Im Rahmen des Johannes-Kepler-Symposiums für Mathematik wird Prof.Dr.
Markus H. Gross (ETH-Zürich) am 1.12.1999 um 17.00 Uhr im HS
10 einen öffentlichen Vortrag zum Thema "Modellierungsmethoden in
der Chirurgiesimulation" halten, zu dem die Veranstalter des Symposiums,
O.Univ.-Prof.Dr. Ulrich Langer und A.Univ.-Prof.Dr.Jürgen Maaß,
hiermit herzlich einladen. Der Intention des Symposiums entsprechend ist
der Vortrag so konzipiert, daß er nicht nur für Spezialisten,
sondern auch für Studierende aller Semester und Gäste von
außerhalb der Universität interessant ist.
"Modellierungsmethoden in der Chirurgiesimulation"
Die rechnergestützte Simulation chirurgischer Eingriffe
ist ein herausforderndes Arbeitsgebiet, welches ein
interdisziplinäres Zusammenwirken der unterschiedlichsten
Forschungssdisziplinen erfordert. Insbesondere im Bereich der Kiefer- und
Gesichtschirurgie können entsprechende Simulatoren die postoperative
Gesichtsform des Patienten vorausberechnen und somit zur Operationsplanung
herangezogen werden. Eines der wesentlichen Grundprobleme stellt dabei die
geometrisch und physikalisch korrekte Modellierung des menschlichen
Weichteilgewebes dar.
Der folgende Vortrag führt in die Grundproblematik der
geometrischen und physikalisch-basierten Modellierung menschlicher Gesichter
mittels Finiter Elemente Methoden (FEM) ein. Ein erster Ansatz basiert dabei
auf einem Thin-Plate-Funktional, welches die Gesichtsoberfläche
beschreibt und mit global C1-stetigen Ansatzfunktionen über einer
vorgegebenen Diskretisierung (Triangulation) gelöst wird. Das
unterliegende Gewebe wird hierbei durch einfache lineare Elemente
beschrieben. Ein zweiter volumetrischer Ansatz verwendet prismatische
Elemente und erlaubt es auch, nichtlineare Materialeigenschaften sowie
Volumenerhaltung mit in die Berechnung einzubeziehen. Entsprechende
Erweiterungen ermöglichen die Simulation von Gesichtsausdrücken
und Emotionen. Erste, innerhalb einer Patientenstudie erzielte Ergebnisse
belegen die Leistungsfähigkeit und Grenzen der vorgestellten Verfahren.
Die präsentierten Arbeiten sind Teile eines Forschgungsvorhabens,
welches in Zusammenarbeit mit der Kiefer- und Gesichtschirurgie des
Universitätsspitals in Zürich durchgeführt wird.
Audiovisuals: VHS Player, Projektor für Notebook