Medizin Methoden
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Kategorie: Medical Fallbeispiele Medical
Im Bereich der Biomechanik und des Medical Engineering beinhaltet die Simulation die virtuelle Modellierung und Berechnung von Bereichen des menschlichen Körpers. Dabei wird simuliert, wie sich das Gewebe verhält und wie physikalische Vorgänge ablaufen, ohne dass Probanden involviert sind.
Simulation
Die Durchführung einer Simulation erfordert
- die geeignete Idealisierung der Aufgabenstellung und
- den Datentransfer, der im allgemeinen von bildgebenden Verfahren (CT, MRT,..) zur Simulation auszuführen ist.
Bei der Idealisierung wird über die physikalischen Eigenschaften entschieden, die in die Simulation einbezogen oder andererseits vernachlässigt werden. Für das Materialverhalten müssen geeignete Stoffgesetze (Materialgesetze) ausgewählt werden. Der Simulationsverlauf ist zu planen. Bei der Untersuchung von Varianten müssen die Parameter vorgegeben werden.
Beim Datentransfer muss aus den Ergebnissen der bildgebenden Verfahren ein 3-dimensionales Modell erstellt werden (im allgemeinen über STL-Daten). Für die Anwendung der Finite-Element-Methode (FEM) muss in dieses Gebiet bei der Diskretisierung ein Element-Netz einbeschrieben werden.
Publikationen
L.Kovacs, M.Eder, A.Volf, S.Raith, H.Pathak, F.Armbrecht, C.Müller:
"Nutzen der FEM in der Medizin"
CADFEM Users Meeting 2010, Aachen, 2.10.01 www.usersmeeting.com
Einige Stichworte zum Inhalt:
- Vergleich mit anderen Anwendungsgebieten der FEM
- Besonderheiten der Medizin
- FEM in der Lehre und Ausbildung
- FEM in der klinischen Routine
Kurzbeschreibung der Simulation:
- Beispiel: Wiederherstellungschirurgie nach Tumoroperationen
- Beispiel: Rekonstruktion nach Tumorentfernung
- Besonderheiten der Medizin
- Forschung, Prothetik
- FEM in der Lehre und Ausbildung: Mammaaugmentation
U.Simon, M.Helmer, F.Hauser, D.Lechler, F.Niemeyer, T.Wehner, U.Wolfram, O.Marti:
"Free Tool for the Assessment of Fracture Stiffness from Medical Images - Development and Validation of FEA4DICOM"
CADFEM Users Meeting 2010, Aachen, 2.10.14 www.usersmeeting.com
Einige Stichworte zum Inhalt:
- Datenaufbereitung von CT über Voxel zu FEM
- Lösung für den klinischen Alltag
Kurzbeschreibung der Simulation:
- Berechnung der mechanischen Steifigkeit
- Grauwerte (Hounsfield units) zu Dichte und zu Elastizitätsmodul
- Aufbereitung für FEM-Simulation
U.Simon, T.Wehner, D.Nolte, F.Niemeyer, L.Claes:
"Current Concepts and Open Problems in Computational Clinical Biomechanics"
CADFEM Users Meeting 2007, Dresden, 2.12.05 www.usersmeeting.com
Einige Stichworte zum Inhalt:
- Konzept der Simulation von Implantaten, Osteoporose, Frakturheilung
- Materialdaten und Materialeigenschaften des Gewebes
Kurzbeschreibung der Simulation:
- Simulation der Strukturmechanik
- Berücksichtigung der Materialdaten
- Konzept der Simulation von Knochengeweberemodellierung und Revaskularisierung
Weiterführende Informationen
Ein weiterführendes Seminar speziell hierzu finden Sie unter "Wissen" auf der Homepage von CADFEM bei "Finite-Elemente-Simulation für Biomechaniker und Mediziner".
