需要人工髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者越來(lái)越年輕。由于他們比老年患者更活躍，因此需要第二次手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)要高得多。弗勞恩霍夫制造工程與自動(dòng)化研究所 IPA 的研究人員正在利用用于虛擬臨床模擬研究的新軟件平臺(tái)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
借助計(jì)算機(jī)輔助功能測(cè)試和創(chuàng)新的人體模型，可以專(zhuān)門(mén)為個(gè)人設(shè)計(jì)植入物和矯形器，從而最大限度地減少后期并發(fā)癥。用于骨科虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和研究的基于工作流程的仿真環(huán)境將于2023 年 11 月 13 日至 16 日在杜塞爾多夫舉行的MEDICA的弗勞恩霍夫聯(lián)合展位(3 號(hào)廳，E74 展位)上展示。
最近的研究表明，使用人工關(guān)節(jié)的年輕人數(shù)量正在增加。造成這種情況的原因是多方面的，包括風(fēng)濕性疾病、肥胖、先天性骨質(zhì)缺陷和畸形，甚至腫瘤造成的損傷。預(yù)期壽命和對(duì)活動(dòng)能力的渴望都在增加，這對(duì)內(nèi)置假體和外置假體解決方案提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
斯圖加特弗勞恩霍夫 IPA 的計(jì)算機(jī)骨科研究小組正在利用用于骨科醫(yī)療設(shè)備研發(fā)的新型計(jì)算機(jī)人體建模平臺(tái)來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。該團(tuán)隊(duì)正在將眾多手動(dòng)生產(chǎn)步驟數(shù)字化，并將其轉(zhuǎn)移到虛擬流程中，從而可以使用模擬軟件以可持續(xù)、快速和精確的方式制造針對(duì)個(gè)體患者量身定制的所有類(lèi)型的關(guān)節(jié)置換物、假肢和矯形器，同時(shí)滿(mǎn)足嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
除此之外，這一點(diǎn)得到了用于骨科的獨(dú)一無(wú)二的個(gè)體肌肉骨骼人體模型的支持，該模型是根據(jù) MRI 和超聲等過(guò)程的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)生成的。肌肉肌腱系統(tǒng)采用每一個(gè)可能的細(xì)節(jié)進(jìn)行建模，從而創(chuàng)建本質(zhì)上的數(shù)字孿生體——患者的肖像。
借助 3D 有限元建模，可以在植入物安裝前后通過(guò)真實(shí)的生理動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)來(lái)模擬肌肉、肌腱和結(jié)締組織結(jié)構(gòu)的生物力學(xué)特征。
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