|
|
Biomechanická studie ruky
Krpalek, David ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Horyl, Petr (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou z oblasti zápěstí člověka a příslušné totální náhrady, umožňujícího navrácení pohyblivosti ruky přibližující se fyziologickému stavu po traumatických a degenerativních onemocnění. Léčení těchto onemocnění má komplexní charakter. Vedle biologické a medicínské stránky zahrnuje i problémy biomechanické. K určení vhodné léčebné metody a implantátu je důležité znát chování zápěstí ve všech stavech nejen z hlediska lékařského, ale i biomechanického. Z tohoto důvodu byla vytvořena biomechanická studie zahrnující výpočtový model zápěstí (ruky) umožňující řešení deformace a napětí zápěstí ve fyziologickém a patologickém stavu a dále po aplikaci totální náhrady. Na základě Frostovy teorie remodelace kostní tkáně byla provedena analýza kostní tkáně zápěstí a kostní tkáně po aplikaci totální náhrady RE-MOTION™ Total Wrist.
|
|
|
Biomechanická studie ruky
Krpalek, David ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Horyl, Petr (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou z oblasti zápěstí člověka a příslušné totální náhrady, umožňujícího navrácení pohyblivosti ruky přibližující se fyziologickému stavu po traumatických a degenerativních onemocnění. Léčení těchto onemocnění má komplexní charakter. Vedle biologické a medicínské stránky zahrnuje i problémy biomechanické. K určení vhodné léčebné metody a implantátu je důležité znát chování zápěstí ve všech stavech nejen z hlediska lékařského, ale i biomechanického. Z tohoto důvodu byla vytvořena biomechanická studie zahrnující výpočtový model zápěstí (ruky) umožňující řešení deformace a napětí zápěstí ve fyziologickém a patologickém stavu a dále po aplikaci totální náhrady. Na základě Frostovy teorie remodelace kostní tkáně byla provedena analýza kostní tkáně zápěstí a kostní tkáně po aplikaci totální náhrady RE-MOTION™ Total Wrist.
|
|
|
Biomechanická studie ruky
Krpalek, David ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou z oblasti zápěstí člověka a příslušné totální náhrady, umožňujícího navrácení pohyblivosti ruky přibližující se fyziologickému stavu po traumatických a degenerativních onemocnění. Léčení těchto onemocnění má komplexní charakter. Vedle biologické a medicínské stránky zahrnuje i problémy biomechanické. K určení vhodné léčebné metody a implantátu je důležité znát chování zápěstí ve všech stavech nejen z hlediska lékařského, ale i biomechanického. Z tohoto důvodu byla vytvořena biomechanická studie zahrnující výpočtový model zápěstí (ruky) umožňující řešení deformace a napětí zápěstí ve fyziologickém a patologickém stavu a dále po aplikaci totální náhrady. Na základě Frostovy teorie remodelace kostní tkáně byla provedena analýza kostní tkáně zápěstí a kostní tkáně po aplikaci totální náhrady RE-MOTION™ Total Wrist.
|
|
| |
|
| |
|
|
On the reliability of microstructural models of trabecular bone with tissue properties from nanoindentation for bone quality assessment
Jiroušek, Ondřej ; Zlámal, Petr
Material properties of trabecular bone can be inversely determined by microstructural finite element (FE) models. The geometry of these models is developed using three-dimensional image data from microfocus Computed Tomography (micro-CT). The reliability of these models to predict the overall elastic properties is influenced by several factor, namely the tissue material properties, resolution of the input images, quality of the segmentation and quality of the FE mesh. This article describes all the aspects of proper and reliable inverse estimation of bone quality using the microstructural models with tissue properties assessed by nanoindentation.
|
|
|
Indirect determination of material model parameters for single trabecula based on nanoindentation and three-point bending test
Zlámal, P. ; Jiroušek, Ondřej ; Kytýř, Daniel ; Doktor, Tomáš
The aim of the paper is to develop a procedure for determination of elasto-visco-plastic constitutive model with damage for human single trabecula. The procedure is suited for indirect establishing of material model based on nanoindentation and three-point bending test. Constants of the material model are identified by Finite Element (FE) simulations and curve fitting using an algorithm based on least squares fitting of the experimental curves. In the case of nanoindentation, the penetration depth of tip during the FE analyses (FEA) is fitted to experimental nanoindentation curves. In the case of three-point bending, displacements of nodes are compared with displacements of markers observed during the experiment using digital image correlation.
|
|
|
Assessment of micromechanical properties of trabecular bone using quantitative backscattered electron microscopy
Kytýř, Daniel ; Petráňová, Veronika ; Jiroušek, Ondřej
The biomechanical behaviour of trabecular bone depends not only on its microarchitecture but also on mineral density distribution. Bone mineral density distribution is coupled with mechanical properties of the tissue. In this preliminary study intratrabecular composition of individual trabeculae was investigated. The quantitative backscattered electron microscopy (qBSE) a method based on detection of electrons backscattered from surface layer of the specimen was employed to obtain high resolution images of the transverse sections of a trabecula. From acquired data the element map was created, organic (collagen fibres) to anorganic (hydroxyapatite) material ratio computed and collagen fibres orientation assessed. To conclude qBSE allows to obtain detail information about intratrabecular composition and material properties at the level of individual trabeculae.
|
|
|
Large-scale micro-finite element simulation of compressive behavior of trabecular bone microstructure
Jiroušek, Ondřej ; Zlámal, Petr
Microstructural finite element analysis has become a standard technique for evaluation of mechanical properties of trabecular bone. Due to the high complexity of the trabecular bone microstructure, the FE models have a very large number of elements (about 1 million elements per cubic cm in 50 μm3 resolution). To perform FE analysis of the microstructural FE models based on micro-CT scanning of whole bone samples (e.g. vertebral bodies) it is needed to solve 107 -- 108 equations. This article deals with comparison of approaches using voxel-based microstructural FE models to calculate the overall mechanical properties of trabecular bone.
|
|
|
Microstructural models of trabecular bone - comparison of CT-based FE models
Jiroušek, Ondřej ; Zlámal, Petr
In the article a detailed comparison of techniques used to developed detailed FE models of trabeculra bone microstructure is presented. The FE models are built using a stack of microtomographic images of trabecular bone. Compression test of a cylindrical sample taken from human proximal femur is virtually performed using FE models developed using different procedures. Effect of improper segmentation, mesh smoothing, mesh density, use of hexahedral/ tetrahedral elements, linear/ quadratic shape function is evaluated in parametric study. Material model is based on nanoindentation and numerical elastic properties of sample are compared to experimental results.
|
host ::
RSS.