COMSOL在生物醫(yī)學(xué)數(shù)值模擬中的應(yīng)用
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目前,計(jì)算機(jī)仿真模擬方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,它替代了大部分的實(shí)驗(yàn)研究,不但幫助科研人員大大的節(jié)省了實(shí)驗(yàn)研究所需的時(shí)間和經(jīng)費(fèi),而且在一定程度上解決了生物醫(yī)學(xué)(尤其是醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn))材料數(shù)量嚴(yán)重不足的情況。
COMSOL Multiphysics作為全球第一款真正的多物理場(chǎng)耦合分析軟件,被廣泛適用于生物醫(yī)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。由于其具有多場(chǎng)問(wèn)題全耦合分析的強(qiáng)大功能,能夠幫助科研人員得到更精確地模擬結(jié)果。 COMSOL軟件在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面:
一、 生物力學(xué)
生物力學(xué)是應(yīng)用力學(xué)原理和方法對(duì)生物體中的力學(xué)問(wèn)題定量研究的生物物理學(xué)分支。其基礎(chǔ)是能量守恒、動(dòng)量定律、質(zhì)量守恒三定律并加上描寫(xiě)物性的本構(gòu)方程。生物力學(xué)研究的重點(diǎn)是與生理學(xué)、醫(yī)學(xué)有關(guān)的力學(xué)問(wèn)題。依研究對(duì)象的不同可分為生物流體力學(xué)、生物固體力學(xué)和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)等。
1、血管血流問(wèn)題模擬
血液在血管中的流動(dòng)情況模擬
血流引起的血管變形情況的模擬
模擬動(dòng)脈粥樣硬化斑塊與血流間的相互影響情況
2、骨骼模擬
脊椎關(guān)節(jié)所受表面應(yīng)力的模擬
Von Mises應(yīng)力分布
3、其它
腦室擴(kuò)張術(shù)過(guò)程中腦室的彈性模型
二、圖像處理
心臟周?chē)碾妱?shì)分布情況模擬
利用COMSOL進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像的配準(zhǔn)
前列腺的連續(xù)波射線斷層光學(xué)擴(kuò)散的影像再現(xiàn)
三、電磁與微波領(lǐng)域
由國(guó)內(nèi)外目前研究結(jié)果可見(jiàn)微波治療疾病主要是通過(guò)熱效應(yīng)和生物效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。用微波治療腫瘤的方式有二種,一種是微波從體外照射進(jìn)去,另一種是把微波送到患部直接照射腫瘤,這二種治療方式可根據(jù)病變部位來(lái)選擇。但有一個(gè)共同要求是:必須使病變的溫度保持在42.5-43.5℃的范圍內(nèi),溫度低了對(duì)腫瘤治療無(wú)效,溫度高了將造成對(duì)病變周?chē)】到M織的損害,因此微波治療腫瘤時(shí),一定要嚴(yán)格控制腫瘤部位的溫度。
1、微波、激光治療
激光角膜修復(fù)過(guò)程的溫度動(dòng)力學(xué)模擬
微波腫瘤治療過(guò)程中的溫度分布情況模擬
2、生物檢測(cè)、醫(yī)學(xué)檢測(cè)
生物芯片系統(tǒng)模擬
阻抗生物傳感器的模擬
細(xì)胞超聲波散射模擬
3、其它
磁阱中液體的鐵磁微粒的儲(chǔ)蓄與移動(dòng)
開(kāi)放性電動(dòng)微通道中的DNA雜交的模擬
不同電極構(gòu)型下生物組織中的電場(chǎng)分布
三、溶質(zhì)輸送與擴(kuò)散
利用COMSOL Multiphysic,我們可以對(duì)生物組織中的溶質(zhì)輸送與擴(kuò)散情況進(jìn)行模擬,例如模擬藥物在人體內(nèi)的運(yùn)移情況,以幫助改善藥物療效等。
血液透析濾膜中液體和溶解物的傳送
腦部腫瘤擴(kuò)散情況的模擬
COMSOL在中國(guó),COMSOL Multiphysics是全球第一款真正意義上的多物理場(chǎng)耦合分析軟件,中仿科技公司是COMSOL集團(tuán)在中國(guó)的唯一合作伙伴,負(fù)責(zé)COMSOL產(chǎn)品在中國(guó)區(qū)(包括香港、澳門(mén)特別行政區(qū))的技術(shù)支持和銷(xiāo)售活動(dòng)。中仿科技憑借個(gè)性化的解決方案、成熟的CAE產(chǎn)品線、專(zhuān)業(yè)的市場(chǎng)推廣能力以及強(qiáng)有力的技術(shù)支持服務(wù)贏得了國(guó)內(nèi)眾多科研院所以及企業(yè)的一致認(rèn)可,目前國(guó)內(nèi)幾乎所有知名大學(xué)以及中國(guó)科學(xué)院旗下各研究所都已選擇使用COMSOL Multiphysics作為其科研分析的CAE主要工具。隨著中仿科技公司在全國(guó)的各分公司、CAE技術(shù)聯(lián)合中心,CAE培訓(xùn)中心的成立,提供更專(zhuān)業(yè)的更周到的本地化技術(shù)服務(wù),目前眾多企業(yè)也紛紛選用COMSOL Multiphysics作為企業(yè)的分析工具,應(yīng)用全球最先進(jìn)制造技術(shù),最終增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,保證了企業(yè)持續(xù)發(fā)展。
COMSOL Multiphysics作為全球第一款真正的多物理場(chǎng)耦合分析軟件,被廣泛適用于生物醫(yī)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。由于其具有多場(chǎng)問(wèn)題全耦合分析的強(qiáng)大功能,能夠幫助科研人員得到更精確地模擬結(jié)果。 COMSOL軟件在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面:
一、 生物力學(xué)
生物力學(xué)是應(yīng)用力學(xué)原理和方法對(duì)生物體中的力學(xué)問(wèn)題定量研究的生物物理學(xué)分支。其基礎(chǔ)是能量守恒、動(dòng)量定律、質(zhì)量守恒三定律并加上描寫(xiě)物性的本構(gòu)方程。生物力學(xué)研究的重點(diǎn)是與生理學(xué)、醫(yī)學(xué)有關(guān)的力學(xué)問(wèn)題。依研究對(duì)象的不同可分為生物流體力學(xué)、生物固體力學(xué)和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)等。
1、血管血流問(wèn)題模擬
血液在血管中的流動(dòng)情況模擬
血流引起的血管變形情況的模擬
模擬動(dòng)脈粥樣硬化斑塊與血流間的相互影響情況
2、骨骼模擬
脊椎關(guān)節(jié)所受表面應(yīng)力的模擬
Von Mises應(yīng)力分布
3、其它
腦室擴(kuò)張術(shù)過(guò)程中腦室的彈性模型
二、圖像處理
心臟周?chē)碾妱?shì)分布情況模擬
利用COMSOL進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像的配準(zhǔn)
前列腺的連續(xù)波射線斷層光學(xué)擴(kuò)散的影像再現(xiàn)
三、電磁與微波領(lǐng)域
由國(guó)內(nèi)外目前研究結(jié)果可見(jiàn)微波治療疾病主要是通過(guò)熱效應(yīng)和生物效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。用微波治療腫瘤的方式有二種,一種是微波從體外照射進(jìn)去,另一種是把微波送到患部直接照射腫瘤,這二種治療方式可根據(jù)病變部位來(lái)選擇。但有一個(gè)共同要求是:必須使病變的溫度保持在42.5-43.5℃的范圍內(nèi),溫度低了對(duì)腫瘤治療無(wú)效,溫度高了將造成對(duì)病變周?chē)】到M織的損害,因此微波治療腫瘤時(shí),一定要嚴(yán)格控制腫瘤部位的溫度。
1、微波、激光治療
激光角膜修復(fù)過(guò)程的溫度動(dòng)力學(xué)模擬
微波腫瘤治療過(guò)程中的溫度分布情況模擬
2、生物檢測(cè)、醫(yī)學(xué)檢測(cè)
生物芯片系統(tǒng)模擬
阻抗生物傳感器的模擬
細(xì)胞超聲波散射模擬
3、其它
磁阱中液體的鐵磁微粒的儲(chǔ)蓄與移動(dòng)
開(kāi)放性電動(dòng)微通道中的DNA雜交的模擬
不同電極構(gòu)型下生物組織中的電場(chǎng)分布
三、溶質(zhì)輸送與擴(kuò)散
利用COMSOL Multiphysic,我們可以對(duì)生物組織中的溶質(zhì)輸送與擴(kuò)散情況進(jìn)行模擬,例如模擬藥物在人體內(nèi)的運(yùn)移情況,以幫助改善藥物療效等。
血液透析濾膜中液體和溶解物的傳送
腦部腫瘤擴(kuò)散情況的模擬
COMSOL在中國(guó),COMSOL Multiphysics是全球第一款真正意義上的多物理場(chǎng)耦合分析軟件,中仿科技公司是COMSOL集團(tuán)在中國(guó)的唯一合作伙伴,負(fù)責(zé)COMSOL產(chǎn)品在中國(guó)區(qū)(包括香港、澳門(mén)特別行政區(qū))的技術(shù)支持和銷(xiāo)售活動(dòng)。中仿科技憑借個(gè)性化的解決方案、成熟的CAE產(chǎn)品線、專(zhuān)業(yè)的市場(chǎng)推廣能力以及強(qiáng)有力的技術(shù)支持服務(wù)贏得了國(guó)內(nèi)眾多科研院所以及企業(yè)的一致認(rèn)可,目前國(guó)內(nèi)幾乎所有知名大學(xué)以及中國(guó)科學(xué)院旗下各研究所都已選擇使用COMSOL Multiphysics作為其科研分析的CAE主要工具。隨著中仿科技公司在全國(guó)的各分公司、CAE技術(shù)聯(lián)合中心,CAE培訓(xùn)中心的成立,提供更專(zhuān)業(yè)的更周到的本地化技術(shù)服務(wù),目前眾多企業(yè)也紛紛選用COMSOL Multiphysics作為企業(yè)的分析工具,應(yīng)用全球最先進(jìn)制造技術(shù),最終增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,保證了企業(yè)持續(xù)發(fā)展。
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