Predicción de la Fuerza del Hueso Femoral Usando Mallas Transformadas por B-Spline Isotopológicas
Autores: Steiner, Lukas; Synek, Alexander; Pahr, Dieter H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Predicción de la Fuerza del Hueso Femoral Usando Mallas Transformadas por B-Spline Isotopológicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Elemento finito
Análisis
Resistencia femoral
Morfología de malla
Resistencia ósea experimental
Parámetros locales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
El análisis de elementos finitos (FE) puede predecir la resistencia del fémur humano proximal. La malla automatizada y la identificación de subregiones con alta relevancia para la predicción de la resistencia podrían reducir el laborioso proceso de modelado. La morfología de la malla basada en el registro de forma libre proporciona un alto nivel de automatización y crea inherentemente mallas isotopológicas. Los objetivos de este estudio fueron investigar si los modelos FE basados en mallas transformadas por forma libre predicen la resistencia femoral experimental tan bien como los modelos FE creados manualmente y identificar las regiones y parámetros con mayor correlación con la resistencia femoral. Se crearon mallas y modelos FE específicos para cada sujeto a partir de un conjunto de imágenes de TC cuantitativa (QCT) utilizando un algoritmo basado en registro B-Spline. Se investigó la correlación de la resistencia ósea predicha por FE y los parámetros locales con la resistencia ósea experimental. Los modelos FE basados en mallas transformadas se asemejaron estrechamente a sus contrapartes creadas manualmente, con correlaciones igualmente fuertes con la resistencia ósea experimental. El análisis regional mostró fuertes correlaciones de la resistencia experimental con parámetros locales. Ninguna subregión o parámetro condujo a una correlación más fuerte que la resistencia ósea predicha por FE. Las mallas transformadas por B-spline pueden utilizarse para crear modelos FE capaces de predecir la resistencia ósea femoral y simplificar la generación de modelos FE. Pueden utilizarse para revelar relaciones de parámetros locales con la carga de fallo.
Descripción
El análisis de elementos finitos (FE) puede predecir la resistencia del fémur humano proximal. La malla automatizada y la identificación de subregiones con alta relevancia para la predicción de la resistencia podrían reducir el laborioso proceso de modelado. La morfología de la malla basada en el registro de forma libre proporciona un alto nivel de automatización y crea inherentemente mallas isotopológicas. Los objetivos de este estudio fueron investigar si los modelos FE basados en mallas transformadas por forma libre predicen la resistencia femoral experimental tan bien como los modelos FE creados manualmente y identificar las regiones y parámetros con mayor correlación con la resistencia femoral. Se crearon mallas y modelos FE específicos para cada sujeto a partir de un conjunto de imágenes de TC cuantitativa (QCT) utilizando un algoritmo basado en registro B-Spline. Se investigó la correlación de la resistencia ósea predicha por FE y los parámetros locales con la resistencia ósea experimental. Los modelos FE basados en mallas transformadas se asemejaron estrechamente a sus contrapartes creadas manualmente, con correlaciones igualmente fuertes con la resistencia ósea experimental. El análisis regional mostró fuertes correlaciones de la resistencia experimental con parámetros locales. Ninguna subregión o parámetro condujo a una correlación más fuerte que la resistencia ósea predicha por FE. Las mallas transformadas por B-spline pueden utilizarse para crear modelos FE capaces de predecir la resistencia ósea femoral y simplificar la generación de modelos FE. Pueden utilizarse para revelar relaciones de parámetros locales con la carga de fallo.