一个光成像指导的计算分析,以告知走路期间糖尿病脚脂肪内的内部组织负载
Xingyu Zhang1, Zhaolin Teng2, Xiang Geng2
1Institute of Biomedical Engineering and Technology, Academy for Engineering and Technology, Fudan University, 220 Handan Road, Shanghai, China.
Journal of biomechanics
|August 3, 2023
概括
准确的糖尿病足预测需要详细的有限元素 (FE) 模型. 在FE模型中分层组织分析提供了比同质模型更具临床相关性的内部压力预测.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 计算建模计算建模
- 糖尿病脚研究研究 糖尿病脚研究
背景情况:
- 糖尿病足部造成的重大临床挑战.
- 准确预测内部组织负载对于早期诊断至关重要.
- 现有的计算模型可能无法完全捕捉复杂的组织行为.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的数据驱动的计算分析,用于预测糖尿病脚的内部组织负载.
- 为了比较分层组织有限元素 (FE) 模型与传统的块块组织模型的准确性.
- 为了研究患者特有的材料特性对走路过程中的内部组织应力的影响.
主要方法:
- 使用双光镜系统和压力来捕捉脚部运动和走路时软组织的特性.
- 糖尿病人脚的FE模型,包括3D脚轨迹作为边界条件.
- 在解剖学准确的分层组织模型和同质的块状组织模型之间比较压力预测.
主要成果:
- 层状组织模型将皮肤和围区域的峰值拉力应力局部化.
- 与块状模型相比,分层模型中的脂肪组织-骨接口的峰值压力高达51.4%较低.
- 忽视分层结构导致脂肪和皮肤组织的非生理应激波动.
结论:
- 结合分层组织结构的FE模型提供了更具临床相关性的糖尿病脚内压力的预测.
- 足部组织层的准确建模对于改善行走过程中的内部应力估计至关重要.
- 这种方法可以提高糖尿病足并发症的早期诊断和管理策略.


