生体現象の流体・構造解析ソリューション

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生体現象の流体・構造解析ソリューション

概要

実験や観測が困難な生体現象のシミュレーションを実現!
本ソリューションでは、血液の流れと血管の変形による複雑な相互作用などの、生体現象を予測評価する解析技術の構築を支援します。

人工関節のすべり接触、軟組織の大変形・材料非線形など、多様なバイオメカニクスの問題に対して、適切な解析モデルの構築、解析条件の与え方、結果の評価方法についての技術確立を支援します。

● 効率的なモデリングノウハウ構築
● 評価に必要十分なモデル化範囲の決定
● X線CTや三次元測定器による点群データの利用など、効率的な形状モデリング・メッシュモデリング
● 生体組織の材料モデリング・拘束条件モデリング・荷重条件モデリング
● 効率的な解析実行
● 計算収束性の良いパラメータチューニングのノウハウ
● 結果の評価方法
● 分かりやすい表示方法や表示テンプレート構築

現場の抱える問題

● 血管内の血液の流体挙動と血管の変形の関係などの生体現象を解析で把握したい
・生体現象であるために直接的な実験や観測が困難である
・実験や生体観察による現象把握には、多くの時間とコストが必要となる
・医薬研究部門にはバイオやメディカルの知見が蓄積されているが、熱流体や構造力学などの工学系の知識が不足している
・機械系解析部門には工業製品についての熱・流体・材料・構造力学等の数値解析の技術や経験はあるが、生体組織をどのように材料モデリングすれば良いのかわからない

期待される効果

● 生体現象を数値解析で予測評価する技術が構築され、さまざまな現象のシミュレーションを行うことができるようになります
● 実験や生体観察に代えて解析予測結果を活用することで病理解明が加速され、病気や怪我の予防策や治療法の開発の期間短縮やコスト低減に貢献します

事例

● ステントによる冠動脈狭窄部位の拡張シミュレーション
・ステントがバルーンにより膨張され、血管の狭窄部を拡張する現象を、バルーンとステント・ステントと血管壁の接触や、ステントの大変形、材料特性(形状記憶合金)を考慮して解析を行いました
・さらに、ステント留置後の血液の流れについても連成解析を実施
・技術支援:15日

● 人工股関節の接触シミュレーション
・ステム(大腿骨側)の形状の違いによって、カップを通じて骨盤側にかかる負荷は変化します。シミュレーション手順の構築により、様々な形状のステムを評価することが可能になりました
・X線CTによるSTLデータから、大腿骨・骨盤の形状モデル作成も合せて実施しました
・技術支援:20日

● 眼内レンズの支持部形状による変形シミュレーション
・眼内レンズについて大変形接触解析を実施し、支持部の形状による眼内への挿入しやすさを評価しました
・技術支援:4日


<よく使用される業種>
繊維、化学、石油・石炭製品、セラミックス、樹脂・プラスチック、鉄/非鉄金属、光学機器、医療機器、医薬品・バイオ、その他製造、教育・研究機関

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