Titelaufnahme
Titelaufnahme
- TitelEntwicklung eines numerischen Modells der lumbosakralen Wirbelsäule und seine Anwendungsgebiete / Steven Clifford Woodcock ; Referent: Prof. Dr.-Ing. Gunter Kullmer, Korreferent: Prof. Dr. Thomas Tröster
- Autor
- Gutachter
- Erschienen
- Umfang1 Online-Ressource (XII, 120 Seiten) : Diagramm, Illustrationen
- HochschulschriftUniversität Paderborn, Dissertation, 2026
- AnmerkungTag der Verteidigung: 19.06.2026
- Verteidigung2026-06-19
- SpracheDeutsch
- DokumenttypDissertation
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Zusammenfassung
Der demografische Wandel und die steigende Lebenserwartung führen zu einer zunehmenden Anzahl von Patienten mit degenerativen Veränderungen der Wirbelsäule, die häufig operative Eingriffe erfordern. Dabei stellt die Wirbelfusion den Goldstandard dar. Trotz der Vielzahl verfügbarer Implantate bestehen weiterhin Probleme, wie die Anschlussdegeneration benachbarter Segmente durch erhöhte mechanische Belastungen nach der Operation. In der biomechanischen Forschung wird die Finite-Elemente-Methode (FEM) eingesetzt, um das Verhalten der Wirbelsäule nachzubilden und ein tieferes Verständnis zu erhalten. Insbesondere patientenspezifische Modelle, die auf CT-Daten basieren, bieten präzise Einblicke in die individuelle Anatomie und deren Einfluss auf die Stabilität und Beweglichkeit der Wirbelsäule. Das in der vorliegenden Dissertation entwickelte numerische Modell der lumbosakralen Wirbelsäule dient der präzisen Nachbildung deren biomechanischen Verhaltens. Es bietet die Möglichkeit, den Einfluss verschiedener, chirurgischer Eingriffe patientenspezifisch zu simulieren und so das Risiko von Komplikationen zu minimieren. Die daraus resultierenden Erkenntnisse tragen zur Entwicklung neuer, optimierter Wirbelsäulenimplantate bei, die individuell an die anatomischen Gegebenheiten des Patienten angepasst sind. Insgesamt eröffnet das entwickelte Modell vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, von der präoperativen Planung bis zur postoperativen Bewertung der Instrumentierung. Es bietet nicht nur medizinische Entscheidungsunterstützung, sondern auch die Grundlage für weitere Forschungen zur Verbesserung der biomechanischen Versorgung bei degenerativen Wirbelsäulenerkrankungen.
Abstract
Demographic change and increasing life expectancy are leading to an increasing number of patients with degenerative changes in the spine, which often require surgical interventions. Vertebral fusion is the gold standard here. Despite the large number of implants available, there are still problems such as the subsequent degeneration of neighbouring segments due to increased mechanical stress after the operation. In biomechanical research, the finite element method (FEM) is used to simulate the behaviour of the spine and to gain a deeper understanding. In particular, patient-specific models based on CT data provide precise insights into the individual anatomy and its influence on the stability and mobility of the spine. The numerical model of the lumbosacral spine developed in this dissertation serves to precisely simulate its biomechanical behaviour. It offers the possibility to simulate the influence of various surgical interventions on a patient-specific basis and thus minimize the risk of complications. In addition, implants used can be examined and weak points can be identified. Overall, the model developed opens a wide range of possible applications, from preoperative planning to postoperative evaluation of instrumentation. It not only provides medical decision support, but also the basis for further research into improving biomechanical treatment for degenerative spinal diseases.
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