|
|
Rešeršní studie mechanických vlastností tkáně lebeční kosti
Wojtek, Lukáš ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou určování mechanických vlastností lebeční kostní tkáně. V práci je provedena rešeršní studie související s experimentálním určováním mechanických vlastností kostních tkání. Uvedena je také stručná historie a vývoj zobrazovacích metod a jejich význam při výpočtovém modelování. V práci jsou popsány histomorfometrické parametry popisující strukturu kostní tkáně na mikro úrovni, způsob jejich výpočtu a jejich vliv na mechanické vlastnosti kostní tkáně. Praktická část práce se zaměřuje na zpracování mikro-CT snímků lebeční kosti, analýzu histomorfometrických parametrů (BV/TV, TbTh, TbSp) a následně na deformačně napěťové analýzy vybraných úseků lebeční kostní tkáně. Zjištěné Youngovy moduly pružnosti kostní tkáně [MPa] jsou srovnány s výsledky z experimentů zjištěných z literatury.
|
|
|
Biomechanická studie lidské dolní čelisti ve fyziologickém stavu
Borák, Libor ; Horyl, Petr (oponent) ; Bartáková, Sonia (oponent) ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Předkládaná studie se zabývá mechanickými aspekty lidské dolní čelisti ve fyziologickém stavu, a to v okamžiku skusu. Práce je zaměřena především na určování deformačně-napěťových stavů kostní tkáně a jejich vyhodnocování, přičemž důraz je kladen na interakci zubů s kostí. Kromě toho jsou vyhodnocovány také kontaktní tlaky v čelistních kloubech při různých zátěžných konfiguracích. Součástí analýzy je též posouzení různých úrovní modelů materiálu některých prvků soustavy. Problém určení deformačně-napěťových stavů je řešen výpočtovým modelováním s využitím metody konečných prvků. V práci je provedena podrobná analýza prvků žvýkacího aparátu a je detailně popsán způsob jejich modelování. Zvláštní pozornost je věnována mode-lování spongiózní kosti a také periodontia, které zprostředkovává interakci mezi zubem a al-veolární kostí. Trojrozměrná geometrie dolní čelisti i všech řešených zubů byla získána digi-talizací reálných objektů, a to s využitím metod trojrozměrného optického skenování. V práci jsou posouzeny tři různé modely materiálu periodontia: Lineární isotropní model, bilineární isotropní model a lineární ortotropní model. Jsou analyzovány charakteristiky těchto modelů a zejména u ortotropního modelu, který se v odborné literatuře takřka nevyskytuje, je navrženo devět konstant nově popisujících tento model. Na dvojrozměrných modelech je dále analyzován rozdíl v mechanické odezvě spongiózní kosti na zatížení zubu v případech, že kost je modelována buď jako homogenní souvislá oblast nebo s detailní trámečkovou architekturou. Výpočtový model je rozdělen do čtyř základních variant lišících se úrovní geometrie žvý-kacího aparátu: A – 2D úroveň geometrie kosti; B – 3D úroveň geometrie segmentu kosti s jedním zubem a maximálně třemi zuby; C – 3D úroveň geometrie celé dolní čelisti s jedním zubem; D – 3D úroveň geometrie celé dolní čelisti s plnou denticí. Jednotlivé základní varian-ty výpočtového modelu jsou dále řešeny v různých obměnách pro různé modely materiálu apod.
|
|
|
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.
|
|
|
Biomechanická studie zubních implantátů pro sníženou densitu kostní tkáně
Marcián, Petr ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Horyl, Petr (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou z oblasti dentální implantologie, v níž se při zavádění dentálních implantátů vyskytuje řada problémů. Základním problémem při aplikaci implantátu je kvalita kostní tkáně, která podstatně ovlivňuje její deformaci, napjatost a možnost následného selhání implantátu. Znalosti mechanických vlastností kostní tkáně čelisti a čelisti s aplikovaným implantátem mohou významně ovlivnit predikci selhání dentálních implantátů. V případě mechanické interakce je možné ji popsat veličinami určujícími deformaci a napjatost řešené soustavy. Proto bylo využito pro řešení výpočtové modelování pomocí metody konečných prvků. K biomechanickému posouzení selhání implantátu, zahrnujícímu kvalitu kostní tkáně, je nutné vytvořit výpočtový model řešené soustavy na vysoké rozlišovací úrovni. Za tímto účelem bylo nutné provést biomechanickou studii, která podstatně v této práci rozšířila okruh řešených problémů. V práci je prezentována metodologie jak provádět posouzení kvality kostní tkáně, do níž má být implantát zaveden, tak i posouzení jejich vzájemné interakce. Výsledky potvrzují nutnost vytvářet výpočtové modely kostní tkáně na vysoké rozlišovací úrovni včetně jejich složité trámečkové architektury. V práci je popsaná tvorba výpočtového modelu z dat pořízených na mikro-CT zařízení. Dále byl vytvořen výpočtový model trámčité struktury na 3D úrovni s dentálním implantátem a provedena deformačně napěťová analýza. Poslední část práce je věnována úvodní studii modelace a remodelace kostní tkáně.
|
|
|
Vytvoření modelů geometrie vybraných náhrad kyčelního kloubu
Kohoutek, Jan ; Vosynek, Petr (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce je v souladu se zadáním pojata jako rešeršní studie, jejímž cílem je prezentovat globální a alespoň rámcově ucelený pohled na problematiku nahrazování kyčelního kloubního spojení. Práce zahrnuje stručný přehled základních metod používaných při zjišťování mechanických vlastností kostní hmoty, realizaci kostní hmoty užitím homogenních izotropních, nehomogenních izotropních a nehomogenních orthotropních materiálových modelů při napěťově-deformačních výpočtech, přehled současně používaných náhrad kyčelního kloubu a příklady vytvoření geometrických modelů vybraných implantátů.
|
|
|
Assessment of the strength of the lumbar spine fixator screw using stochastically entered input variables
Rapantová, Zuzana ; Hrabec, Pavel (oponent) ; Vosynek, Petr (vedoucí práce)
The bachelor's thesis deals with the strength and fatigue of the spinal rod fixator. The topic is addressed by creating a computational model with two lengths of fixation screws. Simulations are performed using the Ansys software with the application of Six Sigma analysis. The strength analysis is quantified from the average load values, and the stress-strain analysis employs stochastic input variables. The results demonstrate that the modulus of elasticity of the cancellous bone significantly affects the deformation of the fixator. In the conclusion, the output data between the two lengths undergo statistical tests. Based on the acceptance of hypotheses regarding the equality of mean values, it is evaluated that a screw not passing through the entire cross-section of the cancellous bone in the vertebra is more suitable.
|
|
|
Rešeršní studie mechanických vlastností tkáně lebeční kosti
Wojtek, Lukáš ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou určování mechanických vlastností lebeční kostní tkáně. V práci je provedena rešeršní studie související s experimentálním určováním mechanických vlastností kostních tkání. Uvedena je také stručná historie a vývoj zobrazovacích metod a jejich význam při výpočtovém modelování. V práci jsou popsány histomorfometrické parametry popisující strukturu kostní tkáně na mikro úrovni, způsob jejich výpočtu a jejich vliv na mechanické vlastnosti kostní tkáně. Praktická část práce se zaměřuje na zpracování mikro-CT snímků lebeční kosti, analýzu histomorfometrických parametrů (BV/TV, TbTh, TbSp) a následně na deformačně napěťové analýzy vybraných úseků lebeční kostní tkáně. Zjištěné Youngovy moduly pružnosti kostní tkáně [MPa] jsou srovnány s výsledky z experimentů zjištěných z literatury.
|
|
|
Biomechanická studie zubních implantátů pro sníženou densitu kostní tkáně
Marcián, Petr ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Horyl, Petr (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou z oblasti dentální implantologie, v níž se při zavádění dentálních implantátů vyskytuje řada problémů. Základním problémem při aplikaci implantátu je kvalita kostní tkáně, která podstatně ovlivňuje její deformaci, napjatost a možnost následného selhání implantátu. Znalosti mechanických vlastností kostní tkáně čelisti a čelisti s aplikovaným implantátem mohou významně ovlivnit predikci selhání dentálních implantátů. V případě mechanické interakce je možné ji popsat veličinami určujícími deformaci a napjatost řešené soustavy. Proto bylo využito pro řešení výpočtové modelování pomocí metody konečných prvků. K biomechanickému posouzení selhání implantátu, zahrnujícímu kvalitu kostní tkáně, je nutné vytvořit výpočtový model řešené soustavy na vysoké rozlišovací úrovni. Za tímto účelem bylo nutné provést biomechanickou studii, která podstatně v této práci rozšířila okruh řešených problémů. V práci je prezentována metodologie jak provádět posouzení kvality kostní tkáně, do níž má být implantát zaveden, tak i posouzení jejich vzájemné interakce. Výsledky potvrzují nutnost vytvářet výpočtové modely kostní tkáně na vysoké rozlišovací úrovni včetně jejich složité trámečkové architektury. V práci je popsaná tvorba výpočtového modelu z dat pořízených na mikro-CT zařízení. Dále byl vytvořen výpočtový model trámčité struktury na 3D úrovni s dentálním implantátem a provedena deformačně napěťová analýza. Poslední část práce je věnována úvodní studii modelace a remodelace kostní tkáně.
|
|
|
Biomechanická studie lidské dolní čelisti ve fyziologickém stavu
Borák, Libor ; Horyl, Petr (oponent) ; Bartáková, Sonia (oponent) ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Předkládaná studie se zabývá mechanickými aspekty lidské dolní čelisti ve fyziologickém stavu, a to v okamžiku skusu. Práce je zaměřena především na určování deformačně-napěťových stavů kostní tkáně a jejich vyhodnocování, přičemž důraz je kladen na interakci zubů s kostí. Kromě toho jsou vyhodnocovány také kontaktní tlaky v čelistních kloubech při různých zátěžných konfiguracích. Součástí analýzy je též posouzení různých úrovní modelů materiálu některých prvků soustavy. Problém určení deformačně-napěťových stavů je řešen výpočtovým modelováním s využitím metody konečných prvků. V práci je provedena podrobná analýza prvků žvýkacího aparátu a je detailně popsán způsob jejich modelování. Zvláštní pozornost je věnována mode-lování spongiózní kosti a také periodontia, které zprostředkovává interakci mezi zubem a al-veolární kostí. Trojrozměrná geometrie dolní čelisti i všech řešených zubů byla získána digi-talizací reálných objektů, a to s využitím metod trojrozměrného optického skenování. V práci jsou posouzeny tři různé modely materiálu periodontia: Lineární isotropní model, bilineární isotropní model a lineární ortotropní model. Jsou analyzovány charakteristiky těchto modelů a zejména u ortotropního modelu, který se v odborné literatuře takřka nevyskytuje, je navrženo devět konstant nově popisujících tento model. Na dvojrozměrných modelech je dále analyzován rozdíl v mechanické odezvě spongiózní kosti na zatížení zubu v případech, že kost je modelována buď jako homogenní souvislá oblast nebo s detailní trámečkovou architekturou. Výpočtový model je rozdělen do čtyř základních variant lišících se úrovní geometrie žvý-kacího aparátu: A – 2D úroveň geometrie kosti; B – 3D úroveň geometrie segmentu kosti s jedním zubem a maximálně třemi zuby; C – 3D úroveň geometrie celé dolní čelisti s jedním zubem; D – 3D úroveň geometrie celé dolní čelisti s plnou denticí. Jednotlivé základní varian-ty výpočtového modelu jsou dále řešeny v různých obměnách pro různé modely materiálu apod.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.