 (CFD) 、電磁(EM)等多物理場的求解器，並且求解器之間可以進行相互耦合，因此 LS-DYNA 能模擬極為複雜的生物醫學問題，如心臟泵血、電生理學等。透過 LS-DYNA 的模擬，將能協助研發各種人體內的醫療器材，並進一步提升醫療技術的發展。

生物醫學工程模擬應用

醫療器械開發和工業產品一樣都十分重視性能、開發時間與成本，而醫療器械的開發通常還需考慮生物相容性，像是植入性醫材手術後與患者本身細胞的融合程度，因此也會使開發增加許多難度與實驗成本。

艾索科技提供生物醫學工程解決方案，藉由"模擬"，協助研發單位提高醫療器械可靠性、病人安全、縮短研發週期、加速通過監管機構的批准。

 

一、模擬技術提供的醫療價值

  • 動脈阻塞新療法：協助醫療人員或執刀醫師先在沒有風險的虛擬環境進行心血管建模並進行快速的樣品實驗來確保手術安全性。

  • 制定骨科修復方案：在美國已有成功案例使用力學模擬協助骨科醫師，基於Ｘ光片建立虛擬環境為患者制定專屬的骨骼修復方案，提升療程整體效率。

  • 醫材審核的有效證據：模擬報告已被作為監管機構審批下一代脊柱植入物MRI安全性的主要證據來源。

 

二、LS-DYNA 生物醫學模擬 應用項目：

  • 心臟模擬 (Cardiac Simulation)

  • 心電系統 

  • 電生理學 (ElectroPhysiology, EP)

  • 心臟泵血的多物理場模擬 

  • 浦金氏纖維 (Purkinje Fiber)

  • 軟組織材料模型 (Biological soft tissues)

  • 人工心臟瓣膜設計

  • 流體輸送泵 (CFD)

  • 支架設計 (Stent)

  • 腦部損傷 (Brain injuries)

  • 關節

  • 超音波電腦斷層掃描 ( UNCT)

 

LS-DYNA 生物醫學模擬 案例展示：

 

  • 心電系統模擬

幫助診斷（心電圖/ECG）

了解異常心跳、心律失常

協助治療計劃（藥物、節律器、手術……）

 

  • 浦金氏纖維(Purkinje Fiber) 

 

  • 心臟瓣膜設計與輸送泵的流體分析 (CFD)

 

  • 心臟泵血模擬案例

 

  • 血管支架 (Stent)

結合結構力學與流固耦合

 

  • 血管內的手術過程模擬

  • 動脈中的氣球膨脹

 

  • 注射器的跌落測試

 

  • 腦部損傷 (Brain Injuries)

LS-DYNA 顯式結構力學分析 - 模擬腦震盪的受力狀況

 

  • 超音波電腦斷層掃描 (USCT - Ultrasound Computer Tomography)

醫學成像 - 結合聲學與流固耦合分析

 

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