Resumen

Sigue siendo un reto capturar con precisión la geometría musculoesquelética de los sujetos individuales para el análisis clínico y biomecánico de la marcha. El objetivo de este estudio era utilizar y validar la técnica de ajuste de malla anfitriona (HMF) para ajustar un modelo musculoesquelético genérico de base anatómica a los datos de la superficie corporal en 3D de sujetos individuales. La técnica HMF se basa en la idea de forma libre de deformar estructuras geométricamente complejas según la deformación de una malla volumétrica circundante. Utilizando la técnica HMF, se adaptó un modelo anatómico de las extremidades inferiores de un sujeto femenino adulto (29 años) a los datos de la superficie de la piel específicos de cinco niños con desarrollo típico (edad media de 10,2 años) y seis niños con parálisis cerebral (edad media de 9,6 años). Las longitudes y los volúmenes ajustados de seis estructuras músculo-tendinosas se compararon con las medidas de las imágenes de Resonancia Magnética (RM) con fines de validación. La técnica HMF dio lugar a aproximaciones precisas de las formas de las extremidades inferiores de todos los sujetos de ambos grupos de estudio. El error medio entre los datos de RM y las longitudes músculo-tendinosas ajustadas a partir del HMF fue del 4±4% en los niños sin parálisis cerebral y del 7±5% en los niños con parálisis cerebral, respectivamente. El error medio entre los datos de RM y los volúmenes musculares ajustados a partir del HMF fue del 28±19% en los niños sin parálisis cerebral y del 27±28% en los niños con parálisis cerebral, respectivamente. Este estudio presenta un paso crucial hacia el modelado musculoesquelético personalizado para el análisis de la marcha al demostrar la viabilidad de ajustar un modelo genérico de extremidades inferiores basado en la anatomía a los datos de la superficie corporal en 3D de niños con y sin parálisis cerebral utilizando la técnica HMF. Se espera que se obtengan mejoras adicionales en la calidad del ajuste mediante el desarrollo de modelos genéricos emparejados por edad para diferentes grupos de estudio, teniendo en cuenta las variaciones específicas de los sujetos en la grasa corporal subcutánea, así como considerando los datos complementarios de las imágenes de ultrasonido para capturar mejor las propiedades fisiológicas del tejido muscular.

• Materias:Ingeniería biomédica Bioingeniería Biomecánica Neuronas Prótesis Extremidades (Cuerpo Humano) Articulación ósea
• Subjects:Biomedical engineering Bioengineering Biomechanics Neurons Prostheses Limbs (Human Body) Bone joint
• Palabras claves:técnicas hmf, cp, datos de la superficie corporal, niños, superficie corporal 3d, datos mr, edad media, error medio, sujeto individual, datos de la superficie de la piel
• Keywords:hmf techniques, cp, body surface data, children, 3d body surface, mr data, means age, average error, individual subject, skin surface data