MIMICS FEA/CFD Modülü ile Örnek Vaka Çalışmaları:
Beyin tümörleri için hastaya özel kemoterapik ilaç salınımı:
Bu çalışma bir mühendisin Mimics yardımı ile bir beyin cerrahına, hastaya özel beyin tümörlerinin tedavi planlamasında nasıl yardımcı olabileceğini ortaya koymaktadır. Çünkü ilaç dozajı ve tümör davranışı, Mimics' in FEA modülü ile hassas bir şekilde modellenebilen tümör büyüklüğü ve yerinden, büyük ölçüde etkilenmektedir. Detaylı CFD analizi, tümör alma ameliyatından sonra, bahsedilen tedavi planı ile beyin basıncının hızlıca değiştiğini göstermektedir.
Ameliyat sonrası carmustine konsantrasyonu gelişimi
Bu vakada araştırmacılar, beyin tümörlerinde ameliyat sonrası ilaç salınımı için Gliadel® wafers'ı nasıl kullanacaklarını keşfettiler. Gliadel ® Wafers' ın hasta ölümlerini azalttığı kanıtlanmıştır, fakat ne transport mekanizması ne de optimal dozaj formları şuana kadar detaylıca incelenmemiştir. Tıbbi görüntüleme teknolojisindeki son yenilikler sayesinde yapılabilen hassas ekstraksiyon için beyin doku geometrisinin parametreleri, tümör boyutu ve konumu gibi, tümör tedavisinde çok önemlidir.
Mimics; MRI' dan beyin dokusu rekonstrüksiyonu ile simülasyon alanına dönüşüm arasında mükemmel bir köprü oluşturmuştur. Mimics FEA/CFD modülü, MRI' dan gelen görüntüleri üç yüzey objesine (beyin dokusu, beyin tümörü ve ventrikül) dönüştürmek için kullanıldı. Böylece tümör yeri ve konumu hassas bir şekilde modellenerek, CFD analizine hazır hale getirildi.
Anatomik detaylı 3 boyutlu ayak modeli için Mimics ile non-lineer sonlu elamanlar analizi için modelleme:
Sonlu elemanlar analizi, ayak üzerindeki gerilim dağılımlarının ve bunların insan konforuna etkilerinin anlaşılması için güçlü bir araçtır. Mekanik olarak ve aynı zamanda ayak deviyasyonları olmadan vücut ağırlığını desteklemek için optimize edilen ve şüpheli/riskli plantar bölgelerde temas basıncı düşürücü gibi davranan ayakkabı astarı, ayak konforunu arttırabilir. İnsan ayak yapısının geometrik olarak kompleks olması, ayağının biyomekanik davranışlarının tam anlamıyla simule edilebilmesi için, 3 boyutlu modellenmesini gerektirmektedir. Bu çalışma araştırmacılara MIMICS yazılımı ile, hassas ve anatomik detaylı bir 3 boyutlu ayak modelinin sonlu elemanlar analizinin nasıl kolayca ve hızlıca yapılabildiğini göstermektedir.
Bilgisayarlı Tomografiden alınan görüntü verileri (DICOM görüntüleri) MIMICS yazılımına aktarıldı. Böylece bağımsız dosyalar ve 3 boyutlu model oluşturuldu. Ayak kemiklerinin ve yumuşak dokularının tam olarak belirlenmesi için 30 farklı bölge tanımlandı.
Mimics'de ayağın saggital görüntüsü
Mimics'de kemik yapısı ve yumuşak doku birleştirmesi
MIMICS ile oluşturulan her bir kemik ve edilen yumuşak doku hacimleri, 3 boyutlu olarak rekonstrükte edildi. CATIA programına STL dosyaları olarak aktarılan verilerle, segmentasyon işlemi ile rekonstrükte edilmeyen kıkırdak yapısı modellendi ve yumuşak doku hacminin elde edebilmek için hacim boolean işlemi uygulandı. Daha sonra bu veriler ile ABAQUS paket programına aktarılan veriler ile hassas ve gerçeğe uygun olarak model üzerinde sonlu elemanlar analizi uygulandı.
|
|
CATIA'da kemik yapısı, kıkırdak ve yumuşak doku birleşimi |
ABAQUS ile VON-Mises gerilim dağılımı analizi |
Morfolojik Proximal Femur çalışması: 3 boyutlu tersine mühendislik kullanılarak yeni bir geometrik değerlendirme modeli
Bu çalışma, proximal kadaverik femurun 3 boyutlu iç ve dış geometrisi elde etmek ve analizini gerçekleştirmek için tersine mühendislik teknikleri ile kombine edilmiş bilgisayarlı tomografi görüntüleri kullanılarak, yeni bir metot sunmaktadır. Bilgisayarlı tomografiden elde edilen görüntüler rekonstrükte edildi ve tersine mühendislik metotlarına dayalı 2 ve 3 boyutlu uygun algoritmalar tahmin edildi. Bilgisayarlı tomografiden alınan görüntüler MIMICS yazılımı ile optimize edilip, IGES paket programına export edildi.
İç ve dış kortikal sınırlarında optimize edilmiş segmentasyon
için iki farklı Thresholding değeri uygulaması
IGES yazılımı ile 3 boyutlu model üzerinde femurun iç ve dış konturları belirlenip, bir tersine mühendislik CAD yazılımına aktarıldı. Proximal femurun belirli bölümlerinin şekli, elips, daire ve küre gibi gerçek geometriye en uygun geometrik konfigürasyon ile elde edildi ve her bir femur için; femoral kafa çapı, femoral boyun ekseni, femoral şaft ekseni, anteversiyon açısı ve boyun şaft açısı hesaplandı. Bu çalışma ile elde edilen veriler, proximal femur geometrisi ile ilgili çalışmaları temsil etmekte olup, femoral ve trokantorik tırnak sistemlerinde uygun boyut ve şekil tasarımı için kullanılabilir.
|
|
|
IGES' de 3 Boyutlu model üzerindeki iç ve dış konturlar |
Farklı oluşumlar ile Proximal Femurun geometrik tahminleri |
Farklı oluşumlar ile Proximal Femurun geometrik tahminleri |
|
