@phdthesis{Schellenberger2014, author = {Schellenberger, Michael}, title = {Mineralisation im proximalen Humerus - Messungen im Q-CT mit dreidimensionaler Rekonstruktion}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-112255}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2014}, abstract = {Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Verteilung der Knochenmineraldichte im proximalen Humerus bezogen auf m{\"o}gliche Regionen, die als Verankerungsfl{\"a}che f{\"u}r Implantate dienen, zu untersuchen. Diese Erkenntnisse sollten dazu beitragen, das Design der Implantate (z. B. Fadenanker, Schraube) zu optimieren. Außerdem sollen die Untersuchungsergebnisse als Grundlage f{\"u}r weitere Finite Elemente Berechnungen dienen, indem die gewonnenen Daten in digitalisierter Form in weitere biomechanische Studien einfließen k{\"o}nnen. F{\"u}r die Untersuchung wurden vom anatomischen Institut der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg insgesamt 23 Humerusk{\"o}pfe, von denen acht keine Markierungsplakette besaßen, zur Verf{\"u}gung gestellt. Somit konnte nur bei 15 Pr{\"a}paraten das Geschlecht und das Sterbealter der dazugeh{\"o}rigen Leichen zur{\"u}ckverfolgt werden. Es handelte sich um 11 weibliche und vier m{\"a}nnliche Verstorbene mit einem mittleren Sterbealter von 81,5 Jahren ± 10,2 (55 - 93 Jahre). Die Pr{\"a}parate wurden in einer Alkohol-Formalin-L{\"o}sung konserviert. Eine etwaige Schulteranamnese konnte post mortem nicht eruiert werden. Die Humerusk{\"o}pfe wurden mit einem pQCT-Scanner (Stratec 2000), welcher eine selektive, volumenbezogene Bestimmung der Bereiche des Knochens erlaubt, untersucht. 30 definierte Schnittbilder pro Humerus wurden anschließend auf einem UNIX-System der Firma HERMES in digitale 3D-Modelle umgewandelt. Die Auswertung der Daten sowie die Berechnung der Knochendichte erfolgte mit Hilfe des Programms AVS-Express der Firma Advanced Visual Systems. F{\"u}r die Knochendichtemessung wurde das Caput humeri in drei transversale Schnittebenen gedrittelt. Hier wurde jeweils die Dichte im Bereich der dorsalen, medialen sowie ventralen Gelenkfl{\"a}chenregion, im Bereich des Tuberculum minus, des Sulcus intertubercularis und des Tuberculum majus gemessen. Weiter distal wurde eine vierte Ebene im Schaftbereich festgelegt, auf deren H{\"o}he die Knochendichte der dorsalen, ventralen, medialen und lateralen Kortikalis bestimmt wurde. Abgesehen von drei ROI`s fand sich beim m{\"a}nnlichen Kollektiv die gemessene Knochendichte signifikant h{\"o}her als bei den Frauen, was mit der Zunahme osteoporotischer Frakturen bei {\"a}lteren Frauen korreliert. Die regionale Verteilung der Knochendichte korreliert gut bis auf den Sulcus intertubercularis mit den klinischen Frakturtypen nach Neer, wobei dieses Areal in Bezug auf den Verlauf der Frakturlinien eher den gemessenen Werten als dieser h{\"a}ufig verwendeten Klassifikation folgt. Mit zunehmender Tiefe vermindert sich insbesondere in den Tuberkula die Mineralisationsdichte, so dass die meisten Anker oberfl{\"a}chennah im Kortex die beste Substanz f{\"u}r eine Fixierung finden.}, subject = {Proximaler Humerus}, language = {de} } @phdthesis{Mehling2004, author = {Mehling, Andreas}, title = {Quantitative Knochendichtemessungen an der Scapula als Basis f{\"u}r dreidimensionale Finite-Elemente-Modelle}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-11054}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2004}, abstract = {Finite Elemente Modelle werden derzeit als Basis von biomechanischen Analysen f{\"u}r Glenoidimplantate verwendet. Daf{\"u}r werden {\"u}blicherweise herk{\"o}mmliche CT-Daten benutzt, die jedoch nur eine grobe Ann{\"a}herung an die dreidimensionalen trabekul{\"a}ren Strukturen der Spongiosa darstellen. Ziel der Untersuchung war eine genaue r{\"a}umliche Erfassung des strukturellen Aufbaus und der Mineralisation der gelenknahen Scapula. F{\"u}r die Untersuchung wurden 34 Scapulae von 17 Leichen (9 weibliche und 8 m{\"a}nnliche) mit einem Sterbealter von 47 - 86 Jahren (Durchschnitt 76 Jahre) in einer Alkohol-Formmalin-L{\"o}sung fixiert und mit einem pQCT-Scanner (Stratec XCT 2000)untersucht. Der pQCT-Scanner erlaubt eine selektive, volumenbezogene Bestimmung der kortikalen und spongi{\"o}sen Bereiche des Knochens. 35 definierte Schnittbilder pro Scapula wurden anschließend auf einem UNIX-System der Firma HERMES in digitale 3D-Modelle umgewandelt. Die Auswertung der Daten und Vermessung, sowie die Berechnung der Geometrie erfolgte mittels des Programms AVS-Express der Firma Advanced Visual Systems. Bestimmte ROIs (Regions of Interest) wurden an Punkten der Scapula definiert und anschließend vermessen. Als zentraler Fixpunkt wurde das geometrische Zentrum der Glenoidfl{\"a}che verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass die {\"u}bliche Reduktion auf kortikale und spongi{\"o}se Bereiche gleicher Dichte nur eine grobe Ann{\"a}herung darstellt, die zugunsten einer komplexeren r{\"a}umlichen Verteilung verlassen werden muss. Die gewonnen Daten stellen eine solide Grundlage f{\"u}r zuk{\"u}nftige Finite-Element-Analysen unter Einbeziehung der komplexen trabekul{\"a}ren Strukturen innerhalb der Scapula dar.}, language = {de} } @phdthesis{Seider2004, author = {Seider, David}, title = {Solving an eigenvalue problem in laser simulation}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-10057}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2004}, abstract = {In this thesis a new and powerful approach for modeling laser cavity eigenmodes is presented. This approach is based on an eigenvalue problem for singularly perturbed partial differential operators with complex coefficients; such operators have not been investigated in detail until now. The eigenvalue problem is discretized by finite elements, and convergence of the approximate solution is proved by using an abstract convergence theory also developed in this dissertation. This theory for the convergence of an approximate solution of a (quadratic) eigenvalue problem, which particularly can be applied to a finite element discretization, is interesting on its own, since the ideas can conceivably be used to handle equations with a more complex nonlinearity. The discretized eigenvalue problem essentially is solved by preconditioned GMRES, where the preconditioner is constructed according to the underlying physics of the problem. The power and correctness of the new approach for computing laser cavity eigenmodes is clearly demonstrated by successfully simulating a variety of different cavity configurations. The thesis is organized as follows: Chapter 1 contains a short overview on solving the so-called Helmholtz equation with the help of finite elements. The main part of Chapter 2 is dedicated to the analysis of a one-dimensional model problem containing the main idea of a new model for laser cavity eigenmodes which is derived in detail in Chapter 3. Chapter 4 comprises a convergence theory for the approximate solution of quadratic eigenvalue problems. In Chapter 5, a stabilized finite element discretization of the new model is described and its convergence is proved by applying the theory of Chapter 4. Chapter 6 contains computational aspects of solving the resulting system of equations and, finally, Chapter 7 presents numerical results for various configurations, demonstrating the practical relevance of our new approach.}, subject = {Laser}, language = {en} }