CAE在生物医学方面有哪些应用，起什么作用？

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目前，计算机仿真模拟方法已经被广泛应用于生物医学的各个领域，它替代了大部分的实验研究，不但帮助科研人员大大的节省了实验研究所需的时间和经费，而且在一定程度上解决了生物医学（尤其是医学实验）材料数量严重不足的情况。

COMSOL Multiphysics作为全球第一款真正的多物理场耦合分析软件，被广泛适用于生物医学研究的各个领域。由于其具有多场问题全耦合分析的强大功能，能够帮助科研人员得到更精确地模拟结果。COMSOL软件在生物医学领域的应用主要集中在以下几个方面：

一、 生物力学
生物力学是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支。其基础是能量守恒、动量定律、质量守恒三定律并加上描写物性的本构方程。生物力学研究的重点是与生理学、医学有关的力学问题。依研究对象的不同可分为生物流体力学、生物固体力学和运动生物力学等。
1、血管血流问题模拟

血液在血管中的流动情况模拟
血流引起的血管变形情况的模拟
模拟动脉粥样硬化斑块与血流间的相互影响情况

2、骨骼模拟

脊椎关节所受表面应力的模拟
Von Mises应力分布

3、其它

脑室扩张术过程中脑室的弹性模型

二、图像处理

心脏周围的电势分布情况模拟


利用COMSOL进行医学图像的配准
前列腺的连续波射线断层光学扩散的影像再现
三、电磁与微波领域
由国内外目前研究结果可见微波治疗疾病主要是通过热效应和生物效应来实现的。用微波治疗肿瘤的方式有二种，一种是微波从体外照射进去，另一种是把微波送到患部直接照射肿瘤，这二种治疗方式可根据病变部位来选择。但有一个共同要求是：必须使病变的温度保持在42.5-43.5℃的范围内，温度低了对肿瘤治疗无效，温度高了将造成对病变周围健康组织的损害，因此微波治疗肿瘤时，一定要严格控制肿瘤部位的温度。
1、微波、激光治疗

激光角膜修复过程的温度动力学模拟
微波肿瘤治疗过程中的温度分布情况模拟

2、生物检测、医学检测

生物芯片系统模拟

阻抗生物传感器的模拟

细胞超声波散射模拟

3、其它

磁阱中液体的铁磁微粒的储蓄与移动

开放性电动微通道中的DNA杂交的模拟

不同电极构型下生物组织中的电场分布

三、溶质输送与扩散
利用COMSOL Multiphysic，我们可以对生物组织中的溶质输送与扩散情况进行模拟，例如模拟药物在人体内的运移情况，以帮助改善药物疗效等。

血液透析滤膜中液体和溶解物的传送

脑部肿瘤扩散情况的模拟