Aort kapak protezinin kan akışına etkisinin Mimics ile araştırılması:
Kardiovasküler hastalıklardan ölüm oranın yüksek oluşunun doğurduğu panik, araştırmacıları aort kapak protezinin kan akışı üzerindeki etkisini incelemek için, MIMICS ve 3matic ile simülasyon modeli oluşturmaya itti. Kapsamlı bir simülasyon modeli yapılabilmesi için Aort kapak protezinin modele eklenmesi gerekmekteydi. Bu nedenle araştırmacılar böyle bir çalışma için MIMICS ve MIMICS'in üreticisi Materialise firmasının, ileri mühendislik yazılımı olan 3matic kullanmayı tercih ettiler. Hastanın MRI görüntülerinden elde ettikleri veriler ile MIMICS'te 3 boyutlu model oluşturuldu. Ardından St. Jude Medical © marka Bileaflet kapak tasarımı için IGES dosyası oluşturuldu.
|
|
Mimics'de Sol Karıncık segmentasyonu
ve Torasik Aort |
3matic'de kapakçık pozisyonu |
Aortun STL formatının kapakçığın IGES frormatı ile kombine edilmesi için 3matic kullanıldı. 3matic ile araştırmacılar, kapakçığın dairesel çıkışı ile aortun dairesel girişini hassas bir şekilde konumlayarak, iki modeli birleştirip kapalı tek bir model oluşturarak, herhangi bir CFD paket programına aktarmaya hazır hale getirdiler.
CFD Simülasyonu
Mimics ile kemik çimento arayüz mikromekaniği çalışmaları:
Bu çalışma, insan femuru için ortopedik cerrahlar tarafından protezleri sabitleme operasyonlarında yapıştırıcı olarak kullanılan kemik çimento kaplamasının, mikromekanik davranışlarını daha yakından gözlemlemek için yapılmıştır. Bu çalışma ile aynı zamanda, FE analizinde elde edilecek arayüz bilgileri deneysel veriler ile karşılaştırılmıştır. Çimento kemik arayüzü, kemik ve dökme çimentoyu birleştirmek için Laküner boşluklar içine derinlemesine hücum etmiş, kompleks bir yapıdır. Bu arayüz, femurda çimento örtüsünün katılaşmasını sağlamaktadır. Sonuç olarak çimento örtüsünün ve implantın stabilitesi, kemik çimento ara yüzünün mekanik davranışına bağlıdır.
Mikro BT kemik-çimento arayüz numune parçası
Kemik-çimento arayüz numunesinin FEA modeli
FEA çalışmalarının gerçeğe uygunluğu, girdi olarak kullanılacak deneysel ve klinik verilerin hassasiyetine bağlıdır. Bu nedenle bu araştırmada, kemik çimento arayüzü numunesinin hazırlanması için MIMICS kullanılmıştır. Mikro BT taramasından elde edilen veriler, görüntü üzerindeki gri skalaya dayalı olarak, kemik ve çimento olarak, MIMICS' de ayrıştırılır. MIMICS ile hacim meshleri optimize edildikten sonra, katı FEA modelde kullanılmak üzere malzeme özellikleri belirlendi.
Cornell Üniversitesinin atlar ile ilgili çalışması:
Cornell Üniversitesi Hayvan Hastanesinde gerçekleştirilen bir çalışmada performans atlarının solunum engellerini, hava yolu basıncı hesaplaması ve hava akış ölçümü gibi sonlu eleman analizi araçları kullanarak, belirlenmektedir. Atlara ait solunum yolu sistem modellerinin bu tür bir analiz için taramaya hazırlanması haftalarca sürmektedir. İnsana veya hayvana has keskin ve ince cidarlı bölgeler üzerinde bu tarz bir çalışma yapabilmek için, çok düzgün oluşturulmuş bir yüzey ve bir de hacim ağına ihtiyaç vardır. Çünkü iyi oluşturulmamış bir hacim ağı ile CFD yazılımları hatalı ve yanlış sonuçlar verecektir. Dolayısıyla araştırma ekibi, en yüksek derecede üçgenlemeye ulaşabilmek için, piyasada mevcut en iyi ağ yapısı oluşturabilen yazılıma ihtiyaç duymaktaydı.
Ekip, önceleri yüzey ağlarını iyileştirmek için, kritik bölgelerdeki üçgenlerden hareket ettirme ve yeniden şekillendirme yöntemi kullanmaktaydı. Fakat bu işlem oldukça fazla zaman almaktaydı. MIMICS' in otomatik remesh optimizasyon teknolojisi kullanılmaya başlandıktan sonra, sadece birkaç gün içerisinde, bilgisayarlı tomografiden alınan görüntülerle oluşturulan yüksek kalitedeki hacim ağları herhangi bir CFD programına aktarılmaya hazır hale getirilmektedir.
CFD Analizi için, kalitesiz yüzey ağı nedeniyle uygun olmayan orijinal 3 boyutlu model
CFD Analizi için, MIMICS ile oluşturulmuş, uygun yüzey ağına sahip 3 boyutlu model
|
|
Hacim ağı üzerinde, geleneksel yöntemlerle çalışılması oldukça zor bölgeler |
Modelin CFD Analizi |
Vaka çalışmaları hakkında detaylı bilgi ve referanslar için:
www.materialise.com/materialise/view/en/415159-FEA+and+CFD.html
 İrtibat:
4C Medikal
Koza Plaza B Blok No:13
Esenler İstanbul
Tel: (212) 438 28 02
www.4cmedikal.com.tr
|
