Automatisierte patienten-individuelle Finite-Elemente-Modellierung von Knochen-Implantat-Systemen

Die mechanische Überbeanspruchung von Humanimplantaten, wie z. B. Zahnimplantaten, kann Knochenabbau anregen, bakterielle Vorgänge verstärken und im ungünstigsten Fall zum Implantatverlust führen. Dieses Buch beschreibt die Konzeption und Implementierung eines Anwendungssystems zur Implantationsplanung, das eine weitgehend automatisierte patienten-individuelle Modellbildung von Knochen mit eingesetzten Implantaten auf Basis von CT-Daten ermöglicht. Diese Modelle werden mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente strukturmechanisch analysiert und geben so Aufschluss über die Art, Anzahl und Position der benötigten Implantate. Im Rahmen der Modellbildung werden verschiedene Methoden aus den Bereichen Bildbearbeitung und Segmentierung, geometrische Rekonstruktion, Reduktion und Verschneidung von Dreiecksnetzen, sowie die FE-Methode kombiniert und erweitert. Die dabei für Zahnimplantate erhaltenen Analyseergebnisse zeigen die hohe Qualität der generierten Modelle und legen eine Anwendung in anderen Bereichen der Humanimplantologie nahe. Der Autor Stefan Fütterling ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik der Universität Tübingen, Fachbereich Graphisch-interaktive Systeme (WSI/GRIS).