Erstellung und Validierung eines Finite-Elemente-Modells des Schädels zur Vorhersage von Verletzungsmustern bei Schädel-Hirn-Traumen

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	20 Februar 2018
Begutachter (Erstgutachter):	Dr. Dr. Steffen Müller
Tag der Prüfung:	20 Februar 2018
Institutionen:	Medizin > Lehrstuhl für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Stichwörter / Keywords:	Schädel-Hirn-Trauma, Finite-Elemente-Methode
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	36760

Zusammenfassung (Deutsch)

Während die Mortalität bei Schädel-Hirn-Traumen in Deutschland in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich gesunken ist, hat sich die Inzidenz kaum verändert. Die Verbesserung der Mortalität ist auf die wissenschaftliche Forschung und die damit verbundenen Verbesserungen in Unfallprävention und -versorgung zurückzuführen. Diese Studie soll einen Beitrag dazu leisten. In einer Zusammenarbeit der ...

Zusammenfassung (Deutsch)

Während die Mortalität bei Schädel-Hirn-Traumen in Deutschland in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich gesunken ist, hat sich die Inzidenz kaum verändert. Die Verbesserung der Mortalität ist auf die wissenschaftliche Forschung und die damit verbundenen Verbesserungen in Unfallprävention und -versorgung zurückzuführen. Diese Studie soll einen Beitrag dazu leisten.
In einer Zusammenarbeit der Medizinischen Fakultät des Universitätsklinikums Regensburg mit dem Labor der Biomechanik der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg wurde in dieser Studie ein Finite-Elemente-Modell des Schädels erstellt und validiert. Über einen Zeitraum von circa einem Jahr wurden am Universitätsklinikum Regensburg simulierbare Patientenfälle gesucht. Ein besonders gut rekonstruierbarer Patientenfall wurde ausgewählt: Es handelt sich um einen Fahrradsturz von einer Mauer nach vorne über den Lenker. Die CT-Daten wurden segmentiert, der Unfall selbst mittels MKS nachgestellt, um alle Grenzbedingungen zu überprüfen. Schrittweise wurde aus den segmentierten CT Daten ein Finite-Elemente-Modell erstellt. Verschiedene Testsimulationen wurden durchgeführt, um die Größe und Art der Elemente und Parameter zu optimieren.
Zur Validierung wurde der HIC-Wert herangezogen und die Frakturmuster des simulierten Unfalls wurden mit denen des realen Unfalls verglichen. Es zeigte sich eine sehr gute Korrelation der Frakturen im realen Schädel mit der Verteilung von Druckgradienten des Finite-Elemente-Modells. Eine Fraktur im Bereich des Sinus frontalis konnte am Modell sehr ähnlich wie am realen Schädel erzielt werden.
Um das Finite-Elemente-Modell für Forschungszwecke nutzen zu können, muss es noch weiter optimiert werden. Dazu könnten verschiedene Methoden der Biomechanik miteinander kombiniert und weitere gut simulierbare Patientenfälle herangezogen werden.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

In this study, a finite element model of the human head was developed and validated. At the university clinic of Regensburg, patients with head trauma were screened for reconstructable cases. One especially well reconstructable accident was found. A young man drove his bike down a projection of a wall and fell head forward on the pavement. The computer tomography data was segmented and the ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

In this study, a finite element model of the human head was developed and validated. At the university clinic of Regensburg, patients with head trauma were screened for reconstructable cases. One especially well reconstructable accident was found. A young man drove his bike down a projection of a wall and fell head forward on the pavement. The computer tomography data was segmented and the accident was reenacted with a Multibody program to set the boundary conditions. Step by step, a finite element model was constructed from the CT data. Test simulations were conducted in order to optimize the parameters. For validation, the Head Injury Criterion was used and the fracture pattern of the model was compared to the real patient. The fractures of the real skull showed a good correlation to regions with high pressure gradient of the finite element model. A fracture in the region of the frontal sinus was achieved in the model very similarly to the patient’s. For using the model in research, it must be further validated.

Details

Vorschau

Bibliographische Daten exportieren

Zusammenfassung (Deutsch)

Zusammenfassung (Deutsch)

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Downloadstatistik

Downloads

Weitere Literatur (mittels CORE)

Universitätsbibliothek