Badanie naprężeń i przemieszczeń struktur kostnych

• Autorzy: Domagała Z. , Drapikowski P.

Warianty tytułu

EN

Strains and displacements of human bone models

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono biomechaniczny model kości udowej poddany maksymalnym obciążeniom statycznym. Wyznaczono rozkład naprężeń i przemieszczeń korzystając z metody elementów skończonych (MES). Przedstawiono i zbadano różne aspekty modelowania kości udowej takie jak: model geometryczny kości, oszacowanie właściwości mechanicznych, modele obciążeń stawu biodrowego, rodzaj siatki i wielkość elementów skończonych. Porównano rozkład naprężeń i przemieszczeń modelu fragmentu kości rekonstruowanego na podstawie indywidualnych danych pacjenta z modelem całej kości. Wyniki analizy uzyskane dla fragmentu kości znacznie odbiegają od wyników dla całej kości.

EN

The work presents the biomechanical model of the human proximal femur and the Finite Element (FE) results of displacements and strains as the response to quasi-static load. Different aspects of proximal femur modeling as: geometrical model, estimation of mechanical properties of cortical and trabecular regions, load models of hip joint, kind and size of FE mesh are presented and investigated. Displacements and strains of part of the femur reconstructed based on the CT scans were compared to the whole femur. FE results of both models are different.

Słowa kluczowe

PL

struktura kości; modelowanie biomedyczne

EN

bone structure; biomedical modeling

• Wydawca: Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk
• Czasopismo: Studia z Automatyki i Informatyki
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 34
• Strony: 7--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Domagała Z.

autor

Drapikowski P.

• Politechnika Poznańska, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Zakład Automatyki i Robotyki, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań,

Bibliografia

• [1] Gawęcki A., Mechanika materiałów i konstrukcji prętowych, Alma Mater 2003.
• [2] Genant H., K., Engelke K., Prevrhal S., Advanced CT Bone Imaging in Osteoporosis, Rheumatology (Oxford), 2008, Vol. 47, Suppl. 4, s.9-16.
• [3] Marciniak J., Chrzanowski W., Krause A., Gwoździowanie śródszpikowe w osteosyntezie. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008.
• [4] Mazurkiewicz A., Topoliński T., Ocena zmian wartości modułu younga kości gąbczastej w obliczeniach MES w funkcji uproszczeń jej modelowania, Acta Mechanica et Automatica, 2007, Vol. 1(2), s. 37-40.
• [5] Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000, red. M., Nałęcz, Tom V, Biomechanika i inżynieria rehabilitacyjna, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2004.
• [6] Sobotta, Atlas anatomii człowieka, t. II, Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2006.
• [7] Taddei F., Pancanti A., Viceconti M., An Improved Method for the Automatic Mapping of Computed Tomography Numbers Onto Finite Element Models, Med. Eng. Phys., 2003, Vol. 26, s. 61-69.
• [8] Yosibash Z., Padan R., Joskowicz L., Milgrom C., A CT-based High-order Finie Element Analysis of the Human Proximal Femur Compared to in-vitro Experiments, Journal of Biomechanical Engineering, 2007, Vol. 129(3), s. 297-309.
• [9] Yosibash Z., Trabelsi N., Milgrom C., Reliable Simulations of the Human Proximal Femur by High-order Finite Element Analysis Validated by Experimental Observations, Journal of Biomechanics, 2007, Vol. 40, s. 3688-3699.
• [10] 3D Model Human Skeleton Pelvis Leg Foot, http://www.the3dstudio.com.
• [11] Materiały informacyjne firmy AnalizeDirect, http://analizedirect.com.
• [12] Materiały informacyjne firmy Materialise, http://www.materialise.com.