Un análisis de elementos finitos a round robin de la mecánica del fémur humano entre siete laboratorios participantes con validación experimental.

  • El análisis de elementos finitos es una herramienta común que se ha utilizado durante las últimas décadas para predecir el comportamiento mecánico del hueso.
  • Sin embargo, por lo que sabemos, aún no se han publicado análisis de elementos finitos de round robin de huesos humanos largos con más de dos laboratorios de biomecánica participantes, donde los resultados de las pruebas experimentales no se conocían de antemano. Preparamos un fémur humano recién congelado para una prueba de compresión en una máquina de prueba universal que mide las distensiones en 10 localizaciones óseas, así como la deformación del hueso en términos del desplazamiento del punto de carga a una carga de 2 kN.
  • Los datos tomográficos computados del hueso con un espectro de calibración, así como la orientación del hueso en la máquina de prueba con las condiciones de contorno correspondientes, se entregaron a siete laboratorios participantes. A estos se les pidió que realizaran un análisis de elementos finitos que simulara la configuración experimental y entregaran sus resultados al coordinador sin conocer los resultados experimentales.
  • Como resultado, cuatro laboratorios tuvieron desviaciones de las cepas medidas experimentalmente de menos del 40%, y tres laboratorios tuvieron desviaciones de sus valores determinados numéricamente en comparación con los datos experimentales de más del 120%. Se piensa que estas desviaciones se basan en diferentes leyes materiales y datos materiales, así como en diferentes métodos de mapeo de materiales. Se realizarán investigaciones para aclarar y evaluar los motivos de las grandes desviaciones en los datos numéricos.
  • Se demostró que la precisión de los modelos de elementos finitos del fémur humano aún no está tan desarrollada como lo desea la comunidad biomecánica.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31084272

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10255842.2019.1615481?journalCode=gcmb20

 2019 May 13:1-12. doi: 10.1080/10255842.2019.1615481. [Epub ahead of print]

A round-robin finite element analysis of human femur mechanics between seven participating laboratories with experimental validation.

KEYWORDS:

Round robin; compression test; femur; finite element analysis; musculoskeletal

PMID:31084272
 
DOI:10.1080/10255842.2019.1615481

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