Desarrollo de modelo virtual y real de rodilla mediante método de elementos finitos

Abstract

[ES] El modelado de las estructuras de la rodilla mediante el Método de Elementos Finitos (MEF) resulta una herramienta capaz de proporcionar información acerca de las propiedades mecánicas de los tejidos biológicos. El objetivo principal de este trabajo es estudiar el comportamiento de la rodilla cuando se somete a una carga relacionada con un golpe o caída usando el método de elementos finitos. Para ello, se creará un modelo de rodilla con una placa en la parte delantera de ésta que representará la típica protección que es utilizada en diversos deportes como patinaje o motociclismo. El trabajo se dividirá en dos partes. La primera parte consistirá en crear un modelo de rodilla virtual junto con una placa. Esta rodilla virtual corresponde a una representación de la articulación creada desde cero en ANSYS. Este modelo estará definido por los distintos tejidos que podemos encontrar en la rodilla, y cuyos parámetros y medidas que se usarán serán las dadas por las últimas investigaciones científicas relacionadas con la articulación. La segunda parte consistirá en crear un modelo de rodilla real a partir de imágenes de resonancia magnética. La idea es llevar el estudio de cargas y materiales validados en la primera parte a un modelo de rodilla real de un sujeto sano.

[EN] The modelling of knee structures using the Finite Element Method (FEM) is a tool capable of providing information about the mechanical properties of biological tissues. The main objective of this work is to study the behaviour of the knee when subjected to a load related to a blow or fall using the finite element method. For this purpose, a knee model will be created with a plate at the front of the knee representing the typical protection that is used in various sports such as skating or motorcycling. The work will be divided into two parts. The first part will consist of creating a virtual knee model together with a plate. This virtual knee corresponds to a representation of the joint created from scratch in ANSYS. This model will be defined by the different tissues that can be found in the knee, and whose parameters and measurements that will be used will be those given by the latest scientific research related to the joint. The second part will consist of creating a real knee model from magnetic resonance images. The idea is to take the study of loads and materials validated in the first part to a real knee model of a healthy subject.

[CAT] El modelatge de les estructures del genoll mitjançant el Mètode d'Elements Finits (MEF) resulta una eina capaç de proporcionar informació sobre les propietats mecàniques dels teixits biològics. L'objectiu principal d'aquest treball és estudiar el comportament del genoll quan es sotmet a una càrrega relacionada amb un colp o caiguda usant el mètode d'elements finits. Per això, es crearà un model de genoll amb una placa en la part davantera d'aquesta que representarà la típica protecció que és utilitzada en diversos esports com el patinatge o motociclisme. El treball es dividirà en dues parts. La primera part consistirà en crear un model de genoll virtual juntament amb una placa. Aquest genoll virtual correspon a una representació de l'articulació creada des de zero en ANSYS. Aquest model estarà definit pels diferents teixits que podem trobar en el genoll, i els paràmetres i les mesures del qual que s'usaran seran les donades per les últimes investigacions científiques relacionades amb l'articulació. La segona part consistirà en crear un model de genoll real a partir d'imatges de ressonància magnètica. La idea és portar l'estudi de càrregues i materials validats en la primera part a un model de genoll real d'un subjecte sa.