Numerische Simulation in der muskuloskelettalen Biomechanik

Computergestützte Untersuchungsmethoden, wie Finite-Elemente-Analyse (FEA) und muskuloskelettale Mehrkörpersimulation (MKS), sind in der muskuloskelettalen Biomechanik wichtig, denn sie ermöglichen ein besseres Verständnis der Mechanik des Bewegungsapparats sowie die Entwicklung und Evaluation orthopädischer Implantate. Diese Methoden werden zur Analyse klinisch relevanter Fragestellungen in verschiedenen anatomischen Regionen eingesetzt, wie Hüfte, Knie, Schultergelenke und Wirbelsäule. Die präoperative Simulation kann in der Orthopädie die chirurgische Planung verbessern und individuelle Ergebnisse vorhersagen. In diesem Artikel werden die Methoden der FEA und MKS anhand jeweils zweier Beispiele aus der Praxis erläutert und die Aktivitäten des Clusters „Numerische Simulation“ des Forschungsnetzwerks Muskuloskelettale Biomechanik (MSB-NET) näher vorgestellt. Ein Ausblick ordnet die numerische Simulation im Zeitalter der künstlichen Intelligenz ein, und lenkt den Blick auf die Relevanz der Simulation bei der (Neu‑)Zulassung von Implantaten.