扭矩常数和虚拟机械测试是有效的基于图像的替代措施,用于治疗绵羊骨折
Tianyi Ren1, Brendan Inglis1, Salim Darwiche2,3
1Department of Mechanical Engineering and Mechanics, Lehigh University, Bethlehem, Pennsylvania, USA.
概括
一种更简单的基于图像的测量方法,扭矩常数,可以可靠地评估大型动物的骨愈合. 这为复杂的虚拟机械测试提供了一个实用的替代方案,用于纵向监测骨修复.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 整形外科的研究研究.
- 兽医科学 兽医科学 兽医科学
背景情况:
- 评估大型动物的骨愈合通常依赖于破坏性的死后体检.
- 基于图像的虚拟机械测试提供了纵向监测,但可能是复杂和昂贵的.
- 有限元分析 (FEA) 是一种常见但资源密集的虚拟机械测试方法.
研究的目的:
- 为了评估扭转常数作为一个更简单的,基于图像的替代品来评估大型动物的骨愈合.
- 为了比较扭矩常量的可靠性与虚拟机械测试 (FEA) 和死后物理测试.
- 开发和验证一种图像处理方法,用于从微CT扫描中计算扭矩常数.
主要方法:
- 微计算机断层扫描 (microCT) 扫描和死后生物机械测试在绵羊骨上进行 (33个经过手术,20个完整).
- 在MATLAB中开发了一种图像处理程序,从microCT数据中计算衰减加权扭矩常数.
- 线性回归分析相关联了生物力学数据,FEA结果,并计算了扭矩常量.
主要成果:
- 虚拟机械测试显示出最高的可靠性和一致性,作为死后扭矩刚性的替代品.
- 扭矩常数与死后扭矩刚度有中等的相关性,作为一个可行的替代替代措施.
- 开发的用于计算扭矩常数的MATLAB代码可以免费使用.
结论:
- 扭矩常数是一种实用且易于使用的基于图像的替代品,用于监测大型动物的骨愈合,当FEA不可行时.
- 这种方法促进了对骨修复的纵向评估,克服了传统死后检测的局限性.
- 这项研究为骨科研究和大型动物模型中的兽医应用提供了宝贵的工具.
