Análisis del riesgo de fractura del húmero proximal ante una caída

Abstract

[ES] Las fracturas de húmero proximal representan el 2-3% de todas las fracturas de las extremidades del miembro superior. Este fenómeno afecta hoy en día a un porcentaje cada vez mayor de la población. A medida que la esperanza de vida aumenta también lo hace el riesgo de padecer osteoporosis. Con el avance de la tecnología, a día de hoy, resulta posible realizar análisis que predigan el riesgo de un paciente a sufrir una fractura atendiendo al estado biológico actual en el que se encuentran sus huesos. Por ello, la motivación y objetivo de este trabajo consiste en realizar un análisis del riesgo de fractura del húmero proximal ante una caída. Para lograrlo, se ha hecho uso de imágenes de tomografía computarizada (TC) proporcionadas por ASCIRES Grupo Biomédico. Se ha empleado un software de segmentación llamado 3DSlicer para obtener modelos tridimensionales de huesos de pacientes reales. Se ha elaborado un modelo de malla de los mismos empleando MATLAB, así como la asignación de las propiedades mecánicas del hueso en base a su densidad mineral ósea mediante el software Bonemat. Finalmente, el modelo biomecánico ha sido importado a ANSYS, un paquete comercial de elementos finitos, con el propósito de realizar una simulación de una caída que permita extraer las variables biomecánicas críticas para la predicción del riesgo de fractura.

[EN] Fractures of the proximal humerus account for 2-3% of all fractures of the upper limb extremities. This phenomenon now affects an increasing percentage of the population. As life expectancy increases, so does the risk of osteoporosis. With the advance of technology, it is now possible to perform analyses that predict a patient's risk of suffering a fracture based on the current biological state of their bones. For this reason, the motivation and objective of this work is to carry out an analysis of the risk of fracture of the proximal humerus in the event of a fall. To achieve this, use has been made of computed tomography (CT) images provided by ASCIRES Biomedical Group. A segmentation software called 3DSlicer has been used to obtain threedimensional models of bones of real patients. A mesh model of them has been elaborated using MATLAB, as well as the assignment of the mechanical properties of the bone based on its bone mineral density using the Bonemat software. Finally, the biomechanical model was imported into ANSYS, a commercial finite element package, in order to simulate a fall and extract the critical biomechanical variables for fracture risk prediction.

[CA] Les fractures d'húmer proximal representen el 2-3% de totes les fractures de les extremitats del membre superior. Aquest fenomen afecta hui dia a un percentatge cada vegada major de la població. A mesura que l'esperança de vida augmenta també ho fa el risc de patir osteoporosi. Amb l'avanç de la tecnologia, hui dia, resulta possible realitzar anàlisis que prediguen el risc d'un pacient a patir una fractura atés l'estat biològic actual en què es troben els seus ossos. Per això, la motivació i objectiu d'aquest treball consisteix a realitzar una anàlisi del risc de fractura de l'húmer proximal davant una caiguda. Per a aconseguir-ho, s'ha fet ús d'imatges de tomografia computa (TC) proporcionades per ASCIRES Grup Biomèdic. S'ha emprat un programari de segmentació anomenat 3DSlicer per obtindre models tridimensionals d'ossos de pacients reals. S'ha elaborat un model de malla dels mateixos emprant MATLAB, així com l'assignació de les propietats mecàniques de l'os sobre la base de la seua densitat mineral òssia mitjançant el programari Bonemat. Finalment, el model biomecànic ha sigut importat a ANSYS, un paquet comercial d'elements finits, amb el propòsit de realitzar una simulació d'una caiguda que permeta extraure les variables biomecàniques crítiques per a la predicció del risc de fractura.