Resumen

Antecedentes. La escoliosis es una deformidad tridimensional (3D) de la columna vertebral, que afecta al aspecto del paciente y puede provocar una función cardíaca y pulmonar anormal. La caja torácica es una estructura compuesta por las costillas, el esternón y el cartílago costal, que desempeña un papel fundamental en la estabilización de la columna toracolumbar. Este estudio investiga la influencia de la caja torácica en las características estáticas de la columna vertebral escoliótica. Métodos. Se establecieron dos tipos de modelos de elementos finitos (EF) en 3D con o sin caja torácica (de T1 a S) y se analizaron a partir de imágenes de tomografía computarizada (TC), para determinar los efectos de la caja torácica en las características estáticas de la columna vertebral escoliótica. Se utilizó el software de EF, ABAQUS, para analizar los comportamientos estáticos de los modelos de columna vertebral escoliótica bajo una serie de condiciones de carga, incluyendo la flexión del lado izquierdo, la flexión del lado derecho, la inclinación frontal, la supinación posterior y la compresión vertical. Se estudiaron y compararon los cambios en la tensión de von Mises (VMS) dentro de los discos intervertebrales de los modelos de columna vertebral con o sin caja torácica. Resultados. Tras incluir la caja torácica, el VMS máximo en las concentraciones de tensión de la columna vertebral normal y escoliótica se redujo efectivamente. El VMS en los discos intervertebrales normales fue más suave que el de los escolióticos. Sin embargo, la columna vertebral escoliótica tenía más probabilidades de producir una gran concentración de tensión en los discos intervertebrales de los segmentos escolióticos. Conclusiones. En las posturas habituales, los discos intervertebrales de los segmentos escolióticos son más susceptibles de generar concentraciones de tensión en comparación con la columna vertebral normal. La caja torácica puede evitar eficazmente que los discos intervertebrales de los segmentos escolióticos sufran más lesiones. Estos resultados son de gran importancia para la prevención y el tratamiento de la columna vertebral escoliótica.

• Materias:Algoritmos genéticos Ingeniería biomédica Biomecánica Modelo Matemático Prótesis Extremidades (Cuerpo Humano)
• Subjects:Genetic algorithms Biomedical engineering Biomechanics Mathematical model Prostheses Limbs (Human Body)
• Palabras claves:caja torácica, columna vertebral escoliótica, disco intervertebral, segmento escoliótico, características estáticas, concentración de tensión, rango de carga, disco intervertebral normal, tensión de von mi, flexión lateral izquierda
• Keywords:rib cage, scoliotic spine, intervertebral disc, scoliotic segment, static characteristics, stress concentration, range of loading, normal intervertebral disc, von mi stress, left side bending