Eine genauere und erfolgreich, aber komplexen Ansatz bei der Gestaltung ein Flugzeug eingesetzt wird jetzt dem Start in der Gesundheitsbranche . Das Endergebnis hilft Patienten mit Lungenerkrankungen , leichter zu atmen , als auch ihre Chirurgen bei der Prüfung neuartige Behandlungsansätze .
Goutham Mylavarapu , ein leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität von Cincinnati Department of Aerospace Engineering , und Ephraim Gutmark , Ohio Eminent Scholar und UC angesehener Professor für Luft- und Raumfahrttechnik und Technische Mechanik, ihre Forschung mit Computational Fluid Dynamics auf der 39. American Institute of Aeronautics präsentieren und Raumfahrt ( AIAA ) Dayton - Cincinnati Aerospace Sciences Symposium . Das Symposium am Mittwoch, 5. März stattfindet, in Dayton, Ohio.
Computational Fluid Dynamics oder CFD , verwendet Computer-Algorithmen , um die Strömung von Luft oder Flüssigkeiten für verschiedene Anwendungen zu lösen. Diese Algorithmen sind in der Regel in Richtung der Konstruktion von Flugzeugen angewendet , wie sie den Beitrag der Luftstrom in die Flucht Anforderungen zu quantifizieren. Bei der Gestaltung eines Flugzeugs wird CFD oft als sowohl eine genaue und kostengünstiger Ansatz vor einer Investition in Gebäudemodellen und Testen in Lufttunnel .
Aber in den letzten zehn Jahren oder so , die Anwendung von CFD auf biologische Ströme zu medizinisch -bezogene Probleme , einschließlich Atemwegserkrankungen hat ein großes Interesse gewonnen zu studieren. Die Computersimulationen traditionell für Flugzeug-Design gefunden Verwendung bei der Behandlung Krankheiten wie verwendet Mukoviszidose , Asthma, Schlafapnoe und Schnarchen.
Die Atemwege ist ein Weg von harten und weichen Strukturen, die in zu nehmen und schieben Sie Luftstrom. Mylavarapu erklärt, dass eine Anzahl von pulmonalen Erkrankungen der oberen Atemwege sind mit der Vibration und / oder Verformung der Weichteile um den Luftweg zugeordnet , was zu einer teilweisen oder vollständigen Zerfall der Atemwege , wie im Fall von Schlafapnoe. In den schwereren Fällen , diese Atemwegsobstruktionen oder Verformungen deutlich die Lebensqualität auswirken und sogar zum Tod führen.
Die Forscher werden mit CFD-Simulationen - die am häufigsten in der Luftfahrtindustrie verwendet - auf tatsächliche medizinische Daten von Patienten mit Atemstörungen . Die Anwendung der Gleichungen die Informationen, die sie in ein Sehen zu analysieren MRI können Chirurgen eine bessere Idee, wie man das Problem zu behandeln , die Erhöhung der Erfolg eines chirurgischen Ansatz sowie die Verringerung der Anzahl der Operationen (und damit eine bessere Verwertung und weniger eine medizinische Kosten ) für den Patienten.
" Historisch gesehen, ist die Auswertung der Atemwege eines Patienten in die klinische Diagnose der medizinischen Bildgebung beschränkt ", erklärt Mylavarapu . "Aber die Variabilität und Komplexität im Luftweg Anatomie kann die Erfolgsrate der Operation zu begrenzen. CFD ermöglicht ein besseres Verständnis der Atemfluss und ermöglicht eine individualisierte Behandlung , wenn sie das, was wir mit der medizinischen Bildgebung angewendet sehen . "
"Chirurgie wird manchmal auf Erfahrung basierende Intuition , und es ist nicht immer gewährleistet , dass das Endergebnis wirksam sein wird ", sagt Gutmark . " CFD ist ein weiteres Tool , um Chirurgen mit mehr quantitative Informationen über das mögliche Ergebnis bei der Planung eines chirurgischen Eingriffs zu bieten."
Die Forscher werden mit CFD , um sowohl die Strömung und Struktur -Gleichungen der Atem Herausforderungen der einzelnen Patienten zu untersuchen. Sie wandten sich auch die Methode, um eine virtuelle Operation mit einem medizinischen Fall in Schweden , was zu einem erfolgreichen Ergebnis für den Patienten.
Die Forschung, in UC Gasdynamik und Propulsion Lab durchgeführt wird, ist eine Partnerschaft mit der Cincinnati Kinder- Hospital Medical Center und der UC Medical Center, und wird aus Mitteln des National Institutes of Health (NIH # 1R01HL105206-01 ) unterstützt.
Die AIAA Dayton - Cincinnati Aerospace Sciences Symposium präsentiert innovative Luft- und Raumfahrtforschungin der Region und erstreckt sich auf alle Bereiche der allgemeinen Luft- und Raumfahrt Wissenschaft und Technologie. Die Veranstaltung wird organisiert und von der Exekutive der AIAA Dayton - Cincinnati Abschnitt gesponsert und wird von mehreren Organisationen, darunter die University of Cincinnati gesponsert.
Luft- und RaumfahrtprogrammUC wird von der Ohio Board of Regents als Ohio Center of Excellence in Luft- und Raumfahrt für seine Beiträge zur Forschung und zur Wirtschaft des Landes anerkannt. UC College of Engineering and Applied Science ist führend in der Ingenieurausbildung , Forschung und Innovation , und die Welt ist Gründer der Berufsakademie.