Férula suave activa para columna escoliótica: un estudio de elementos finitos para evaluar la corrección dentro de la férula
Autores: Ali, Athar; Fontanari, Vigilio; Schmölz, Werner; Agrawal, Sunil K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Férula suave activa para columna escoliótica: un estudio de elementos finitos para evaluar la corrección dentro de la férula
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Escoliosis
Trastorno de la columna vertebral
Aparatos ortopédicos
Análisis de elementos finitos
Soporte blando activo
Fuerzas correctivas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
La escoliosis es un trastorno de la columna vertebral que se trata convencionalmente utilizando férulas rígidas o blandas. Se utilizan métodos computacionales, como modelos basados en elementos finitos, para investigar la mecánica de la columna y el efecto de las férulas. La mayoría de las férulas espinales son pasivas, estáticas o rígidas y no permiten la movilidad de la columna, lo que resulta en atrofia muscular, deterioro de la piel y otras complejidades de la columna. La falta de control sobre la cantidad de fuerza que ejercen las férulas sobre la columna vertebral humana podría tener efectos adversos. Por lo tanto, desarrollar una férula blanda activa que permita la movilidad de la columna mientras aplica fuerzas correctivas controladas podría ser una solución prometedora. Este estudio presenta un análisis de elementos finitos (FEA) de una férula blanda activa que aplica fuerzas correctivas utilizando bandas elásticas. La presión ejercida por la férula sobre la columna puede ser controlada variando las tensiones en las bandas elásticas. Las tensiones de las bandas elásticas se controlan utilizando actuadores de cuerda retorcida (TSAs) de bajo consumo, ligeros. Este estudio tiene como objetivo demostrar las correcciones inmediatas inducidas por la férula activa blanda utilizando un modelo de elementos finitos (FE) de columna escoliótica. Se creó un modelo FE del tronco del paciente y se validó con un estudio in vitro. El modelo de la férula se instaló en el tronco simulado para evaluar la corrección en la férula en los planos sagital y coronal. La férula se evaluó bajo varios casos de carga simulando la acción del actuador.
Descripción
La escoliosis es un trastorno de la columna vertebral que se trata convencionalmente utilizando férulas rígidas o blandas. Se utilizan métodos computacionales, como modelos basados en elementos finitos, para investigar la mecánica de la columna y el efecto de las férulas. La mayoría de las férulas espinales son pasivas, estáticas o rígidas y no permiten la movilidad de la columna, lo que resulta en atrofia muscular, deterioro de la piel y otras complejidades de la columna. La falta de control sobre la cantidad de fuerza que ejercen las férulas sobre la columna vertebral humana podría tener efectos adversos. Por lo tanto, desarrollar una férula blanda activa que permita la movilidad de la columna mientras aplica fuerzas correctivas controladas podría ser una solución prometedora. Este estudio presenta un análisis de elementos finitos (FEA) de una férula blanda activa que aplica fuerzas correctivas utilizando bandas elásticas. La presión ejercida por la férula sobre la columna puede ser controlada variando las tensiones en las bandas elásticas. Las tensiones de las bandas elásticas se controlan utilizando actuadores de cuerda retorcida (TSAs) de bajo consumo, ligeros. Este estudio tiene como objetivo demostrar las correcciones inmediatas inducidas por la férula activa blanda utilizando un modelo de elementos finitos (FE) de columna escoliótica. Se creó un modelo FE del tronco del paciente y se validó con un estudio in vitro. El modelo de la férula se instaló en el tronco simulado para evaluar la corrección en la férula en los planos sagital y coronal. La férula se evaluó bajo varios casos de carga simulando la acción del actuador.