Geri Dön

Kişiye özel temporomandibular implantların analizi için dijital ikiz geliştirilmesi ve uygulaması

Development and implementation of digital twin for analysis of customized temporomandibular implants

PDF İndir

  1. Tez No: 888667
  2. Yazar: OSMAN DEMİR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. METİN UYMAZ SALAMCI
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 218

Özet

Alt çene kırıkları, çoğunlukla tümörle ilgili sorunlar ve travmatik olaylar nedeniyle, sıklıkla darbe yüklemesi gibi doğrusal olmayan etkilerle ilişkili olarak kraniyofasiyal bölgede en sık gözlemlenen yaralanmalardır. Segmental (büyük ve devamlılık gösteren) alt çene defektlerinin rekonstrüksiyon cerrahi tedavilerinde çeşitli tıbbi cihazlar (mini plak, plak, implant vb.) kullanılmakta olup, cihazlar standart (stok) üretim veya kişiye özel üretim olabilir. Tıbbi cihazların biyomekanik cevaplarının belirlenebilmesi ve tasarımların optimize edilebilmesi için Sonlu Elemanlar Analizi (SEA) sıklıkla kullanılmaktadır. Bir SEA probleminin kurulumu, geometrinin oluşturulması, geometrinin elemanlara bölünmesi, malzeme bilgilerinin geometriye atanması ve sınır ve kuvvet şartlarının uygulanması aşamalarını kapsamaktadır. Ancak, SEA problemlerinin kurulumunda kabul edilen basitleştirmeler, genel özelliklerin kullanımı ve çeşitli nedenlerden dolayı sonuçların genelde biyomekanik testlerle doğrulanamaması SEA sonuçlarını tartışmalı hale getirmekte ve“Hastaya en iyi tedaviyi sağlamak için hangi tıbbi cihaz tasarımı uygulanmalıdır ve SEA'nde hangi geometri ve parametreler kullanılmalıdır?”sorularını gündeme getirmektedir. Bu çalışmamızda, mümkün olan en iyi kişiye özel tedaviyi geliştirmek amacıyla bir implant tasarımının gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. İlk olarak, Bilgisayarlı Tomografi (BT) görüntüleri kullanılarak 3-boyutlu alt çene modelinin elde edilmesi için bir segmentasyon yöntemi önerilmiştir. Modelin doğrulanması için farklı girdi ve çıktı parametrelerini kullanan modal analiz, dinamik analiz ve doğrusal olmayan dinamik analiz olmak üzere 3 aşamalı bir doğrulama metodolojisi tanımlanmıştır. Analiz sonuçları literatür çalışmalarıyla karşılaştırılmış ve uyumlu olması durumunda modelimizin onaylanmış bir dijital ikiz olduğu kabul edilmiştir. Bilgisayar ortamında dijital ikiz üzerinde oluşturulan segmental defektin rekonstrüksiyonu için 5 farklı grubu temsil eden toplam 21 adet tıbbi cihaz tasarlanmıştır. Bu tıbbi cihazlar ile tedavi edilmiş dijital ikizin doğal frekans ve mod şekilleri belirlenmiş ve elde edilen sonuçlar sağlıklı dijital ikizin sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Sağlıklı dijital ikizin modal analiz sonuçları referans alınarak yapılan tasarım optimizasyonuyla en iyi kişiye özel alt çene implant tasarımı belirlenmiş ve fonksiyonel yüklere karşı dayanımı statik analiz gerçekleştirilerek belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Mandibular fractures are commonly observed injuries in the craniofacial region, often caused by tumor-related issues and traumatic events, associated with non-linear impacts such as blow loading. In the surgical reconstruction of large and continuous mandibular defects (segmental), various medical devices (mini plates, plates, implants, etc.) are used, which can be standard (stock) or custom-made. Finite Element Analysis (FEA) is frequently employed to determine the biomechanical responses of these devices and optimize their designs. The setup of an FEA problem includes the stages of creating the geometry, dividing the geometry into elements, assigning material properties and applying boundary and force conditions. However, the simplifications accepted in the setup of FEA problems, the use of general features, and the fact that the results cannot generally be verified with biomechanical tests for various reasons make the FEA results debatable, raising questions such as“Which medical device design should be applied for the best treatment, and which geometry and parameters should be used in FEA?”In this study, we aimed to develop an implant design to provide the best possible personalized treatment. First, a segmentation method was proposed to obtain a three-dimensional lower jaw model from Computed Tomography (CT) images. A 3-stage validation methodology was defined, including modal analysis, dynamic analysis, and non-linear dynamic analysis, using different input and output parameters to validate the model. The analysis results were compared with literature studies, and if consistent, the model was accepted as a validated digital twin. For the reconstruction of the segmental defect created on the digital twin in the computer, a total of 21 medical devices representing 5 different groups were designed. The natural frequencies and mode shapes of the digital twin treated with these devices were determined and compared with those of the healthy digital twin. Using the modal analysis results of the healthy digital twin as a reference, the best personalized mandibular implant design was determined through design optimization, and its strength to functional loads was assessed using static analysis.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    613213

    Kişiye özel temporomandibular eklem protezi tasarımı ve sonlu elemanlar yöntemiyle analizi

    Design and finite element analysis of customized temporomandibular joint prosthesis

    EDA ÖZYILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Diş Hekimliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CELALETDİN ERGUN

  2. Tez No

    298794

    Ağız koruyucuların temporomandibular eklem üzerine etkilerinin araştırılması

    Investıgatıon of effects of mouthguards on temporomandıbular joınt

    TÜRKAN EĞİLMEZ ÖZDEMİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Diş HekimliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Pedodonti Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMİNE ŞEN TUNÇ

  3. Tez No

    648633

    Obstrüktif uyku apne tedavisinde kullanılan iki farklı ağız içi apareyin tedavi etkinliği ve yan etkileri açısından karşılaştırılması

    Comparison of the treatment efficacy and side effects of TWO different oral appliances used in the treatment of obstructive sleep apnea

    GÖZDE ÖZKÖYLÜ

    Diş Hekimliği Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Diş HekimliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DUYGU SARAÇ

  4. Tez No

    536160

    Aşırı mandibula ilerletmelerinde total TME alloplastik protezin kondil/ramus CR-CO komponentinin iki farklı dizaynının sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi

    Investigation of the two different design of total TMJ alloplastic prosthesis / ramus CR-CO component with finite element analysis in excessive mandibular advancement

    HAKAN KARAGÖZOĞLU

    Diş Hekimliği Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Diş HekimliğiMarmara Üniversitesi

    Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALTAN VAROL

  5. Tez No

    462362

    Kişiye özel-gözenekli kafatası implant tasarımı ve ti6Al4V toz malzemeden eklemeli imalat ile üretilerek tavşana uygulanıp kemik gelişiminin izlenmesi

    Individually tailored porous skull implant design and implant produced from the use of ti6l4v powder material and subsequent bone development as observed when applied on the rabbit model

    İLKER ALACA

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    NöroşirürjiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. TAMER KARAASLAN

Geri Dön