Efecto de la microgravedad sobre la pérdida de masa ósea a nivel miembro inferior mediante análisis por elementos finitos
42 páginas
- Autores:
-
Saldarriaga Tamayo, Sebastian
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad EIA .
- Repositorio:
- Repositorio EIA .
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.eia.edu.co:11190/2473
- Acceso en línea:
- https://repository.eia.edu.co/handle/11190/2473
- Palabra clave:
- Microgravedad
Elementos Finitos
Densidad ósea
QCT/FEA
Análisis de Movimiento
Microgravity
Finite elements analysis
Bone density
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- openAccess
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In this work, the variation in the tensions that the bone can suffer due to the decrease in bone density due to prolonged stays in an environment of reduced severity is analyzed. So, a methodology based on the analysis of medical images in DICOM format obtained from a computed tomography of the lower limb of a specific patient is proposed for the development of computational models that, with the estimated forces provided in a motion analysis, are they develop finite elements analysis to obtain fracture risk indicators in people undergoing microgravity environments for prolonged periods, in addition, this methodology will be applicable for the evaluation of fractures of people who, given a clinical condition, have a decrease in bone density, for example osteoporosis and osteopenia. In this study, it was possible to identify that when there is a decrease in bone density of 2% and 12% ,corresponding to stays of two and six months in environments of reduced gravity respectively, there are alterations in the mechanical properties of bone components of the analyzed members, which are mainly reflected in the displacements produced in the bones when a load is applied on the joints involved in a process of regular walking at the lower limb; The results indicate that, bone density is inversely proportional to the displacement of the analyzed bones, that is, as bone density decreases, the displacement produced increases. On the other hand, when the stresses and deformations in the bones involved (Femur, tibia and fibula) in the gait process in the evaluated joints (Hip, knee and ankle) are analyzed, it is evident that the values remain relatively constant regardless of the Bone density changes, as expected, because these indicators should not change in their values due to changes in the material properties of the simulated models.En un entorno de gravedad normal, la aceleración es un factor clave en el mantenimiento de las funciones fisiológicas animales, en contraste con el espacio exterior que se caracteriza entre otras cosas por tener un ambiente de microgravedad, el cual tiene graves consecuencias a nivel fisiológico, como modificaciones del sistema óseo debido a la perdida de la noción del peso, aumentando el riesgo de fracturas al regresar a la Tierra luego de una misión espacial. En el presente trabajo de grado se analiza la variación en las tensiones que puede sufrir el hueso debido a la disminución de densidad ósea a causa de estadías prolongadas en un ambiente de gravedad reducida. Así, se propone una metodología basada en análisis de imágenes médicas en formato DICOM obtenidas a partir de una tomografía computarizada de miembro inferior de un paciente de estudio para el desarrollo de modelos computaciones que, con las fuerzas estimadas proporcionadas en un análisis de movimiento, se desarrollan simulaciones por elementos finitos para obtener indicadores de riesgo de fractura en personas sometidas a ambientes de microgravedad por tiempos prolongados, además, dicha metodología será aplicable para la evaluación de fracturas de personas que dada una condición clínica, presentan una disminución en la densidad ósea, como lo es por ejemplo la osteoporosis y la osteopenia. En este estudio, fue posible identificar que cuando hay una disminución en la densidad ósea de 2% y 12% ,que corresponden a estadías de dos y seis meses en ambientes de gravedad reducida respectivamente, se presentan alteraciones en las propiedades mecánicas de los componentes óseos de los miembros analizados, las cuales se ven reflejadas principalmente en los desplazamientos producidos en los huesos cuando se ejerce una carga en las articulaciones involucradas en un proceso de marcha regular a nivel de miembro inferior; los resultados indican que, la densidad ósea es inversamente proporcional al desplazamiento de los huesos analizados, es decir, a medida que disminuye la densidad ósea, aumenta el desplazamiento producido. Por otra parte, cuando se analizan los esfuerzos y deformaciones en los huesos involucrados (Fémur, tibia y fíbula) en el proceso de marcha en las articulaciones evaluadas (Cadera, rodilla y tobillo), se evidencia que los valores permanecen relativamente constantes sin importar los cambios en la densidad ósea, tal como se esperaba que sucediera, pues estos indicadores no deberían cambiar en sus valores por cambios en las propiedades del material de los modelos simulados.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a)application/pdfspaUniversidad EIABiomédica, Mecatrónica y MecánicaEnvigado (Antioquia, Colombia). Universidad EIA, 2019Ingeniería BiomédicaDerechos Reservados - Universidad EIA, 2019https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/El autor de la obra, actuando en nombre propio, hace entrega del ejemplar respectivo y de sus anexos en formato digital o electrónico y autoriza a la ESCUELA DE INGENIERIA DE ANTIOQUIA, para que en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995, y demás normas generales sobre la materia, utilice y use por cualquier medio conocido o por conocer, los derechos patrimoniales de reproducción, comunicación pública, transformación y distribución de la obra objeto del presente documento. PARÁGRAFO: La presente autorización se hace extensiva no sólo a las dependencias y derechos de uso sobre la obra en formato o soporte material, sino también para formato virtual, electrónico, digital, y en red, internet, extranet, intranet, etc., y en general en cualquier formato conocido o por conocer. EL AUTOR, manifiesta que la obra objeto de la presente autorización es original y la realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto la obra es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARÁGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la obra en cuestión, EL AUTOR, asumirá toda la responsabilidad, y saldrá en defensa de los derechos aquí autorizados; para todos los efectos la ESCUELA DE INGENIERÍA DE ANTIOQUIA actúa como un tercero de buena fe.info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercialhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Repositorio Institucional Universidad EIAEfecto de la microgravedad sobre la pérdida de masa ósea a nivel miembro inferior mediante análisis por elementos finitosTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionTexthttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85MicrogravedadElementos FinitosDensidad óseaQCT/FEAAnálisis de MovimientoMicrogravityFinite elements analysisBone densitymotion analysisBIOM/0329PublicationTHUMBNAILSaldarriagaSebastian_2019_EfectoMicrogravedadPerdida.pdf.jpgSaldarriagaSebastian_2019_EfectoMicrogravedadPerdida.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg9510https://repository.eia.edu.co/bitstreams/721e902e-25e4-485d-91cc-bf041101e4e5/download9c8d7a6b9d93950a51145aac1b8ba95dMD54ORIGINALSaldarriagaSebastian_2019_EfectoMicrogravedadPerdida.pdfSaldarriagaSebastian_2019_EfectoMicrogravedadPerdida.pdfTrabajo de gradoapplication/pdf1941601https://repository.eia.edu.co/bitstreams/6f421ebe-21e0-4199-acfc-9cb0c03fba4b/download276083c065580adcf4249e3758c044ffMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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