|
|
Způsoby měření hustoty kostních tkání
Konvalinka, Jan ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Předkládaná bakalářská práce se zabývá měřením hustoty kosti a důsledky jejích změn na biomechanické vlastnosti kostní tkáně. První část je věnována popisu metod kostní densitometrie, zejména metod radiologických, které jsou v současnosti nejrozšířenější. V druhé části je měřena hustota spongiózní kosti v Hounsfieldových jednotkách z CT snímků (femur prasete, zdravý a nemocný femur člověka a bederní obratel) v programu ROI Analysis. V třetí části práce je analyzován vliv změn hustoty kosti na deformačně-napěťové veličiny spongiózní kosti. K posouzení byl využit 2D výpočtový model kyčle řešený pomocí MKP.
|
|
|
Effect of location and orientation of dental implant on stress-strain states in mandibular bone
Thomková, Barbora ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
The master’s thesis deals with issues belonging to the field of dental biomechanics, specifically the mechanical interaction of dental implants with the bone tissue of the mandible. The thesis focuses on the stress-strain analysis of the mandible with the implant inserted in different positions, with a different angle relative to the occlusal plane. The solution is performed by computational modeling using the finite element method. The geometry model of mandible was created based on CT images. The aim of the master’s thesis was also to compare the influence of the choice of the material model of cancellous bone tissue on the resulting stress-strain states of the mandible with the dental implant. Three material models of cancellous bone tissue were created - two homogeneous material model and a heterogeneous material model, which was based on CT image data. The work also investigates the effect of rotation (+5° or -5°) of implants in basic positions on the resulting stress-strain states. The stress-strain analysis showed that position and rotation has a greater effect on the stress and strain of bone tissue and implant than the chosen material model of cancellous bone tissue.
|
|
|
Biomechanická studie obličejového skeletu
Valášek, Jiří ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Horyl, Petr (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Předložená práce je biomechanickou studií obličejového skeletu se zaměřením na fixaci dolní čelisti po odstranění nádorového onemocnění dolní čelisti. Cílem práce je provedení biomechanické studie obličejového skeletu s následnou detailní deformačně napěťovou analýzou dvou čelistních dlah navržených a vyrobených pro konkrétní pacienty. Geometrie dolní čelisti pro konstrukční návrh dlah a pro vytvoření modelu geometrie výpočtového modelu byla získaná na základě dat získaných z CT vyšetření dvou pacientů. Součástí dizertační práce je dílčí klinicko-teoretická studie, která se zabývá srovnáním zpracování informací z CT na data potřebná k tvorbě modelu geometrie. V rámci této práce byly vytvořeny výpočtové modely a provedena řešení deformace a napjatosti dolní čelisti s deficitem kostní tkáně fixované dlahou. Modely dolní čelisti včetně dlah byly vytvořeny pro konkrétní pacienty s nádorovým onemocněním dolní čelisti. V závěrečných kapitolách dizertační práce jsou prezentována řešení deformace a napjatosti řešených čelistí s dlahou a analýza výsledků. Poznatky získané na základě provedené studie byly publikovány a aplikovány v klinické praxi.
|
|
|
Prediction of mechanical properties of the cancellous bone tissue of the mandible
Holá, Lucia ; Valášek, Jiří (oponent) ; Thomková, Barbora (vedoucí práce)
The bachelor thesis deals with a problem from the field of biomechanics, specifically to determine mechanical properties of cancellous bone tissue of lower jaw and is focused on Young´s modulus of elasticity and apparent bone density detection. In this thesis a research of studies that were focused on determining a relationship between E and apparent density of trabecular bone is firstly included. Then solution is made using computational modeling using finite element method on the model of lower jaw that was constructed from CT scans. In the SolidWorks software, 12 cubes were made and inserted into the model that was later used in software called ANSYS Workbench, to calculate force reactions and E value using CT number values also calculated in the software. Calculated values of force reactions were then used for Young´s modulus calculation for each axis x,y and z using equations obtained from literature. Next solution was made using the ImageJ program in which values of Hounsfield units were obtained and later recalculated into apparent density values using mathematical relations. Then values of E as a function of CT number and E values obtained from mathematical relation were compared. Lastly the relationships between E and density were determined.
|
|
|
Deformačně napěťová analýza kyčelního spojení s totální endoprotézou s uvažováním otěru
Ebringerová, Veronika ; Valášek, Jiří (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Předložená práce se zabývá tvorbou výpočtového modelu kyčelního kloubu se zavedenou totální endoprotézou a jeho následnou deformačně-napěťovou analýzou. Objemový model pánve a femuru byl vytvořen na základě CT dat. Do tohoto modelu byly zasazeny komponenty kyčelní endoprotézy, tj. femorální dřík a acetabulární komponenta (kovová a polyetylenová vložka) a také cement. Na soustavě bylo následně modelováno skutečné zatížení. Právě při skutečném zatěžování endoprotézy dochází k otěru. Ten má velký vliv na kvalitu kostní tkáně, kterou zhoršuje. Zhoršená kostní tkáň byla simulována pod acetabulární komponentou. Na základě deformačně-napěťové analýzy je posuzováno chování celé soustavy. Tato problematika je v dnešní době velice aktuální.
|
|
|
Význam zobrazovacích metod při tvorbě výpočtového modelu v biomechanice.
Prášilová, Eva ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se v první části zabývá zpracováním historie zobrazovacích metod a uvedením jejich významu v klinické praxi. Z hlediska tvorby výpočtových modelů v biomechanice má velký význam počítačová tomografie. V druhé části je popsáno zpracování dat získaných ze zobrazovacích zařízení CT a mikro-CT odlišných segmentů dvou lidských dolních čelistí. Pomocí metod zpracování obrazu je možné neinvazivním způsobem provádět analýzu hustoty kostní tkáně – kostní densitu a BVF prostřednictvím ruční segmentace v programu ROI Analysis. V práci jsou ukázány průběhy kostní hustoty ve dvou segmentech dolních čelistí a srovnány výsledky měření z CT a mikro-CT. V práci jsou dále popsány korelační vztahy a přepočty, pomocí kterých je možné určovat mechanické vlastnosti kostní tkáně. Na závěr je popsána tvorba výpočtového modelu v programu ANSYS kosti s rozdílnou hustotou a provedena deformačně napěťová analýza.
|
|
|
Deformační a napěťová analýza vybraného páteřního fixátoru
Prášilová, Eva ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Degenerativní a traumatologická poranění páteře jsou velmi častá. V těchto případech je často nutné stabilizovat poškozenou část páteře pomocí implantátu. Spinální implantáty se dělí na tuhé a poddajné, v lékařské praxi nazývané dynamické. V této práci byl řešen problém fyziologické páteře a páteře po zavedení implantátu pomocí výpočtového modelu (metody konečných prvků). Výpočtový model se skládá ze 4 bederních obratlů L2 – L4, meziobratlových plotének, chrupavek, vazů a implantátu. Na model byla aplikována síla 200N a 400N, dále síla 200N v kombinaci s příslušnými ohybovými momenty podle pohybů páteře. Byly analyzovány celkové deformace, kontaktní tlaky na chrupavkách, přetvoření spongiózní kostní tkáně a napětí na implantátu. Deformace modelu fyziologického a s implantátem jsou srovnatelné, ale u implantovaného modelu došlo k markantnímu přetvoření kostní tkáně v okolí zavedených šroubů.
|
|
|
Stress-strain analysis of screw-bone system used in a plate-fixation of fractures
Kalnický, Jakub ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
In the field of orthopaedics and traumatology, a whole series of problems appear related to fracture fixation by means of various types of plates. Appropriate application of the plate is the difficult task that a doctor needs to deal with in the operating room. Regarding mechanics, the number of screws and their spacing have a major impact on the healing process. If there are too many screws or lack of them, the fracture does not heal properly. This can lead to implant failure. This work deals with stress-strain analysis of screws and bone tissue with a fracture fixed by LCP. It deals with the influence of different geometrical configurations of the screws on the stress, deformation and strain of the system. For this purpose, the computational modelling was used by means of the finite element method. Two computational models have been created, on which different screw arrangement was analysed. The first computational model represents diaphysis of the femur that is at the beginning of the healing process. For the four load models and eleven geometric configurations and number of the screws, a total of 44 computations were performed. The second computational model represents the distal part of the femur. Femoral geometry model was created based on CT (computed tomography) examination, geometric model of the plate was created by 3D scanning. Deformations and stresses were compared in the three geometric configurations of the screws during the healing process.
|
|
|
Deformační a napěťová analýza totální endoprotézy temporomandibulárního kloubu
Horňas, Jan ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá problematikou v oblasti aplikace totální endoprotézy (TEP) při náhradě temporomandibulárního kloubu (TMK). Implantace TEP se provádí v důsledku vážného onemocnění TMK (artróza, ankylóza, nádorové onemocnění) či jeho makrotraumatu. Během implantace TEP se pomocí samořezných šroubů k dolní čelisti fixuje protéza kloubní hlavice. Díky tomu se mění deformačně- apěťové stavy dolní čelisti, TEP a fixačních šroubů. V práci je provedena deformačně-napěťová analýza pomocí výpočtového modelování s využitím metody konečných prvků (MKP). Řešení je provedeno pro šest různých uložení šroubů (počet šroubů je neměnný) a pro proměnný statický koeficient tření (v rozmezí 0,01 až 0,11) mezi protézou kloubní hlavice (PKH) a protézou kloubní jamky (PKJ). Celkem bylo vytvořeno 36 variant výpočtových modelů. Na základě provedené deformačně-napěťové analýzy je zjištěn podstatný vliv velikosti statického koeficientu tření na výsledné hodnoty deformačních posuvů, kontaktního tlaku v oblasti artikulační plochy PKH a PKJ a také redukovaného napětí HMH v PKH. Podstatný vliv z hlediska různého uložení šroubů je pozorován u Redukovaného napětí HMH ve šroubech a redukovaného přetvoření HMH kortikální a spongiózní kostní tkáně.
|
|
|
Deformační a napěťová analýza dolní čelisti s fixátorem
Semerák, Jaroslav ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou fixace zlomenin dolní čelisti pomocí komerčně vyráběných fixátorů. K danému tématu byla vypracována podrobná rešeršní studie na základě dostupné literatury. V práci je mimo jiné uvedena základní anatomie zkoumané oblasti a nejčastěji používané materiály fixátorů. Následně byla provedena analýza deformace a napjatosti soustavy zlomené dolní čelisti s aplikovanou úhlově stabilní dlahou. Deformační a napěťová analýza byla realizována pro dolní čelist se zlomeninou v oblasti kloubního výběžku, s různými typy fixačních dlah vyrobených z materiálu CP-Ti Grade 4. Navíc byla provedena analýza deformačních posuvů zhojené dolní čelisti s fixátory po defektu v oblasti brady a úhlu. Pro posouzení mechanické interakce dolní čelisti s defektem a aplikovaným fixátorem bylo použito výpočtové modelování s variačním přístupem pomocí metody konečných prvků (MKP) v programu Ansys Workbench 18.1. V práci je podrobně popsána tvorba výpočtového modelu soustavy a následné řešení.
|
host ::
RSS.