Hungarian Society of Biomechanics: E-Journals / Magyar Biomechanikai Társaság
Not a member yet
292 research outputs found
Sort by
Állati inak szakítóvizsgálata
Get PDFKollagén szövetek mechanikai vizsgálata régóta kutatások témája. Jelen írásunkban házisertés és házi tyúk ínakat vizsgáltunk, melyeket hentestől vásárolt combokból preparáltunk. Elsőként próbaméréseket végeztünk, hogy a szakadásig való vizsgálathoz megfelelő mérési paramétereket meg tudjuk határozni. A vizsgálat során 5 házisertés és 1 házi tyúk szövetét használtuk fel, a preparáció és a mérés között fiziológiás sóoldatban tároltuk őket. Befogás előtt a végeket folyékony nitrogén segítségével fagyasztottuk a kicsúszás elkerülése érdekében. A kapott eredmények jól jellemzik a szövetek szakítás előtti tulajdonságait, valamint segítségükkel egyértelműen elkülöníthető volt a házi tyúk ín a házisertésektől, ennek szekáns rugalmassági modulus több mint hússzorosra adódott a többi szövet átlagához képest (házityúk: 129,881 [MPa], házisertés átlag: 4,194 [MPa]). A mérések egy nagyobb kutatás részei, melynek során egy kollagén szövet többszintű mechanikai modelljét készítjük el, és a mérések segítségével validáljuk ezeket
A generatív tervezés biomechanikai alkalmazásának lehetőségei
Get PDFA „genaratív tervezés” során a termékkel szemben támasztott követelményeket összegezzük az elvárt funkciók megadásával, pontosítva: a funkcióknak megfelelő paraméterekkel írjuk le, mit szeretnénk létrehozni. A tervezési folyamat során különféle szempontok szerinti optimalizálást is végezhetünk, így a kiinduló feltételeknek megfelelő lehetséges megoldások közül választhatjuk ki a számunkra megfelelő valóságos változatot. Megfelelő adatbázisok birtokában a mesterséges intelligencia (AI) használatával számos új alkalmazási lehetőségre nyílik olyan területeken, mint az egészségügy, a pénzügy, a közlekedés és az oktatás. A biomechanika tudományterületén a mesterséges intelligencia javíthatja az emberi test működésének megértését, új ismereteket nyújthat a sérülések és betegségek diagnosztizálásához, kezeléséhez, megelőzéséhez. A mesterséges intelligenciát olyan alkalmazásokhoz használhatjuk, mint például a kép- és mozgáselemzés, a sérülésveszély előrejelzése, az adatgyűjtés, előfeldolgozás, jellemző kivonatolás, algoritmusképzés, modellérvényesítés és telepítés folyamata. E tanulmány célja, hogy betekintést engedjen a generatív tervezés - adott esetben mesterséges intelligenciát is felhasználó, - biomechanika területét érintő lehetőségeibe
Topology optimization with displacement constraints: a comparative analysis of acetabular cage designs and bone graft’s strain energy density
Get PDFLarge acetabular defects can be treated effectively through the use of acetabular cages combined with bone grafts, with the formation of living bone facilitated by mechanical stimulus. The mechanical stimulus on the graft is highly dependent on the design of the acetabular cage. Topology optimization offers a means to create conceptual designs of acetabular cages, which can then be assessed for their impact on strain energy density (SED) distribution within the graft. This study aims to compare various acetabular cage designs generated through multiple optimization constraints, with a focus on analyzing the SED distribution in the graft.A virtual bone defect was modeled, and a graft was virtually implanted within it, followed by the creation of a design space for the acetabular cage. Different acetabular cup designs were then generated using volume minimization as the objective function, along with varying displacement constraints, namely the global displacement of the cage center or its relative displacement to the pelvis constrained. Linear static simulations were performed on the hemipelvis model, and the results were filtered using different relative densities to evaluate SED distribution in the graft.The results revealed that the acetabular cage designs produced qualitatively similar strain energy density distributions. Both types of optimization are worth using because together they were able to reduce the element-wise average SED relative errors to below 14%
Csípőízületi vápadefektus-klasszifikáció megjelenítése 3D nyomtatással készült modellek segítségével
Get PDFA vápa körül kialakult defektusok osztályozására több besorolási rendszer is létezik melyek közül a Wayne G. Paprosky által kidolgozott periprotetikus medencedefektusokat kategorizáló klasszifikáció 3D nyomtatáson alapuló modellezését és szemléltetését tűztük ki célul. Munkánk eredményeképpen térbeli röntgentechnikával képzett 3D modellek módosításával elkészítettük a vápadefektusokra alkalmazott Paprosky klasszifikáció tagjainak digitális, majd 3D nyomtatással előállított modelljeit, valamint megterveztünk és legyártottunk egy fali tartórendszert is a modellek számára. Modellgyűjteményünk széleskörűen felhasználható, hiszen az orvostanhallgatóknak, rezidenseknek, szakorvosjelölteknek és a betegeknek is segítséget nyújthat a vápadeformitások térbeli szerkezetének, illetve a klasszifikációs besorolási kritériumainak megértésében
Novel validation of a 3D nonlinear finite element head-neck model for kinematical applications
Get PDFComputational biomechanical models have the potential to broaden our understanding and to aid the work of many practicing medical professionals. However, these models are only reliable, thus applicable and valuable, insofar as they are able to replicate a specific portion of reality. Therefore, validation of computational models is indispensable. To ensure that our proposed 3D finite element head-neck model does bear meaningful resemblance to real cervical spines, we relied on all available relevant rotation-moment measurements. Previously proposed validation metrics were used to quantify model error and experimental uncertainties. These metrics may be adopted for a wide range of other applications as well. Our model was found to be adequate for the study of kinematical properties of the human cervical spine
A lovasterápia hatásosságának vizsgálata mentálisan sérült gyerekek esetén a GAITRite® nyomásérzékelő szőnyeg segítségével
Get PDFA különböző mentális károsodásban szenvedő gyerekek járása észrevehetően eltér az egészséges társaikétól. Az esetek túlnyomó többségében ezek az eltérések kedvezőtlenül befolyásolják a mindennapi életüket és az életminőségüket. A hagyományos kezelési módszerek hatékonyságának bizonytalansága és a legtöbb gyógyszeres kezelés súlyos mellékhatásai miatt a gyógyulás és a fejlődés elősegítése érdekében a hagyományos kezelések mellett gyakran alternatív, kiegészítő vagy akár integrált terápiás módszerek is szóba jöhetnek. Az utóbbi időben egyre népszerűbbé váló lovasterápia az egyik ilyen terápiás megközelítés. A kutatás célja lovasterápia a hatékonyságának vizsgálata mozgásvizsgálati módszerrel. A vizsgálatba 14 (életkor: 7,79± 2,34 év, magasság: 131,29 ± 15,57 cm, testtömeg: 29,57 ± 7,07 kg), különböző típusú rendelleneséggel élő és lovasterápával kezelt és 14 kontroll személyt (életkor: 8,43 ± 2,19 év, magasság: 129,93 ± 13,65 cm, testtömeg: 34,71 ± 20,76 kg) vontunk be. A vizsgált személyek járásmintáit GAITRite® (CIR System Inc., USA, NY, Peekskill, 4.8.5 verzió) nyomásérzékelő szőnyeg segítségével rögzítettük. A mért adatokból időbeli és térbeli járásparamétereket számítottunk, mint ciklusidő (s), kettős támaszfázis időtartama (s), támaszfázis időtartama (s), kadencia (járás frekvenciája) (lépés/perc), végtaghosszal normalizált járássebesség (1/perc), lépésciklussebesség (cm/s), végtaghosszal normalizált lépéshossz (-), lábfej be- és kirotációja (°), lépésszám (db), lépéshossz (cm), lépésidő (s), lépésszélesség(cm). A jobb és bal oldali végtag összehasonlítására korrelációs együtthatókat a kétoldali paraméterek (ciklusidő, kettős támaszfázis időtartama, támaszfázis időtartama, lépésciklussebesség, végtaghosszal normalizált lépéshossz, lábfej be -és kirotációja, lépéshossz, lépésidő, lépésszélesség) esetében számítottuk ki. Leíró statisztikát minden egyes paraméterre alkalmaztunk. A lovasterápiával kezelt csoportnak a terápia előtti és utáni mérések során meghatározott járási jellemzőit egymással, valamint a hasonló mentális betegséggel rendelkező, de lovasterápiával nem kezelt kontrollcsoport járásparamétereivel statisztikailag hasonlítottuk össze. Szignifikáns változásokat és különbségeket találtunk a lépésszélesség paramétereiben. A többi paraméter esetében a látható különbségek ellenére az eredmények közötti eltérés nem volt szignifikáns. Összességében elmondható, hogy a lovasterápiának érzékelhető pozitív hatása van, ezért más kezelések kiegészítő terápiájaként ajánlott alkalmazni. Az eredmények azt is mutatják, hogy további vizsgálatokat nagyobb elemszámmal és jobban specializált csoportokkal célszerű lenne megismételni
Additive manufacturing in the biomedical field: current status and future prospects
Get PDFAdditive manufacturing is currently used in many sectors and industries, and research continues into its potential for a variety of applications. Compared to traditional manufacturing processes, it is based on the addition of material and allows the production of intricate geometries and customised designs.In the biomedical field, the seven additive manufacturing processes categorized by the ISO/ASTM standard are applied in the production of implants and prostheses adapted to patients, surgical models for the study of diseases, and medical devices and instruments. In addition, a further technique, bioprinting, allows the production of tissues and organs from living cells.This paper analyses the current situation of this technology, looking its origins and presenting the future prospects for the sector.Additive manufacturing is currently used in many sectors and industries, and research continues into its potential for a variety of applications. Compared to traditional manufacturing processes, it is based on the addition of material and allows the production of intricate geometries and customised designs. In the biomedical field, the seven additive manufacturing processes categorized by the ISO/ASTM standard are applied in the production of implants and prostheses adapted to patients, surgical models for the study of diseases, and medical devices and instruments. In addition, a further technique, bioprinting, allows the production of tissues and organs from living cells. This paper analyses the current situation of this technology, looking its origins and presenting the future prospects for the sector.
A térd mozgásközéppontjának közelítése geometriai úton - esettanulmány
Get PDFAz elmúlt időszakban megjelent elmélet a nem-kontakt elülső keresztszalag sérülést két fázisú sérülésnek írja le. Ennek értelmében az elsődleges proprioceptív idegvég sérülés nem megszokott vagy kimerítő excentrikus izomkontrakciók kivitelezése közben alakulhat ki, amikor a fáradtsággal járó mozgás fenntartása akut stressz hatást is kivált. A másodlagos sérülés a propriocepció elsődleges károsodásának következtében kialakuló nagyobb és több szövetet érintő károsodás. A kutatás célja egy mozgásvizsgálaton alapuló geometriai módszer kidolgozása és alkalmazhatóságának ellenőrzése, amely a térd mozgásközéppontjának helyét az adott mozgás minden időpillanatában az alsó végtag kijelölt anatómia pontjainak térbeli helyzetéből geometriai úton számítja. A közelítést az adott mozgás minden időpillanatában az alsó végtag kijelölt anatómia pontjainak térbeli helyzetének segítségével tettük meg. A mozgásvizsgálat bemutatása egy elülső keresztszalag (LCA) műtött személyen történt. A kijelölt anatómiai pontokra helyezett markerek térbeli helyzetét rögzítettük, amelyekből különböző mozgásparamétereket számoltunk, mint a térdízület flexio-extensio szöge, a tibia frontális irányból vett relatív dőlésszöge. Feltételezzük, hogy az eredő erő támadáspontja (továbbiakban térdpont) jó közelítéssel a tibia tengely és a térd síkjának speciálisan meghatározott egyenesének metszéspontja. A vizsgált személy esetén az egészséges alsó végtag térdpontja leérkezés során a tibia belső fejének irányába tolódott, mely arra utalhat, hogy a leérkezés során az eredő erő támadáspontja a tibiában a proximalis tibia mediális része felé tolódott. A méréseink kiindulópontot jelenthetnek további mérésekhez, mely során az eredő erő támadáspontjának helyét a nem-kontakt elülső keresztszalag sérülés új elmélete értelmében vizsgálják