Simuliranje odziva človeške roke na podtlak z uporabo poroelastičnih končnih elementov

magistrsko delo magistrskega študijskega programa II. stopnje Strojništvo

Jure Jordan Kozjak (Avtor), Janez Urevc (Mentor), Miroslav Halilovič (Komentor)

Povzetek

V magistrski nalogi smo preučili vpliv apliciranja podtlaka na človeško podlaket. S tem smo želeli numerično prikazati, kako tovrstna obremenitev vpliva na spremembe v intersticijski tekočini in kako je to povezano z zdravljenjem edema. V uvodnem delu smo se seznanili z anatomijo obravnavanega območja ter predstavili osnovne mehanizme edema in intersticijske tekočine. Pregledali smo podobne raziskave, ki obravnavajo problematiko človeškega telesa z numeričnimi modeli, in na podlagi pridobljenih znanj pripravili poenostavljen model za numerično simulacijo podtlaka na podlaket. Pri tem smo uporabili poroelastične končne elemente (KE) za modeliranje kože in mehkega tkiva, da bi lahko spremljali odziv intersticijske tekočine. Najpomembnejši rezultati simulacije kažejo, da apliciranje podtlaka povzroči spremembo poroznega tlaka po območju, na kar lahko sklepamo tudi zaradi spremenjene hitrosti intersticijske tekočine, ki je glavni dejavnik pri edemu. Rezultati simulacije s kontinuirano obremenitvijo kažejo, da je hitrost intersticijske tekočine v središču mehkega tkiva 2,5 µm/s. Pri primerljivem cikličnem obremenjevanju so hitrosti intersticijske tekočine nižje in manjši delež mehkega tkiva je vzbujen, kar je v skladu s primerljivo literaturo.

Ključne besede

magistrske naloge;anatomija zgornjega uda;mehka tkiva;intersticijska tekočina;poroelastičnost;numerične simulacije;metoda končnih elementov;

Podatki

Jezik:	Slovenski jezik
Leto izida:	2025
Tipologija:	2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:	UL FS - Fakulteta za strojništvo
Založnik:	[J. J Kozjak]
UDK:	620.172:611.976:004.942(043.2)
COBISS:	246633731
Št. ogledov:	57
Št. prenosov:	10
Ocena:	0 (0 glasov)
Metapodatki:

Ostali podatki

Sekundarni jezik:	Angleški jezik
Sekundarni naslov:	Simulation of the human hand response to negative pressure using poroelastic finite elements
Sekundarni povzetek:	In this master's thesis, we investigated the effect of applying negative pressure to the human forearm. The aim was to numerically demonstrate how such loading influences changes in interstitial fluid and how this relates to the treatment of edema. In the introductory part, we reviewed the anatomy of the affected region and presented the fundamental mechanisms of edema formation and interstitial fluid dynamics. A review of similar studies that use numerical models to investigate human physiology was conducted, and based on this knowledge, a simplified model was developed to simulate the effects of negative pressure on the forearm. Poroelastic finite elements (FE) were used to model the skin and soft tissue in order to observe the interstitial fluid response. The key simulation results indicate that the application of negative pressure causes variations in the pore pressure distribution across the region. This is reflected in the changes in interstitial fluid velocity, which is a major contributing factor in edema development. Results from simulations with continuous loading show that the interstitial fluid velocity reaches 2.5 µm/s in the central region of the soft tissue. In comparable cyclic loading scenarios, the interstitial fluid velocities are lower, and a smaller portion of the tissue is activated, which aligns well with findings reported in the literature.
Sekundarne ključne besede:	master thesis;upper limb anatomy;soft tissues;interstitial fluid;poroelasticity;numerical simulations;finite element method;
Vrsta dela (COBISS):	Magistrsko delo/naloga
Študijski program:	0
Komentar na gradivo:	Univ. Ljubljana, Fak. za strojništvo
Strani:	XX, 75 str.
ID:	27211589