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Operieren im Medizin-Grid
(2002)
3D Osteotomieplanung in der MKG-Chirurgie unter Berücksichtigung der räumlichen Weichgewebeanordnung
(2001)
Effiziente und zuverlässige Finite-Elemente-Methoden zur Simulation des menschlichen Unterkiefers
(2003)
Im Rahmen der biomechanischen Simulation knöcherner Organe ist die Frage nach einer befriedigenden Materialbeschreibung nach wie vor ungelöst. Computertomographische Datensätze liefern eine räumliche Verteilung der (Röntgen-)Dichte und ermöglichen damit eine gute Darstellung der individuellen Geometrie. Weiter können die verschiedenen Materialbestandteile des Knochens, Spongiosa und Kortikalis, voneinander getrennt werden. Aber die richtungsabängige Information der Materialanisotropie ist verloren. In dieser Arbeit wird ein Ansatz für eine anisotrope Materialbeschreibung vorgestellt, die es ermöglicht, den Einfluss der individuellen knöchernen Struktur auf das makroskopische Materialverhalten abzuschätzen.
The correlation of the inner architecture of bone and its functional loading was already stated by Wolff in 1892. Our objective is to demonstrate this interdependence in the case of the human mandible. For this purpose, stress/strain profiles occuring at a human lateral bite were simulated. Additionally, by a combination of computer graphics modules, a three--dimensional volumetric visualization of bone mineral density could be given. Qualitative correspondences between the density profile of the jaw and the simulated stress/strain profiles could be pointed out. In the long run, this might enable the use of the simulation for diagnosis and prognosis. The solution of the underlying partial differential equations describing linear elastic material behaviour was provided by an adaptive finite element method. Estimates of the discretization errors, local grid refinement, and multilevel techniques guaranteed the reliability and efficiency of the method.