Details

Autor(en) / Beteiligte

• Kober, C.
• Sader, R.
• Thiele, H.
• Bauer, H. -J.
• Zeilhofer, H. -F.
• Hoffmann, K. -H.
• Horch, H. -H.

Titel

Spannungsanalyse des menschlichen Unterkiefers bei traumatologischen Standardsituationen mittels numerischer Simulation

Ist Teil von

• Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie : MKG, 2001-03, Vol.5 (2), p.114-119

Ort / Verlag

Heidelberg: Springer Nature B.V

Erscheinungsjahr

2001

Quelle

SpringerLINK Contemporary (Konsortium Baden-Württemberg)

Beschreibungen/Notizen

• Für die Spannungsanalyse des menschlichen Unterkiefers wurde ein flexibles numerisches Simulationskonzept auf der Basis einer Finite Element-Modellierung entwickelt. Eines der Ziele ist es, nicht nur Frakturen bei bekannter Gewalteinwirkung voherzusagen sondern umgekehrt auch forensisch die Rekonstruktion eines traumatologischen Geschehens zu ermöglichen. Zunächst wurde die individuelle Geometrie anhand von 3D-CT-Daten rekonstruiert. Zur Verringerung des Simulationsaufwandes wurde vorerst die anisotrope Strukturmechanik des Knochens auf ein homogenes und isotropes Materialverhalten reduziert. Unter der Annahme der Von-Mises-Spannung als Schädigungsindikator konnte man bei Simulationen von Schlägen aus verschiedenen Richtungen auf den Unterkiefer eine gute Übereinstimmung mit traumatologischen Standardsituationen erzielen. Als weitere Validierung des Modells wurde ein durch ein Röntgenbild vorgegebener realer "Schadensfall" mit einer dreifachen Unterkieferfraktur nachsimuliert und damit das Schadensereignis rekonstruiert. Sinnvolle vorgesehene Ergänzungen des bisher realisierten Konzeptes sind die Einbeziehung des Nervkanals, der Kiefergelenkfunktion, des Parodontalapparates und der individuellen elastischen Knocheneigenschaften. For the stress analysis of the human mandible a flexible simulation concept basing on finite element-method has been developped. One of the main issues is the prediction of fractures as a consequence of known forces as well as the forensic reconstruction of the traumatologic situation. At first, the individual geometry was reconstructed by 3D-CT-Scans. To reduce the simulation efforts, for the time being the anisotropic structural mechanics of the jaw bone was neglected in favour of an homogeneous and isotropic material law. Assuming the Von-Mises-Stress as a failure indicator the results of the simulations were in good agreement with typical traumatologic situations. For further validation of the model, a real failure case, shown on a radiograph of a injured human mandible with three fractures, was simulated and, by this, the real incident was reconstructed. Reasonable planned extensions of the actual simulation concept have the regard on the nerve channel, the temporomandibular joint's function, the paradontal apparatus and the individual mechanical properties of the bone.[PUBLICATION ABSTRACT]