Medizin Diskretisierung
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engl: discretization, medical applications Kategorie: Medical Fallbeispiele Medical
Die Informationen dieser Seite sind besonders ausgerichtet auf die Simulation der Biomechanik und Medical Engineering.
Die Diskretisierung bei Simulationen der Biomechanik und Medical Engineering sind durch die patientenspezifischen Gegebenheiten geprägt.
In der Prothetik bei Simulationen für den Patienten sind diese patientenspezischen Bedingungen mehr als Randbedingungen anzusehen.
Bei der Simulation von Implantaten oder der prä-operativen Planung bestimmen diese Gegebenheiten direkt das Berechnungsmodell.
Datenquelle
Die Basis der patientenspezifischen Gegebenheiten sind CT- oder MRT-Daten (DICOM). Unterschiedliche Gewebebereiche sind in den Segment-Darstellungen durch Graustufen unterschieden (Hounsfield-Units, HU).
Durch geeignete Software wird aus diesen Daten die räumliche Geometrie erzeugt. Das STL-Format stellt die äußere Kontur in Form von kleinen Flächen-Facetten dar.
Auf die STL-Daten kann ein CAD- oder FEM-Programm aufbauen. Die äußere Kontur wird als 3-dimensionales Volumen erkannt und durch die Diskretisierung in ein Netz von Volumen-Elementen aufgeteilt (FEM Mesh). Dieses Modell ist die Grundlage einer FEM-Simulation.
Aus den Graustufen (Hounsfield-Units, HU) der DICOM-Daten können örtliche Verteilungen von Materialdaten wie zum Beispiel die Knochendichten abgeleitet werden.
Bei der Lösung wird das physikalische Verhalten dieses Modells berechnet (FEM Simulation). Die Auswertung zeigt die Verteilung der berechneten Ergebniswerte, zum Beispiel die Spannungen unter der aufgegebenen Last.
