Biomechanik

Die Biomechanik nutzt ingenieurwissenschaftliche Methoden, um das mechanische Verhalten biologischer Systeme zu untersuchen. Von der Bewegung des muskuloskelettalen Systems bis zur Deformation kardiovaskulärer Gewebe wird das Zusammenspiel von Struktur und Funktion unter physiologischen und pathologischen Bedingungen erforscht. Unsere Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung und Validierung rechnergestützter Modelle, die Simulation, Experiment und datengetriebene Ansätze kombinieren, um Vorhersagekraft und Personalisierung in der Biomechanik zu verbessern. Aktuelle Schwerpunkte liegen in der muskuloskelettalen Dynamik und der Gefäßmechanik, etwa bei der Modellierung von Aortendissektionen.

Ansprechperson: Ass.Prof. Gian Marco Melito gmelitonoSpam@tugraz.at

Laufende Projekte

Muskuloskelettale Modellierung

Das Verständnis der Mechanik des menschlichen Körpers ist entscheidend für Fortschritte in der Biomechanik, der Rehabilitations­technik und der Entwicklung medizinischer Geräte. Muskuloskelettale Modelle bieten einen rechnergestützten Rahmen zur Simulation der Wechselwirkungen zwischen Knochen, Muskeln und Sehnen und ermöglichen die Vorhersage von Bewegungen, Kräften und physiologischen Reaktionen unter verschiedenen Bedingungen. Trotz großer Fortschritte in den letzten Jahren bestehen weiterhin wesentliche Herausforderungen bei der Parameteridentifikation, Modellvalidierung und der Übertragung der Simulationen in klinische und experimentelle Anwendungen. Unser Forschungsinteresse liegt in der Verbesserung der Genauigkeit, Effizienz und Nachvollziehbarkeit muskuloskelettaler Simulationen durch den Einsatz fortschrittlicher numerischer Methoden, Unsicherheitsquantifizierung und datengetriebener Modellierungsansätze. Durch die Bearbeitung dieser Fragestellungen wollen wir zur Entwicklung robuster Werkzeuge beitragen, die das Verständnis menschlicher Bewegung vertiefen und zukünftige Anwendungen in Medizin, Sport und Assistenztechnologien unterstützen.


Abgeschlossene Projekte

Mechanics, Modeling and Simulation of Aortic Dissection

Der menschliche Körper kann im Allgemeinen als enorme Quelle von Unsicherheit und Komplexität angesehen werden. Unser Verständnis der Mechanismen hinter der Aortendissektion und der Aorta ist daher begrenzt. Sensitivitätsanalysetechniken verringern die Unvorhersehbarkeit von Modellreaktionen und insbesondere der oben genannten Krankheit. Durch die Reduktion der Anzahl von Zufallsvariablen in der Berechnungsphase vereinfacht die Sensitivitätsanalyse den Diagnoseprozess und erleichtert die Entwicklung patientenspezifischer Modelle. Das Projekt wird im Zuge des GCCE bearbeitet, wodurch mehrere Institute an der Modellierung der Aortendissektion arbeiten. Für weitere Informationen wird auf die Homepage des Projektes verwiesen.

Laufzeit: 01.03.2018 - 01.03.2024

Ansprechperson: Ass.Prof. Gian Marco Melito gmelitonoSpam@tugraz.at

Kontakt
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Institut für Mechanik
Kopernikusgasse 24/IV
8010 Graz

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