生物医学工程研究方法
生物医学工程的前沿研究领域
生物医学工程的前沿研究领域近年来，随着科学技术的迅速发展，生物医学工程领域也日益受到重视。
生物医学工程涵盖了生物学、医学和工程学等多个学科的知识，致力于将工程学原理应用于解决医学问题，推动医学和生物学的进步。
在这个快速发展的领域中，有几个前沿的研究方向值得关注。
一、生物医学影像技术生物医学影像技术是生物医学工程领域中的重要分支，它通过利用物理学和工程学的原理，对人体进行非侵入性的观察和成像，以达到诊断疾病、研究人体生理和病理的目的。
随着科技的不断进步，各种影像技术如X射线、CT、MRI、PET等得到广泛应用，并不断进行革新和改进。
例如，超声声学技术可以用于疾病的早期筛查和定量评估，光学成像技术可以通过光的散射和吸收特性，实现对组织结构和功能的研究。
因此，生物医学影像技术在疾病预防、诊断和治疗方面具有重要意义。
二、基因工程和基因治疗基因工程是生物医学工程领域中的另一大前沿研究方向。
它通过对基因的操作和调控，改变生物体的特征和功能，以实现对人类疾病的预防和治疗。
基因工程技术的发展使得科学家们能够精确地编辑和修复基因，包括基因敲除、基因转座和基因插入等。
此外，基因治疗作为一种新型治疗手段，通过植入、修正或替代患者自身的异常基因，实现对遗传性疾病的治疗。
基因工程的发展为人类健康提供了希望，也为生物医学工程领域带来了巨大的机遇。
三、人工智能在生物医学中的应用随着人工智能技术的迅猛发展，其在生物医学领域的应用也日益广泛。
人工智能可以通过处理和分析大量的医学数据，提供精确的诊断和治疗方案。
例如，医学影像诊断中的CAD（计算机辅助诊断）系统可以自动检测和标记影像中的异常区域，为医生提供参考。
另外，人工智能还可以用于分析疾病的遗传背景和机制，帮助科学家们更好地理解疾病的发生发展过程。
因此，人工智能在生物医学工程领域的应用前景非常广阔。
综上所述，生物医学工程的前沿研究领域包括生物医学影像技术、基因工程和基因治疗以及人工智能在生物医学中的应用。
生物医学工程的主要研究方向
生物医学工程的主要研究方向生物医学工程学是各种工程学科同生物医学相结合的新兴边缘学科，它具有相关学科的属性，但更具有独立学科的自身特点。
它为认识和控制生命现象提供工程学原理和方法(如生物力学、生物系统建模等)，为医疗器械(含医学仪器设备与人工材料等)的开发提供原理、方法和技术基础。
生物医学工程和生物技术(Biotechnology)是构成生物工程(Bioengineering)的两个基本组成部分，是二十一世纪人类知识经济的制高点，是人类健康与高质量生活的基础。
生物医学工程主要包括下列内容：一、生物力学(Biomechanics)生物力学是研究与生物体有关的力学问题。
包括循环系统的动力学原理，心脑血管疾病防治，人工心脏瓣膜、人工关节、细胞应力与生长及组织工程等方面。
二、生物材料学(Biomaterial)生物材料学是研究和人体机体相适应的，以诊断治疗或替换体内组织、器官或增进其功能的材料。
目前生物材料已成功地应用于人工骨与关节、医用导管、人工肾、人工心脏瓣膜、人工植入物(如血管类等)，药物缓释载体等。
三、生物系统的建模与控制(Modeling and controlling of biosystem)及生物控制论(biocybernetics)生物系统各个层次上的系统建模、仿真、辩识与控制，在人体循环系统模型、神经系统、呼吸系统、免疫系统和流行病模型等方面取得大量成果，为疾病防治等提供科学基础。
四、生物医学信号检测(Biomedical Signal measurement)生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术。
对生物电信号检测已成为临床诊断不可缺少的重要手段。
在血压，体液离子浓度，生物活性物质等检测方面也广泛应用于临床。
另外在生物信号检测、生物传感器的研制都已取得较大的进展。
五、生物医学信号处理(Biomedical signal Processing)生物医学信号处理是从被干扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息特征。
生物医学工程学的研究方向与应用
生物医学工程学的研究方向与应用生物医学工程学是一门将工程学原理和技术应用于医学和生物学领域的学科。
它涵盖了诸多领域，如生物材料学、生物成像学、生物信号处理、生物建模与仿真等。
在当今的医学和生物学发展中，生物医学工程学的作用越来越重要。
本文将介绍生物医学工程学的研究方向和应用。
一、生物材料学生物材料学是用于制造用于生物医学应用的材料的科学。
研究重点包括用于诊断和治疗的各种材料，如医用聚合物，人工关节和羧甲基纤维素等。
该领域的发展与医学器械的创新密不可分。
例如，可支配和不可支配的医用原材料的研究和开发推动了医疗卫生行业的不断更新，有助于控制和预防各种损伤和疾病。
二、生物成像学生物成像学是生物医学工程学的一个分支，利用各种成像技术，如超声、磁共振成像、放射性核素成像等，帮助医生确定病人健康状况，并研究疾病的发展和诊断方法的改进。
生物成像学的研究内容涵盖了多个领域，如图像处理、数据分析、算法开发和计算机辅助诊断等。
三、生物信号处理生物信号处理主要研究生物信息信号的获取、处理、分析和解释，例如心电图、脑电图、肌电图、血压等。
生物信号处理涉及信号处理技术，如滤波、降噪、时频分析和特征提取。
从这些生物信号中提取的生理参数可用于预测病情或诊断疾病。
例如，心电图可以用于测量心脏的电力活动，以便诊断心脏病。
四、生物建模与仿真生物建模与仿真是一种将动力学、控制、信息理论、数学和计算机科学等多学科技术用于生物学和医学的方法。
通过建模和仿真，将现实世界的生物系统转换为数学或计算机模型，以便进行探索和测试。
生物建模与仿真可用于预测疾病的发展，评估不同治疗方案的效果，并开发新药和疗法。
五、生物医学工程应用生物医学工程学的研究结果已经广泛应用于医疗卫生领域。
例如，通过生物成像技术，医生可以在无需手术的情况下诊断出病情，监测治疗效果。
通过生物材料的设计和制造，医生可以用更加安全和有效的方式进行治疗。
通过生物信号分析，医生可以更准确地测量病人的健康状况，并推断病情。
生物医学工程学的研究内容和应用领域
生物医学工程学的研究内容和应用领域生物医学工程学是一门集合生物学、医学和工程学知识于一体的学科，它将这三个领域的知识、理论和方法相结合，通过技术手段研究生物体本身的结构和功能、疾病的发生和治疗等方面的问题。
本文将从生物医学工程学的研究内容和应用领域两个方面去展开讨论。
一、生物医学工程学的研究内容1. 生物信号处理生物信号处理是生物医学工程学的一个重要研究方向。
它是利用电子学、计算机科学和数学等学科的相关知识和技术，对人体产生的生物信号进行处理和分析。
常用的生物信号包括电生理信号、生物声学信号、生物光学信号等。
生物信号处理的应用范围非常广泛，例如可以用于对心电图、脑电图等医学测试数据进行处理，实现正确的信号检测和分析。
2. 生物材料生物材料是指与生物体结合使用的物质，可以被用于人工器官、组织修复和再生医学治疗。
这种材料在医学领域中具有广泛的应用前景，例如通过生物材料的使用可以维修或替换人体器官，也可以治疗各种疾病。
因此，生物材料的研究和开发也成为生物医学工程学的重要内容之一。
3. 生物影像学生物影像学是指通过使用不同的成像技术，将生物体内部的结构、功能和代谢过程等信息转换成可视化的形式，以便医学工作者进行疾病的诊断、治疗和研究。
例如，X射线成像、核磁共振成像、超声成像、光学成像等都是常见的生物影像学技术。
生物影像学在医学领域中的应用非常广泛，例如可以对于肿瘤、心脏病、神经系统疾病等疾病进行检测和诊断。
4. 生物模拟和仿真生物模拟和仿真是一种把生命过程建立成数学模型或者物理仿真的技术。
它是通过利用计算机等技术手段来模拟和仿真人体的生命体征、病理过程和药物反应等现象。
这种技术可以帮助医学工作者更好地理解和研究生物体内部的复杂过程，为疾病治疗和药物研发提供帮助。
二、生物医学工程学的应用领域1. 医学检测和诊断生物医学工程学的研究成果可以被用于医学检测和诊断领域，以提高诊断的准确性和可靠性。
例如，通过生物信号处理技术可以提高医学检测的灵敏度，同时，生物模型和仿真技术也可以帮助医学工作者诊断和治疗患者。
生物医学工程专业的研究方向
生物医学工程专业的研究方向生物医学工程专业是近年来备受关注的一门非常综合性的学科，它融合了生物学、医学、化学、物理学等多个学科知识，并应用于医疗设备、药物研制、医疗机构管理等多个领域。
因此，生物医学工程专业的研究方向也十分广泛。
本文将从以下几个角度，介绍生物医学工程专业的主要研究方向。
一、生物医学传感器技术生物医学传感器技术是生物医学工程领域的一个重要研究方向。
它将传感器技术应用于医学领域，以获取人体内的生理参数，比如血氧、脉率、血糖等，并对患者的健康状况进行监测。
传感器能够将各种参数进行收集，并将数据传递到计算机中进行处理，以便医生或病人自己进行监控。
生物医学传感器技术的研究将为人类疾病的治疗与预防提供更加精准的数据，同时也可以帮助医生制定出更加合理的治疗方案。
二、医学成像技术医学成像技术是指利用现代科技手段对人体进行全面、定量的检查和诊断。
医学成像技术常用于检测人体内的器官、组织、血管等结构，以便医生对疾病的发展和变化进行精确的分析和判断，从而为病人的治疗方案作出更加准确的决策。
目前，医学成像技术主要分为常用的X射线、CT、MRI、超声成像等多个方面。
研究者通过不断地改进和优化成像技术，提升成像质量，使其成为更好地为医学疾病诊治服务。
三、医学材料与医学器械技术医学材料与医学器械技术是指利用现代生物医学材料和技术手段，研制出适用于人体内的各种材料和器械，以便为患者的治疗和手术提供支持。
生物医学材料可以是生物材料、金属材料等，而医疗器械则可以是心脏起搏器、代替性器官等。
现代医学器械技术的发展已经带来了许多对人体健康具有重要影响的创新设备，这些设备不仅为医生的手术提供了更好的保障，而且更大程度地提高了患者的生活质量。
四、生物医学仿真技术生物医学仿真技术是指将现代计算机仿真技术和生物学、医学、生理学等学科的知识相结合，模拟人体内部的生理、病理等过程，以提供新的医学认识和新的疾病治疗方法。
相对于传统的实际试验和观察，生物医学仿真技术能够更精确地模拟人体内部的微观结构与形态，为医生制定更准确的诊断和治疗方案提供支撑。
生物医学工程研究方向
生物医学工程研究方向生物医学工程（Biomedical Engineering，简称BME）是交叉学科领域，将工程技术和医学应用相结合，旨在解决医学和生物学领域中的问题。
生物医学工程的研究方向涵盖了多个领域，下面将介绍其中几个主要的研究方向。
1.医学成像技术：医学成像技术是生物医学工程领域的一个重要分支，旨在通过各种成像方法来获取人体内部的信息。
研究方向包括放射学成像、超声波成像、磁共振成像等。
通过研究和开发新的成像技术，可以提高医学诊断的准确性和效率。
2.生物信号处理及分析：生物信号处理及分析研究方向致力于研究和开发处理和分析生物信号的方法和技术，如脑电图（EEG）、心电图（ECG）等生理信号。
通过对生物信号进行处理和分析，可以帮助医生诊断和治疗各种疾病。
3.生物材料与组织工程：生物材料与组织工程研究方向主要关注人工材料和组织的设计、开发和应用。
研究方向包括生物材料的制备、生物材料与生物组织的相容性研究以及人工材料和组织的生物力学性能研究。
通过研究和应用生物材料和组织工程技术，可以改善人工器官的生物相容性和功能。
4.医学信息学：医学信息学研究方向借助计算机科学和信息技术的方法，处理和管理医学信息。
研究方向包括电子病历管理系统、医学影像处理和分析、医学数据挖掘等。
医学信息学的研究可提高医疗机构的信息化水平，加强信息系统的运作效率和安全性。
5.生物医学仪器与设备：生物医学仪器与设备研究方向主要涉及医疗仪器和设备的设计、开发和应用。
研究方向包括医学影像设备、医疗器械、生理监测设备等。
通过研究和开发新的仪器和设备，可以提高医疗诊断和治疗的准确性和效率。
6.生物力学与仿生学：生物力学与仿生学研究方向探讨生物系统的力学性能和仿生学原理。
研究方向包括人体力学分析、仿生机器人、生物材料力学性能研究等。
通过研究生物力学和仿生学，可为设计和制造更好的人工器官和仿生机器人提供指导。
总之，生物医学工程研究方向广泛，不仅能够提供医学诊断和治疗的新方法和工具，还能够促进医学科学的发展。
生物医学工程的创新研究方向
生物医学工程的创新研究方向近年来，生物医学工程领域取得了巨大的突破和进展，成为医学界最具潜力和前景的学科之一。
生物医学工程的核心目标是研发和应用先进的技术和方法，以改善人类健康状况和提高医疗水平。
在这个领域中，有许多创新的研究方向值得关注和探索。
一、生物机器人和人工智能技术生物机器人是一种融合了机械工程和生物学的技术，它可以在体内执行复杂的手术和治疗操作。
这种技术的突破对于现代医学而言具有重大意义。
生物机器人的发展有助于提高手术的精确度和成功率，同时减少对患者的伤害和创伤。
此外，结合人工智能技术，生物机器人可以更好地理解和处理医学数据，从而更好地指导和实践医学实践。
生物机器人和人工智能技术的结合将成为未来生物医学工程领域的重要方向。
二、基因编辑和基因治疗基因编辑是指通过精确的DNA序列改变，修复或重构基因组的技术。
它已经实现了诸多突破，例如通过CRISPR-Cas9技术对基因进行精确编辑。
基因编辑的突破对于治疗遗传性疾病和癌症等疾病具有巨大的潜力。
通过基因编辑，医生可以精确修正患者体内缺陷基因，从而有效地治疗一些难治性疾病。
基因编辑技术的广泛应用将推动生物医学工程领域的发展。
另一种与基因编辑密切相关的技术是基因治疗。
基因治疗是指通过基因的外源性转入，来改变或纠正人类疾病的治疗方法。
这种方法的突破可以提供新的治疗途径，对于一些顽固性疾病具有重要的临床意义。
基因治疗的研究需要跨学科的合作，将医学、生物学、生物医学工程等多学科的精华综合应用，推动生物医学工程的发展。
三、再生医学和组织工程再生医学是一门研究组织修复和再生的学科。
它的目标是利用生物材料和细胞工程技术，修复受损组织或器官，恢复其正常功能。
再生医学的突破在于将细胞和材料结合起来，创造出能够生长和发育的合成生物体。
这一领域对于治疗器官损伤和疾病具有重要的临床应用前景。
通过再生医学和组织工程技术，可以更好地满足人们对于替代器官和组织的需求，改善患者的生活质量。
生物医学工程研究方向
生物医学工程是建立在现代高科技基础上的新兴交叉学科，它综合现代工程学、生物学和医学的理论和方法，研究生物体，特别是人体的构造、功能、状态和变化等生命现象，研究开发新材料、新技术、新仪器设备，为诊断治疗、预防疾病、促进健康服务。
研究方向：生物医学信号检测与处理、生物医学成像与图像处理、生物医学测量与仪器、生物力学、生物材料、电磁场的生物效应。
生物科学与工程学院从事其中前五个方向的科学研究和培养研究生工作。
计算机医学图像及信号处理生物医学信号涉及生物体各层次的生理信号、生化信号和生物信号。
如心电、血压、酶、抗体等等。
生物医学信号检测与处理就是应用电子信息技术、计算机技术、传感器技术检测和量化生物体中包含生命现象、状态、性质、变量和成分等信息的信号；并且研究从湮没在干扰和噪声中的生物医学信号中提取有用的生物医学信息的方法，这些方法包括随机信号处理、时间—频率分析、自适应处理、人工神经网络、医学专家系统等。
这一领域是生物医学工程学科研究中的先导技术和重要手段，对诊断、治疗水平的提高以及新型医疗器械的发展起着决定性的作用。
生物医学成像与图像处理在生物医学工程研究中占有重要地位，它是把生物体中的有关信息以图像形成提取并显示出来；进而对已获得的图像进行分析、识别、分割、解释、分类以及三维重建与显示等处理，达到增强获提取特征信息的目的。
本方向研究重点是医学图像的二维三维分割技术、表面拟合技术、图像融合、图像的无损压缩和图像的去噪声技术等，另外，在病毒的冷冻电镜计算机三维重构和超声图像斑点的研究项目上取得了显著成果。
生物医学测量与仪器方向，研究生命信息的测量方法、技术及仪器构建原理，研究各类生物医学信息的形成、获取、分析处理、显示、记录等的方法和相关技术，应用现代微电子、计算机等技术设计模块化功能部件和虚拟化医学仪器，研究医学仪器微型化、智能化、个性化和网络化设计技术。
生物力学是应用连续介质力学等的基本原理，结合生理学、医学和生物学来研究生物体特别是人体的功能、生长、消亡及运动规律。
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有限单元法在生物力学中的应用有限单元法又称有限元素法（Finite Element Method，FEM）是计算力学中的一种重要的方法，它是20世纪50 年代末60年代初兴起的应用数学、现代力学及计算机科学相互渗透、综合利用的边缘科学，是现代科学和工程计算方面最令人鼓舞的重大成就之一。
有限元法最初应用在工程科学技术中，它是一种数学物理方法，用于模拟并且解决工程力学、热学、电磁学等物理问题。
它作为一个具有理论基础和广泛应用效力的数值分析方法，可以求解过去用解析方法无法求解的问题，对于边界条件和结构形状都不规则的复杂问题，有限元方法是一种之有效的现代分析方法。
现对近年来有关有限元法在生物力学中的应用研究进展综述如下。
有限元法应用于生命科学的定量研究，已取得了较大成效。
尤其在人体生物力学研究中，更显示了它的极大优越性。
人类经过长期的劳动进化后，人体骨骼已形成了一个几乎完美的力学结构。
然而在对人体力学结构进行力学研究时，力学实验几乎无法直接进行，这时用有限元数值模拟力学实验的方法恰成为一种有效手段。
20世纪60 年代，在心血管系统的力学问题研究中，有限元法得到了初步应用。
从70年代起，开始应用于骨科生物力学研究，最初应用于脊柱。
6# 年代后，应用范围逐步扩展到颅面骨、颌骨、股骨〔1〕、牙齿〔2〕、关节〔3，4〕、颈椎〔5〕、腰椎〔6〕及其附属结构等生物力学研究中。
[1]王以进，李永丰，戴克戎，等。
人工关节置换中的股骨杆的应力分析。
骨与关节损伤杂志。
1993，8（1）：40。
[2] 张春宝，马轩祥，张少峰，等。
跟骨内种植体植入牙槽骨吸收的中切牙的有限元应力分析。
实用口腔医学杂志，2003；（19）：103[3]张美超，赵卫东，原林，等。
建立数字化虚拟中国男性一号膝关节的有限元模型。
第一军医大学学报，2003，23（6）：527。
[4] 桂鉴超，周强，顾湘杰，等。
股骨质量对人工髋关节置换之影响的三维有限元分析。
骨与关节损伤杂志，2000，15（3）：213。
[5] 苏友新，许书亮，陈日奇，等。
用枕不当与颈椎发病相关性的动态平面有限元分析。
中国中医骨伤科杂志，1999，7（6）：9。
[6]戴力杨，徐印坎，张文明，等。
人体腰椎间盘的三维有限元分析。
生物医学工程杂志，1991，8（3）：2371.1 改良及优化器械的设计利用有限元力学分析，可以改良医疗器械的力学性能以及优化器械的设计。
医疗器械的力学性能的好坏往往决定了其临床应用效果如何，因此对器械力学性能的评价是比较重要的。
除了实验方法外，利用有限元法对器械进行的模拟力学实验具有时间短、费用少、可处理复杂条件、力学性能测试全面及其重复性好等优点。
另外，还可优化设计，指导对医疗器械的设计及改进，以获得更好的临床疗效。
例如在固定钢板方面。
跟骨骨折的治疗方法较多，目前对移位的跟骨关节内骨折一般采取钢板固定，然而固定钢板的形状不同，其固定效果也各不相同。
刘立峰等〔7〕利用有限元法，对跟骨的冠状面骨折采用H型、Y型和T型钢板固定的效果进行了研究。
建立三维有限元模型模拟跟骨关节内冠状面骨折，且分别采取这3种不同的钢板固定方法，通过对跟骨、螺钉与钢板的应力分布的研究分析可知T型钢板固定方式从应力角度来讲是最佳固定方式；从骨折位移角度来分析H型钢板最佳，但其对骨骼应力的分布的影响及其钢板螺钉本身应力分布方面都是3种方式中最差的。
由于3种固定产生的骨折位移均属小位移，而应力分布却差异较大，因此T型钢板固定对于跟骨冠状面骨折来讲是最佳固定方式。
由此可见，应用有限元法对不同钢板固定跟骨骨折进行比较检验是切实可行的，且对医疗器械的选用给予一定有益的信息。
又如：随着牵张成骨技术的迅速发展，其在牙槽嵴萎缩、缺损治疗中的应用越来越广泛。
通过骨牵张技术使牙槽嵴萎缩恢复到正常牙槽高度、宽度。
虽然学者们通过动物实验进行了大量研究，但是动物模型与人类牙槽萎缩的真实情况仍有较明显的区别。
仇敏等〔8〕所建立的三维下颌骨牙槽嵴萎缩有限元模型，能够较真实、准确的反映下颌骨牙槽嵴萎缩的生物力学特性。
本研究采用相应典型病例取材，所建立缺牙区下颌骨模型，可较准确反映局部形态特征。
通过在模型基础上按照给定条件，添加或替换单元，可以精确的分析牵张器与骨界面的应力分布情况。
利用本模型的优点，通过有限元分析系统对牵张器的材质、形态、长度、植入位置及颌骨的受力特点进行分析，为牵张器的设计及个性化发挥了作用，提供理论依据，以利于进一步完善和发展骨牵张器技术。
[7]刘立峰，蔡锦方，梁进。
跟骨骨折固定方法的有限元模拟比较。
中国矫形外科杂志，2003，11（8）：557。
[8] 仇敏，何黎升。
下颌骨牙槽嵴三维有限元模型与生物力学分析。
中国临床康复，2003，7（2）：225。
1.2 利用有限元模型进行力学仿真实验利用有限元软件的强大建模功能及其接口工具，可以很逼真地建立三维人体骨骼、肌肉、血管等器官组织的模型，并能够赋予其生物力学特性。
在仿真实验中，对模型进行实验条件仿真，模拟拉伸、弯曲、扭转、抗疲劳等力学实验，可以求解在不同实验条件下任意部位的变形、应力、应变分布、内部能量变化及极限破坏情况〔9〕。
[9] 张美超，钟世镇。
国内生物力学中有限元的应用研究进展。
解剖科学进展，2003，9（1）：53。
如杨秀萍等（10〕建立了下颌骨、邻牙、种植体及上部构造的三维正交各向异性模型，利用有限元软件对口腔种植修复上部进行了静力分析。
由应力云图分析了单颗种植义齿在: 种不同牙齿尖斜度设计的条件下种植修复的影响，也验证了在临床中，单颗牙缺失种植修复的咬合面设计的牙尖斜度为25度是比较合适的，从而为修复上部义齿牙尖斜度的合理设计找到了理论根据，提高种植修复的成功率。
莫水学等〔11〕在研究上颌第一磨牙远中移动其牙槽骨应力分布情况时，建立上颌第一磨牙的三维有限元模型。
使用4种不同负荷方式对模型进行加载，分析上颌第一磨牙远中移动时其牙槽骨的应力分布，并找出使上颌第一磨牙整体移动的最佳负荷方式。
得出在上颌第一磨牙颊面中心附近施加力并结合抗衡力矩可以在牙槽骨的远中面获得平均的低压应力，它能使牙齿倾向于整体移动。
[10]杨秀萍，王鹏林，郑孝慈，等。
有限元法在口腔种植修复中的应用。
天津理工学院学报，2003，19（1）：54。
[11]莫水学，李志华，叶平，等。
上颌第一磨牙牙槽骨应力分布的有限元分析。
实用临床医学，2003，4（2）：19。
又如肖嵩华等〔12〕建立全髋关节置换术后股骨的有限元模型，探讨应力变化的特点、规律。
用有限元计算法对不同设计的人工全髋关节假体在骨内应力分布规律进行分析。
结果：（1）正常股骨压应力主要分布在股骨内侧面，有托式无骨水泥型人工假体压应力主要分布在人工假体柄与股骨内侧皮质的交界面，有骨水泥型人工假体主要分布在骨水泥与假体交界面上。
（2）有托式无骨水泥型在股骨内侧皮质应力比有骨水泥型小。
（3）假体长度增加，假体末端应力略有减少。
根据应力变化的特点得出：人工关节置换后较正常股骨应力分布发生改变，骨水泥对应用有缓冲作用，且增加假体长度减少不显著，这些都为临床应用都提供了参考。
罗建文等〔13〕利用有限元分析的方法，做了超声弹性成像仿真的有限元分析，用弹性力学的理论计算得到软组织在不同情况下的应变分布。
这对于弹性成像的理论分析具有重要的辅助作用，可以研究软组织的不同状态和各种力学参数对弹性成像的影响，以及从理论上估计弹性成像的局限性。
有限元分析的结果说明，弹性成像比较适合于检测较硬的肿块，还可能判断乳腺肿瘤的一些性质，这在临床上有很大的参考价值。
[12]肖嵩华，郭义柱，张伯勋，等。
人工全髋关节置换术后股骨应力变化的有限元分析。
军医进修学院学报，2003，24（2）：155。
[13]罗建文，白净。
超声弹性成像仿真的有限元分析。
北京生物医学工程，2003，2（2）：99。
目前有限元法在国内已经得到了普遍应用，取得了大量的成就。
特别是在临床上的应用，更具有一定的指导意义。
然而与国外生物力学中有限元的应用情况相比，国内的有限元工作依然有一定差距，如建立的有限元模型形态、结构与实际尚有差距；国内的生物材料性能测试工作欠缺，建立有限元模型时材料的性质大多参考国外资料等。
所以我们在有限元的研究中仍然需要不懈地努力，为解决实际的临床问题而做出一定的成绩。
纳米技术主要用于骨仿生材料制作等多年来，人们对再生医学的研究主要集中在器官、组织水平，最多到细胞水平，而纳米技术的出现和应用使科学家得以在分子水平观察、干扰、模拟组织再生。
其中，纳米机器人技术，纳米生物材料制作、修饰，纳米控释及基因载体技术，纳米探针技术等已经或将要服务于组织再生研究。
当物质结构小至纳米水平时，其理化和生物学特性就会发生显著变化。
目前，纳米技术在骨再生研究中的应用主要集中在骨仿生材料制作和内植物表面涂层修饰两个方面。
纳米骨材料包括：单一纳米骨材料和复合纳米骨材料。
单一纳米骨材料中最常见的是纳米陶瓷，用于制备纳米陶瓷的材料主要包括：纳米羟基磷灰石、纳米氧化铝和纳米磷酸三钙等。
但骨基质并非单一的无机物，而是无机物和有机物形成的混合物，因此，许多学者正致力于复合材料的研究。
传统的复合材料是将无机成分与有机成分通过掺混、研磨后在一定温度、压力条件下溶混压制而成的。
与天然骨基质相比，其存在分散不均匀，无机物与有机物之间缺乏足够的作用力等缺陷。
因此，模拟自然骨发生过程制作仿生材料可能会成为新的发展方向。
其中生物矿化模拟概念的引入，为复合材料的研究提供了新方向，如何在自组装材料上有序地复合其他肽序列，以特异性结合骨髓细胞并诱导其成骨分化，将是未来研究的重点之一。
通过内植物表面纳米化促进周围骨再生，是纳米技术在骨科应用的另一领域。
目前，研究中的纳米化涂层材料主要包括陶瓷、聚合物及金属等。
研究证明，当人工植入物表面光滑时容易与周围骨组织之间形成纤维膜，进而影响骨组织的长入。
如果在植入物表面被覆纳米涂层，则可避免纤维膜的形成，增加周围骨组织的长入，同时阻止或降低金属离子的释放，并改变植入物表面的弹性模量。
纳米化涂层还可促进成骨细胞的黏附、增殖及成骨活性。
但需要解决纳米涂层与金属基结合不够牢固、容易脱落等方面的问题。
■运用计算机辅助技术改善组织工程支架的各种性能组织再生的重要因素包括组织支架结构的可塑形性及其和种子细胞之间的生物反应性。
构建支架的基本元素包括纤维、膜及其所形成的孔隙，它们可以按照随机或周期性原则被排列，也可以按照工程学方法被重复制作。
人们一直致力于优化三维组织支架的结构及营养条件的研究，并在生物材料研发，体内组织整合和功能的优化，以及支架的设计、合成和制作等方面取得了显著进步。
计算机辅助组织工程（CATE）是计算机辅助技术在组织再生领域应用的产物，通过计算机辅助可以进行复杂组织支架的建模、设计和制造，使很多用于改善替代材料力学及生物学性能的新方法得以实施。