Fusschirurgie
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Kategorie: Medical Fallbeispiele Medical
Die Fusschirurgie muss die komplexen mechanischen Bedingungen berücksichtigen, die im Fußgewölbe im Zusammenwirken von Knochen, Bändern und Muskeln vorliegen.
Simulation
Die Simulation für die Fusschirurgie dient im wesentlichen dazu, die Mechanik des Fußes abzubilden. Das Ziel ist die Berechnung der Lasten und Beanspruchungen in den Knochen, Bändern und Muskeln.
Publikationen
In diesem Beitrag zur Simulation in der orthopädischen Fußchirurgie werden die maßgebenden mechanischen Bedingungen im Fuß erfasst und simuliert durch mehrere Arbeitsschritte:
- Messungen der Kinetik,
- der Kinematik und
- der elektrischen Muskelaktivitäten sowie
- die Simulation und Berechnung der Muskelkräfte sowie anschließend
- die Berechnung der Beanspruchungen im Fuß mit der Finite-Element-Methode.
Diese Publikation finden Sie auch im CADFEM Journal/Infoplaner 2010-2 der CADFEM GmbH.
C.Wyss:
"Finite Element Modelling in der Fusschirurgie"
CADFEM Users Meeting 2008, Darmstadt, 2.12.05 www.usersmeeting.com
Zur Untersuchung der mechanischen Bedingungen im Bereich des Mittelfußes wird von Wyss eine Simulation der vorhandenen Bedingungen und des postinterventiellen Resultates einer chrirurgischen Maßnahme beschrieben.
Einige Stichworte zum Inhalt:
- Hilfe für den orthopädischen Fuß-Chirurgen durch FEM-Simulation.
- Untersuchung der vorhandenen Bedingungen durch kinetische Untersuchung, Diagnose der Kinematik durch Bewegungsanalyse
- Elektromyographie
- Konzipierung von orthopädietechnischen Maßnahmen und Simulation des postinterventiellen Resultates mit der Finite-Element-Methode
Kurzbeschreibung der Simulation:
Die FEM-Simulation stellt eine Hilfe für den orthopädischen Fuß-Chirurgen dar.
Grundlage sind Messungen
- der Kinetik,
- der Kinematik und
- der elektrischen Muskelaktivitäten im Gehen mit der Elektromyographie,
Mit diesen Daten werden Modellrechnungen durchgeführt, es werden Muskelkräfte, gesamtresultierende Kräfte und intraartikuläre Kräfte berechnet und die postoperativ zu erwartenden Zustände virtuell im voraus bestimmt. Es werden die durch die Operation hervorgerufenen Veränderungen der Belastungen von Knochen, Knorpel, Muskeln und Sehnen gezeigt.
Darstellung eines Anwendungsbeispiels: Planung des Release der Aponeurosis plantaris durch eine
statische Simulation der Strukturmechanik mit einem ebenen Modell.
C.Wyss:
"Muscle Modelling mit AnyBody"
CADFEM Users Meeting 2009, Leipzig, 2.10.16 www.usersmeeting.com
Hier steht die Bestimmung der Kräfte und Interaktionen im Bewegungsapparat im Mittelpunkt. Dazu werden Messungen durchgeführt und diese mit einem Simulationsmodell des gesamten menschlichen Bewegungsapparates in Beziehung gebracht. Darauf aufbauend wird im 2. Teil der Publikation (Seite 28 ff.) untersucht. Die Beanspruchung in den Knochen des Fußes wird für verschiedene Lastzustände simuliert und gezeigt.
Einige Stichworte zum Inhalt:
Teil 1:
- Ganganalysen zur Untersuchung der Kinetik und Kinematik
- Reaktionskräfte im Knie und im Vorfuß
- Anwendung von AnyBody, Marker-Dummy-Abstimmung
Teil 2:
- Wirkung von Einlagen auf Reaktionskräfte im Sprunggelenk, Kniegelenk und Hüftgelenk sowie Muskelkräfte am Bein
- Einlagen für mediale Erhöhung Ferse, mediale Erhöhung Mittelfuß, laterale Erhöhung Ferse, laterale Erhöhung Mittelfuß, retrokapitale Erhöhung
- FEM-Simulation der Fußknochen
Kurzbeschreibung der Simulation:
Die aus den Ganganalysen bestimmten Bewegungsfolgen werden mit dem Programm Anybody simuliert. Die Parameter für Knochen, Muskeln, Gelenke werden aus einer Marker-Dummy-Abstimmung abgeleitet. Für die Fußknochen wird am Beispiel einer calcaneo-cuboidal Pseudarthrose simuliert, wie die Beanspruchungen für verschiedene Belastungsfälle verteilt sind. Dazu werden statische Simulationen mit einem FEM-Modell durchgeführt.
Weiterführende Informationen
Ein weiterführendes Seminar speziell hierzu finden Sie unter "Wissen" auf der Homepage von CADFEM bei "Finite-Elemente-Simulation für Biomechaniker und Mediziner".