Modelování osteosyntézy tříštivých zlomenin lidské pánve pomocí metody konečných prvků

Anna KARBANOVÁ

Bachelor's thesis

Abstract:

Cílem předložené bakalářské práce bylo vyvinout a následně ověřit chování výpočtového modelu kompozitní pánve při zatížení, které odpovídá fyziologickému zatížení lidské pánve při vzpřímeném stoji na nohou. Výpočtový model na bázi metody konečných prvků byl vyvinut tak, aby reflektoval experimentální měření, která nejsou součástí této práce. Výpočtový model byl ověřen na základě srovnání dat z tohoto měření a numerických výsledků výpočtového modelu kompozitní pánve. V rámci bakalářské práce byla zjišťována mechanická odezva modelu zdravé pánve, modelu pánve s transforaminální zlomeninou křížové kosti a modelů zlomených pánví zpevněných iliosakrálními šrouby, transverzálním vnitřním fixátorem nebo kombinací zmíněných. Obdobným způsobem, jako výpočtový model kompozitní pánve, byl vytvořen výpočtový model na základě geometrie pánve zpracované z CT snímků skutečného pacienta. Do geometrie pánve pacienta byla uměle vytvořená transforaminální zlomenina a otvory pro zavedení fixací tak, aby se blížila geometrii kompozitní pánve. Numerické výsledky výpočtového modelu pánve pacienta byly srovnány s výpočtovým modelem kompozitní pánve. Tímto srovnáním byla potvrzena míra stabilizace zlomené pánve jednotlivými druhy fixací i pro odlišnou geometrii.

Abstract:

The aim of the bachelor thesis was to develop and subsequently verify behaviour of a computational model of a composite pelvis under loading corresponding to the physiological loading in upright standing position of a male body. The finite element model was developed and reflected experimental measurements, which were not part of this thesis. The computational model was validated using the data from the experimental measurements. The mechanical response of the healthy pelvis model, the mechanical response of the transforaminal sacral fracture pelvis model, and mechanical response of models of fractured pelvis stabilised with iliosacral screws, transverse internal fixator, or a combination of the above were investigated. Based on the computational model of the composite pelvis, a new computational model was created which reflected geometry of a real patient's pelvis. A transforaminal fracture was artificially created in the patient's pelvis model geometry and insertion holes for fixation screws were drilled to similarly to the composite pelvis model. The numerical results of the computational model of the patient's pelvis were processed and compared with the computational model of the composite pelvis. This comparison confirmed the performance of the selected types of fixation techniques for different pelvic geometries.

Keywords

Klíčová slova, lidská pánev, křížová kost, transforaminální tříštivá zlomenina, výpočtový model, metoda konečných prvků, iliosakrální šroub, transiliakální vnitřní fixátor

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 7. 2024

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Libor Lobovský, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Bachelor programme / field:
Computer Modelling in Mechanics / Computer Modelling in Mechanics