Modelado numérico del impacto sobre el torso humano

Abstract

En este trabajo se busca realizar un modelo anatómicamente complejo del torso humano, que refleje todas las estructuras fisiológicas desde la clavícula hasta la pelvis y posteriormente, mediante el método de los elementos finitos, refleje la respuesta del cuerpo frente a un impacto. Se parte de unas imágenes de tomografía axial computarizada a partir de las cuales se obtendrá una segmentación compleja de un individuo medio. A nivel anatómico este modelo cuenta con las estructuras más significativas del torso: costillas, esternón, columna vertebral, clavículas, pelvis, discos intervertebrales, cartílago costal, pulmones, corazón, aorta abdominal, vena cava abdominal, hígado, vesícula biliar, páncreas, estómago, bazo, riñones, estómago, intestino grueso, intestino delgado y musculatura. Después de una revisión bibliográfica de las propiedades de los materiales de cada uno de los tejidos, se ha optado por escoger un modelo donde la mayoría los tejidos son viscoelásticos y el resto elásticos lineales. Con las propiedades de los materiales incluidas se ha simulado un impacto frontal. En este impacto una placa rígida choca a una velocidad constante sobre el esternón del modelo. Con la simulación se pretende evaluar el funcionamiento del modelo realizado con elementos finitos, así como la información obtenida sobre las propiedades mecánicas del torso humano.

Development of a numerical model applying finite elements method to study impacts in the human trunk.