|
Napěťová analýza lidských hlasivek
Vampola, T. ; Horáček, Jaromír
Byl vyvinut plně parametrický 3D MKP model lidského hrtanu, který byl použit pro numerické simulace napětí v kmitajících hlasivkách při jejich rázech. Komplexní model sestává z hlasivek, ariteroidních chrupavek a prstencové a štítné chrupavky. Hlasivky jsou modelovány jako třívrstvý ortotropní materiál. Jsou uvedeny výsledky numerických simulací vibrací hlasivek buzených předepsaným mezihlasivkovým aerodynamickým tlakem. Pro modelování rázů hlasivek jsou použity kontaktní elementy a jsou počítána hlavní a smyková napětí v časové oblasti na povrchu a uvnitř hlasivkové tkáně. Výsledky ukazují významná dynamická napětí ve všech třech směrech (horizontální, vertikální a předozadní) a srovnatelná maximální Von Misesova napětí pro fázi otevření i uzavření mezihlasivkové štěrbiny během pohybu hlasivek.
|
|
Modelování růstu kostní chrupavky na biodegrabilním scafoldu při mechanickém zatěžování.
Kozák, Jakub ; Stará, Jana (oponent) ; Maršík, František (vedoucí práce)
V předložené práci se zabýváme modelováním růstu kostní chrupavky. Začínáme prozkoumáním pozadí problému, tj. biologií chrupavky, možnostmi léčení a metodami tkáňového inženýrství. Následuje odvození modifikovaného zákona aktivních hmot, který poskytuje možnost popsání jak probíhajích chemických reakcí, tak vliv mechanického zatěžování. Odvozenou rovnici použijeme pro formulaci matematického modelu růstu chrupavky, který má formu systému reakcně-difúzních rovnic. Tento model následně analyzujeme a porovnáváme s experimentem. Tím získáme některé parametry modelu, které kvantitativně popisují růst chrupavky in vitro.
|
| |
|
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.
|
|
Rešeršní studie zubních implantátů zaváděných do horní čelisti
Navrátilová, Jana ; Borák, Libor (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena řešeršní studii zubních implantátu v horní čelisti. Horní čelist je specifická kvalitou kostní tkáně a množstvím prostoru, který poskytuje pro im- plantaci. Práce uvádí možné problémy při implantaci do horní čelisti a popisuje možnosti augmentačních postupů. V další části práce byla provedena deformačně-napěťová ana- lýza soustavy horní čelist a implantát pomocí výpočtového modelování. K řešení byla použita metoda konečných prvků.
|
|
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.
|
|
Vliv exostóz na přenos zvukových signálů lidským uchem
Vališová, Šárka ; Švancara, Pavel (oponent) ; Pellant, Karel (vedoucí práce)
Exostózy jsou povrchové kostní výrůstky v zevním zvukovodu lidského ucha. Hlavním úkolem diplomové práce je zjistit, jaký vliv může mít zúžení zevního zvukovodu exostózami na mechanický přenos zvuku do vnitřního ucha. Úloha byla řešena pomocí MKP modelování v systému ANSYS. Pro výpočet byl použit 2D model normálního ucha, který byl převzat z diplomové práce B. Ouali: Development of 2D finite element model of human ear (VUT v Brně, 2009). Na modelu, který zahrnoval akustický subsystém zevního zvukovodu, elastický bubínek, středoušní dutinu se sluchovými kůstkami a dutinu vnitřního ucha s vnitroušní přepážkou, byly provedeny úpravy zevního zvukovodu simulující různá stádia jeho zúžení exostózami odlišných poloh. Konečnoprvkovou analýzou byl sledován jejich vliv na přenosovou charakteristiku akustického systému pro vzdušné i kostní vedení zvuku. Na závěr byla provedena analýza výsledků a získané poznatky z konečnoprvkových modelací byly porovnány a audiometrickým vyšetřením pacientů s výskytem exostóz.
|
|
Analýza odezvových veličin kostní tkáně při mechanickém zatěžování
Vosynek, Petr ; Daniel, Matej (oponent) ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Dizertační práce shrnuje výsledky výpočtového a experimentálního modelování z oblasti biomechanicky. Analýzy jsou zaměřeny na vybrané veličiny, které doplňují, nebo mohou doplnit, stávající metody predikce zlomenin kostí. Z hlediska výpočtového modelování jsou to zejména veličiny, které vycházejí z deformačně napěťových analýz. Větší část práce byla věnována experimentálnímu modelování, které bylo použito pro sledování dvou dominantních složek kostní tkáně, jímž jsou minerály a kolagenní vlákna. Současná nejvíce používaná veličina pro popis úbytku kostní tkáně (osteopenie, osteoporóza) je plošná hustota minerálů (BMD – bone mineral density). Nepostihuje ovšem žádnou informaci o změně celkového objemu potažmo o změně jak minerálů, tak i kolagenu. Navržené mechanické veličiny sledují úbytek obou složek při simulaci úbytku minerálů (demineralizace) a při simulaci úbytku kolagenu (deproteinizace) in vitro na dlouhých krůtích kostech.
|
|
Modelování vibračních vlastností lidských hlasivek
Vampola, T. ; Horáček, Jaromír ; Klepáček, I.
byl vytvořen 3D MKP model lidského hrtanu obsahujícího hlasivky. Model umožňuje uvažovat fonační pozici hlasivek (předpětí a addukci)definovanou předepsaným pohybem hlasivkové a štítné chrupavky. Jsou modelovány anizotropní vlastnosti tkáně hlasivek (epitel, vaz a sval) spolu s respektováním materiálových nelinearit při prodlužování tkáně v podélném směru. Pohyb hlasivek je numericky simulován pro předepsaný subgotický tlak zatěžujících hlasivky periodickou funkcí v čase. Generovaný pohyb hlasivek je v kvalitativní shodě s vibračními tvary hlasivkové tkáně známými z klinické praxe.
|
|
Rešeršní studie tumorózních TEP kolenního a kyčelního kloubu
Věžníková, Tereza ; Florian, Zdeněk (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá problematikou tumorózních totálních endoprotéz kolenního a kyčelního kloubu. Tumorózní náhrady se uplatňují u pacientů, kteří v důsledku kostních nádorů utrpěli kostní ztráty a znamenají tak záchranu jejich končetiny před amputací a zároveň možnost návratu do plnohodnotného života. Tato práce se věnuje jejich vývoji, rozdělení a v současnosti používaným typům náhrad. Významný podíl pacientů s onkologickým onemocněním kostí tvoří děti, pro něž jsou řešením rostoucí náhrady obsahující expanzivní mechanismus, který umožňuje regulovat délku jejich končetiny. V poslední části práce je provedena deformačně napěťová analýza části tumorózní TEP kyčle pomocí výpočtového modelování.
|
host ::
