- Tytuł:
- Design and manufacturing of the human bone endoprothases using computer-aided systems
- Autorzy:
-
Dietrich, M.
Kędzior, K.
Skalski, K. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/280269.pdf
- Data publikacji:
- 1999
- Wydawca:
- Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
- Tematy:
-
endoprothesis
computer aided design of implants
custom-design
geometrical modelling of bones - Opis:
-
Basing on the results obtained previously, the authors present both research and application issues of modern computer-aided design and manufacturing of human bone replacements (endoprotheses). The first stage of the procedure consist in identifying the geometry (dimensions, shapes) and material (composition of the tissue, i.e. cortical and cancellous bone fractions) of the elements of human bone to be replaced with implants. For this purpose, the X-ray Computerized Tomography (CT) and Coordinate Measuring Machine (CMM) are used. In the second stage by means of a Computer-Aided Design (CAD) system, a geometrical model of the bone under consideration is constructed, representing both external and internal (marrow cavity) shapes and areas of cortical and cancellous bones. At this stage it is possible to change the shape of the endoprothesis to fit exactly the patient's anatomic features. Also, the strength can be estimated, using the Finite Element Method package included in the Computer -Aided Manufacturing (CAM) system, the technological process is designed and then the endoprothesis, e.g. using a Computer Numerical Controlled (CNC) machine is manufactured.
Na podstawie wyników prac własnych przedstawiono zastosowanie współczesnych inżynierskich systemów komputerowych do wspomagania projektowania i wytwarzania endoprotez elementów kości człowieka. Pierwszy etap zintegrowanego procesu projektowo-wytwórczego obejmuje identyfikację własności geometrycznych (wymiary, kształt) i materiałów tych elementów kości człowieka, które na skutek choroby lub uszkodzenia mają być zastąpione implantowaną na ich miejsce endoprotezą. Stosuje się do tego rentgenowską tomografię komputerową (CT) i skomputeryzowane współrzędnościowe maszyny pomiarowe (CMM). W drugim etapie za pomocą systemu do komputerowo wspomaganego projektowania (CAD) tworzy się model geometryczny powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej (jamy szpikowej) zidentyfikowanej w poprzednim etapie kości. Ten etap obejmuje także dobór typowej (spośród dostępnych na rynku implantów) lub zaprojektowanie indywidualnej, anatomicznie dopasowanej endoprotezy. Drugi przypadek dotyczy pacjentów o nietypowych, np. ze względu na zaawansowane zmiany chorobowe, własnościach geometrycznych kości. Następnym krokiem w tym etapie jest komputerowo wspomagana analiza inżynierska (CAE) układu kość-implant metodą elementów skończonych, której wyniki mogą doprowadzić do zmian w doborze typowego lub w konstrukcji indywidualnego implantu. System CAD umożliwia także symulację zabiegu chirurgicznego wszczepienia dobranej lub nowozaprojektowanej endoprotezy. Ułatwia to przeprowadzenie zabiegu wszczepienia i zmniejsza ryzyko powikłń pooperacyjnych. W trzecim etapie, za pomocą systemu komputerowo wspomaganego wytwarzania (CAM) projektuje się proces obróbki endoprotezy, a następnie steruje się jej wytwarzaniem na sterowanej numerycznie (cnc) obrabiarce. - Źródło:
-
Journal of Theoretical and Applied Mechanics; 1999, 3; 481-503
1429-2955 - Pojawia się w:
- Journal of Theoretical and Applied Mechanics
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł