你知道嗎？現在的CAE模擬技術已經可以構建一個高保真的活心人體多物理模型了，可以將醫療裝置插入模型中，以研究它們對心臟功能的影響，驗證其功效並預測其在各種操作條件下的可靠性，對研究心臟缺陷和疾病狀態，並探索治療方案具有巨大幫助。

利用現有有限元軟體日趨強大和完善的建模功能及其介面工具，可以擬實建立三維人體骨骼、肌肉、血管等器官組織，並模擬其生物力學材料特性。可以模擬各種型別的邊界條件和載荷約束（幾何約束、固定載荷、衝擊載荷、溫度特性等)，進行結構靜力學、動力學、疲勞、流體力學等各種型別的模擬模擬，從而獲得在不同虛擬實驗條件下任意部位的變形、應力/應變分佈、內部能量變化、流動特性以及極限破壞預測等特性。

有道教育之前也曾幫某醫院做過股骨骨折有限元分析，分析股骨及三種內固定模型的最大Mises 應力。

圖（1）股骨骨折分析

醫療器械尤其是骨折固定器，對力學效能的要求非常嚴格。以骨折內固定用的接骨板為例，板上的鋼釘安裝孔容易造成應力集中，導致接骨板斷裂。同時，接骨板又不能做得過於堅硬，否則會對癒合骨產生強大的應力遮擋作用，影響骨癒合。而有限元法的出現有效解決了上述問題,透過有限元計算，能夠顯示固定結構的應力、應變和位移分佈，使設計者瞭解其力學特性，發現結構強度或剛度的薄弱點，從而改進和最佳化設計，以滿足醫療器械的力學效能要求。

複雜如人腦、心臟，小到注射器、藥丸包裝，CAE模擬在生物醫學工程領域發揮著越來越大的作用！

圖（2）顱面骨、頜骨模擬分析

圖（3）腦積水病人腦部應力和速度場分佈分析

圖（4）心臟的流固耦合分析

圖（5）肺部氣流分析

圖（6）血液流動現象分析

圖（7）膝關節半月板模擬分析

圖（8）足部骨骼及韌帶模擬分析

圖（9）注射器力響應密封性分析

圖（10）藥丸的封裝、解封分析

人類系統複雜而精密，而現代生物醫學工程是綜合生物學、醫學和工程學(包括計算機科學、資訊科學)的邊緣學科，屬於高科技領域。其研究領域不僅涉及到人體骨骼結構、血液流動等生命科學，還涉及到醫療裝置、電子儀器等電子、機械科學領域。

隨著計算機計算能力的提高和數值計算技術的進步，生物醫學工程領域也逐漸應用有限單元法進行設計和分析，CAE分析的作用日漸凸顯。

無法實測的場景，昂貴的試驗費用等，其實都限制了生物醫療領域的深入研究與發展。而CAE模擬分析技術的應用很大程度上彌補了這種侷限性，降低了對物理實測的依賴，其可重複性、高效率和通用性也顯示出極大的優勢，提高測試效率，節省了醫療器械開發時間和成本，提升產品可靠性。