自动化和手动模型创建工作流同样可靠,用于虚拟机械测试羊骨和骨折愈合的虚拟机械测试

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 医疗成像医学成像
• 计算建模 计算建模

背景情况:

• 基于图像的骨头数字双胞胎为骨折愈合提供了对象特定的机械洞察力.
• 目前的数字双胞胎创建工作流程是手动的,耗时的,依赖于商业软件,限制了临床采用.
• 需要自动化和独立于用户的方法来实现可扩展的数字双胞胎生成.

研究的目的:

• 比较四种数字双胞胎创建方法 (两个手动,两个自动化).
• 评估模型创建程序和材料模型 (单区域或双区域) 对虚拟测试结果的影响.
• 对实验数据验证虚拟测试准确性.

主要方法:

• 从59次CT扫描中生成数字双胞胎 (33次手术骨切除术,26个完整的骨头).
• 从四个虚拟测试工作流程 (手动和自动化) 的扭矩刚度进行比较.
• 与死后物理机械测试数据对比的验证虚拟结果.

主要成果:

• 在使用双区域材料模型时,虚拟测试组和物理测试组之间扭矩刚度没有显著差异.
• 虚拟机械测试证明了对数字双胞胎创建方法变化的弹性.
• 自动化模型创建比手动方法快得多.

结论:

• 虚拟机械测试是物理测试的可靠替代方案,用于评估完整和愈合的长骨.
• 自动化数字双胞胎生成提高了临床应用的可扩展性和效率.
• 双区域材料模型对于精确的骨和的虚拟机械测试至关重要.