Computer simulation of bone remodeling
Kemik adaptasyonunun bilgisayar ortamında simüle edilmesi
- Tez No: 332879
- Danışmanlar: DR. ERGÜN BOZDAĞ, DR. EMİN SÜNBÜLOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Anatomi, Makine Mühendisliği, Anatomy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katı Cisimlerin Mekaniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Kemikler; herkesçe bilinen özelliklerinin yanı sıra büyüyen, gelişen, hasar durumunda kendini onaran ve bulunduğu ortama iç yapısını ve dış şeklini değiştirerek adapte olabilme özelliğine sahip canlı dokulardır. Yaşam boyunca devam eden bir süreç olan iç yapının adaptasyonu; kişinin bünyesel özelliklerine ve maruz kaldığı mekanik yüklere bağlıdır. Bu parametrelerden kemik adaptasyonunu en çok etkileyeni Wolff Yasaları olarakta bilinen kemiğin maruz kaldığı mekanik etkilere karşı gösterdiği davranıştır ve yalnızca bu davranışı içeren bir algoritmanın oluşturulması çoğu durumu açıklamak için yeterli olmaktadır. Bu çalışmada adaptasyon sürecini simüle ederken adaptif elastisite teorisinden yararlanılmıştır. Teoriye göre yüklemelerde veya sistemde anormal bir değişiklik olduğunda kemik uyarılacak ve yeniden denge durumuna gelebilmek için kendi iç yapısını yani trabeküler kemiğin dağılımını değiştirecektir. Bu teori esas alınarak geliştirilen adaptasyon algoritması sonlu elemanlar programına uygun şekilde monte edilmiştir. Bu algoritmanın şu ana kadar incelenenlere göre en büyük avantajı yükleme gibi saniyeler bazında gerçekleşen bir olay ile adaptasyon gibi günler bazında gerçekleşen bir sürecin iki ayrı fazda ele alınmasını sağlayan yapısıdır. Validasyon için femur kemiğinin yürüme sırasında, diş implantının çevresindeki çene kemiğinin ise çiğneme etkisinde yoğunluk dağılımının zaman içindeki değişimine bakılmış, literatür ile uyuşan sonuçlar gözlemlenmiştir. Gerekli validasyonlardan sonra, L3 segmentini içeren lumbar modeli hazırlanmış ve vida çevresinde bulunan kortikal ve trabeküler yapıdaki kemiklerde günlük yüklemeler sırasında oluşabilecek yapım ve yıkım süreci incelenmiştir. Klinikle örtüşen sonuçlara ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Beside the well known functions, bones are capable of growing, repairing itself in a case of fracture and changing its internal structure and external shape constantly to adapt the environment. The lifelong remodeling process modified by a lot of parameter such as; sex, age, race, hormonal, physilogical conditions and mechanical activities. The most influental one is the response of bone to mechanical loading conditions which is also known as Wolff's Law and developing an algorithm based on mechanical activities is sufficient enough for most of the cases. In this study, a model that based on adaptive elasticity theory is proposed which claims that when a change of load or abnormal state occurs, bone is stimulated to adapt its mass to regain the equilibrium state. So driving force of remodeling is the difference between homeostatic state and actual state. The developed remodeling algorithm is implemented to a finite element program properly. The most important advantage of the algorithm is the separation of loading and remodeling processes into two different phases. Algorithm has been validated against density distribution of proximal femur during gait cycle and density distribution of implant induced mandibula during mastication. Good agreement has been observed with the results available in the literature. After validations, new method is applied to investigate bone remodeling around lumbar pedicle screw and results are found to be consistent with clinical observations.
Benzer Tezler
- Topolojik optimizasyon yöntemiyle tasarlanan yeni bir mandibular distraktörün teorik ve deneysel olarak değerlendirilmesi
Theoretical and experimental evaluation of a novel mandibular distractor designed using topological optimization
ABDULLAH TAHİR ŞENSOY
Doktora
Türkçe
2019
BiyomühendislikAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İRFAN KAYMAZ
PROF. DR. ÜMİT ERTAŞ
- Total diz implantı kaval bileşenin latis gözenekli yapıda tasarımı ve analizi
Desi̇gn and analysi̇s of total knee replacement's ti̇bi̇al component wi̇th latti̇ce porous structure
BİRGÜL ŞAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikSakarya ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ÇAĞATAY ÇİLİNGİR
- Simulation of a ring fixator system with patient-specific bone modeling
Hastaya özel kemik modellemesi ile bir halka fiksatör sisteminin simülasyonu
ERCAN AVŞAR
Doktora
İngilizce
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÇukurova ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA KEREM ÜN
- Alt çene ucu ilerletmesinde kullanılan farklı vida sistemlerinin stabilite ve stres dağılımlarının sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmesi
Evaluation of stability and stress distributions of different screw fixation systems used in advancement genioplasty by using the finite element analysis
HALE YURTYAPAN
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2018
Diş HekimliğiOrdu ÜniversitesiAğız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FERHAT AYRANCI
- Çeşitli malzemelerin yüksek frekans soğurma, geçirgenlik ve yansıtma özelliklerinin incelenmesi
Analyzing of high frequency absorbtion, transmission and reflection properties of various materials
BURAK DURSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BARIŞ TABAKCIOĞLU