Procedimiento para generar mallas de elementos finitos de la columna vertebral humana a partir de imágenes médicas

Los modelos numéricos de elementos finitos son utilizados para simular el comportamiento mecánico de estructuras biológicas complejas como la columna vertebral humana, con el objeto de entender el desarrollo de patologías y diseñar dispositivos para su tratamiento. La generación de mallas de elementos finitos de la columna vertebral humana, a partir de imágenes médicas, demanda un trabajo intensivo, debido a la complejidad geométrica de las vértebras. Después de explorar varias técnicas de modelado, en este estudio se desarrolló un procedimiento para obtener una representación geométrica y una malla realista de segmentos de la columna vertebral, partiendo de imágenes de tomografía, las cuales fueron digitalizadas con el software Simpleware. Posteriormente se utilizó el programa Blender en la depuración, optimización y el filtrado de la nube de puntos, mediante el uso de herramientas de modelado de bajo polígono. La nube de puntos se exportó al software Catia, donde se generó, se redujo y se optimizó la malla superficial. Una vez obtenidos los modelos CAD de las vértebras L4, L5 y Sacro, se exportaron al programa SolidWorks, donde se realizó el ensamble de las partes y la construcción de las estructuras blandas de la columna, que son el disco intervertebral, el cartílago vertebral y las carillas articulares. Finalmente, con el programa Abaqus/CAE se desarrollaron las mallas de elementos finitos y se realizó un análisis de esfuerzos del conjunto, a fin de verificar la viabilidad del modelo. A diferencia de otros métodos que utilizan programas muy especializados y costosos, el procedimiento desarrollado en este estudio hace uso de programas de dominio público y comerciales, usados en el modelado mecánico y relativamente fáciles de conseguir en las universidades.

• Autores: Jaramillo Suárez, Héctor Enrique; García, Andrés; Gómez salazar, Lessby; Escobar, William; García Álvarez, José Jaime
• Tipo de recurso: Article of journal
• Fecha de publicación: 2012
• Institución: Universidad Autónoma de Occidente
• Repositorio: RED: Repositorio Educativo Digital UAO
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:red.uao.edu.co:10614/10869
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/10614/10869
• Palabra clave: Columna vertebral; Simulación por computadores; Spine; Computer simulation; Columna sacrolumbar; Elementos finitos; Tomografía axial computarizada; Malla realista; L4-L5-S segment; medical images; Finite element
• Rights: openAccess
• License: Derechos Reservados - Universidad Autónoma de Occidente