Simulation zeigt, wo der Knochen bricht

Forscher der ETH Zürich und des IBM-Forschungslabors im schweizerischen Rüschlikon haben eine umfassende Simulation menschlicher Knochenstrukturen vorgenommen: Die Erkenntnisse sollen der Entwicklung neuer Geräte zur Früherkennung und Behandlung von Osteoporose dienen. Das Verfahren misst die Knochendichte und simuliert gleichzeitig die Belastbarkeit der Mikrostrukturen. So erhalte man – anders als bei der bisher üblichen Messung von Knochendichte und -masse mittels Röntgen- oder Computertomographieverfahren – eine genaue Abbildung der Knochenstärke in Abhängigkeit von der Belastung. Zugleich könne man erkennen, wo und mit welcher Belastung der Knochen mit hoher Wahrscheinlichkeit bricht. Für die Simulationen wurde ein 8-Rack-System eines Blue-Gene-Supercomputers von IBM genutzt. Weil es so leistungsfähig und skalierbar ist, konnten die Berechnungen für eine 5 mm3 große Knochenprobe in nur 20 min ausgeführt werden. Dabei wurden 90 Gigabyte an Daten generiert. In der nächsten Projektphase gehe es darum, das Verfahren zu erweitern und so die tatsächliche Entstehung von Frakturen simulieren zu können.