需要人工髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者越來越年輕。由于他們比老年患者更活躍，因此需要第二次手術(shù)的風險要高得多。弗勞恩霍夫制造工程與自動化研究所 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來解決這個問題。
借助計算機輔助功能測試和創(chuàng)新的人體模型，可以專門為個人設計植入物和矯形器，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。預期壽命和對活動能力的渴望都在增加，這對內(nèi)置假體和外置假體解決方案提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。
斯圖加特弗勞恩霍夫 IPA 的計算機骨科研究小組正在利用用于骨科醫(yī)療設備研發(fā)的新型計算機人體建模平臺來應對這些挑戰(zhàn)。該團隊正在將眾多手動生產(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個體患者量身定制的所有類型的關(guān)節(jié)置換物、假肢和矯形器，同時滿足嚴格的質(zhì)量標準。
除此之外，這一點得到了用于骨科的獨一無二的個體肌肉骨骼人體模型的支持，該模型是根據(jù) MRI 和超聲等過程的醫(yī)學成像數(shù)據(jù)生成的。肌肉肌腱系統(tǒng)采用每一個可能的細節(jié)進行建模，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真實的生理動態(tài)運動來模擬肌肉、肌腱和結(jié)締組織結(jié)構(gòu)的生物力學特征。
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