Avances en el modelado musculoesquelético de la columna torácica y lumbar: una revisión sistemática integral

Área de la Ciencia:

• Biomecánica
• Modelado computacional
• Investigación de la columna vertebral

Sus antecedentes:

• La biomecánica de la columna vertebral es vital para la postura, ya que involucra fuerzas musculares y gravitacionales complejas.
• Los modelos musculoesqueléticos computacionales (MSK) ofrecen alternativas de investigación no invasivas a los métodos tradicionales.
• Los modelos MSK existentes incluyen enfoques de múltiples cuerpos (MB) y elementos finitos (FE), con modelos acoplados (C) emergentes.

Objetivo del estudio:

• Revisar y evaluar los métodos de modelado de la MCS toracolumbar (MB, FE, C).
• Describir las prácticas actuales y evaluar las capacidades del modelo en la biomecánica de la columna vertebral.
• Informar la investigación y el desarrollo futuros en el modelado computacional de la columna vertebral.

Principales métodos:

• Revisión de la literatura de los modelos computacionales de MSK para la columna torácica y lumbar.
• Análisis de las estrategias de modelado: multicuerpo (MB), elemento finito (FE) y acoplado (C).
• Examen de las publicaciones recientes (desde 2016) centradas en las opciones de modelos y la validación.

Principales resultados:

• Crecimiento significativo en la investigación computacional de la biomecánica de la columna vertebral desde 2016.
• Variabilidad observada en la representación de la arquitectura muscular y el fasciculo en los distintos estudios.
• Las elecciones consistentes en algunas áreas (por ejemplo, la representación del peso corporal) contrastan con la variabilidad en otras.
• Los datos experimentales limitados a menudo limitan la validación del modelo.

Conclusiones:

• Las tendencias emergentes incluyen el modelado de tareas complejas y la personalización de modelos.
• Los avances en la biomecánica computacional de la columna vertebral requieren una mejor validación y disponibilidad de datos.
• Promover la Ciencia Abierta es crucial para la reproducibilidad y la colaboración en el modelado de la columna vertebral de MSK.