Finite Elemente in Bewegung - CAD-FEM GmbH

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Medizin und Biomechanik CADFEM Medical Seit 2007 existiert der CADFEM Geschäftsbereich Medical. Ziel ist es, aus dem „klassischen“ Ingenieurwesen abgeleitete Methoden der rechnerischen Simulation in die praktische Medizin zu übertragen. Innerhalb dieser noch sehr innovativen und dynamischen Thematik „Simulation und Medizin“ adressiert CADFEM verschiedene Bereiche und kooperiert mit ausgesuchten Forschungseinrichtungen. CADFEM bietet in diesem Bereich Softwarelösungen, Consulting-Dienstleistungen und Fachseminare und entwickelt eigene Produkte und Schnittstellen.
Medizin und Biomechanik Materialise und CADFEM: Durchgehende Prozesskette bei der Implantatentwicklung Aufnahmen aus verschiedenen medizinischen Tomografie (bildgebenden)-Verfahren können mit Softwareprodukten von Materialise in Geometerien transformiert werden, die sich als Ausgangsmodell für FEM-Simulationen eignen. Die Zusammenarbeit von CADFEM mit Materialise hat die effiziente Gestaltung dieser Prozesskette zum Ziel. Strukturen aus dem Körperinneren des Menschen werden durch bildgebende Verfahren wie die Computertomografie (CT) oder die Magnetresonanztomografie (MRT) „fotografiert“. Aus diesen Aufnahmen generiert die Software Mimics biomechanische Modelle, die durchaus mit CAD-Modellen aus dem herkömmlichen Ingenieurwesen vergleichbar sind. Die Firma Materialise gehört zu den Spezialisten auf diesem Gebiet, die mit Mimics und 3-matic dafür ausgezeichnete Softwareprodukte entwickelt und vertreibt. Weil diese Daten auch als Ausgangsmodell für FEM-Simulationsanwendungen dienen können, haben CADFEM und Materialise eine Kooperation begonnen. Im ersten Schritt der Zusammenarbeit bieten CAD- FEM und Materialise auch die Produkte und Kompetenzen des anderen Partners mit an. Ziel ist es, für den Bereich der Biomechanik eine effiziente, durchgehende Prozesskette von der Modellerstellung bis zur FEM-Berechnung zu schaffen. Materialise Insbesondere für Rapid Prototyping werden von Materialise zahlreiche Softwareprodukte für industrielle und medizinische Anwendungen angeboten. Überwiegend im medizinischen Bereich wird das Programm Mimics eingesetzt. Mit Mimics können die CT- oder MRT- Bilddaten besonders benutzerfreundlich segmentiert und hochwertige 3D Geometriemodelle erstellt werden. Ohne über die Flächenrückführung gehen zu müssen, kann dann 3-matic diese Modelle wie beim „klassischen“ CAD editieren. wie z.B. der Verschnitt von Knochen mit Implantaten. Die so gewonnenen Geometriedaten bieten eine ideale Basis für eine weiterführende FEM-Berechnung. Beispiel Kieferimplantat Ein anschauliches Beispiel für die skizzierte Prozesskette für biomechanische Simulationen ist die Berechnung eines patienten-individuellen Kieferimplantats. Die komplette Geometrieerstellung erfolgt über Materialise Produkte: Die CT-Aufnahme des Kiefers des Patienten wird mit Mimics segmentiert, und als wasserdichtes STL herausgegeben. Mit 3-matic wird die Kiefergeometrie aufbereitet und ein patienten-individuelles Implantat modelliert. Schließlich wird dieses Implantat über das Rapid Prototyping Verfahren hergestellt und vom Arzt eingesetzt. An dieser Stelle kann schon in naher Zukunft im Sinne der Qualitätssicherung eine FEM-Simulation helfen, das Implantat auf seine Festigkeit oder Lebensdauer zu untersuchen, mögliche Schwachstellen, beispielsweise Kerben, frühzeitig zu erkennen und letztendlich die Geometrie patienten-individuell zu optimieren. �� Neue Materialgesetze in der Biomechanik CADFEM entwickelt derzeit ein anisotropes, hyperelastisches Materialgesetz auf der Basis der Arbeiten von Prof. Holzapfel (TU Graz), das sich insbesondere für biomechanische Fragestellungen eignet. In einem weiteren Projekt wird zudem ein Materialgesetz für die Simulation von temperaturabhängigen Formgedächtnislegierungen programmiert. Veranstaltung 6th Medical Innovations Conference Vienna 2008 Materialise veranstaltet diese große internationale Veranstaltung vom 30. – 31.Mai 2008 in Wien. CADFEM wird dort einen FEM-Workshop anbeiten. www.materialise.com/MIC i Geschäftsbereich CADFEM Medical Christoph Müller Tel. +49 (0)9092-7005-43 E-Mail cmueller@cadfem.de infoplaner 1/2008 41
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