Obtención de modelos CAD personalizados de las superficies cortical y trabecular de un fémur humano a partir de imágenes tomográficas

• JORGE ALEXANDER BOSCH CABRERA ^[1] ; YOAN MANUEL RAMOS BOTELLO ^[1] ; ROBERTO ESTRADA CINGUALBRES ^[2] ; YOANDRYS MORALES TAMAYO ^[3] ; ROBERTO FÉLIX BELTRÁN REYNA ^[4]
  1. [1] Universidad De Granma

     Universidad De Granma

     Cuba

     
  2. [2] Universidad de Holguín

     Universidad de Holguín

     Cuba

     
  3. [3] Universidad Técnica de Cotopaxi

     Universidad Técnica de Cotopaxi

     Latacunga, Ecuador

     
  4. [4] Escuela Politécnica del Ejército

     Escuela Politécnica del Ejército

     Sangolqui, Ecuador

     

  Mostrar afiliaciones +
• Localización: Revista iberoamericana de ingeniería mecánica, ISSN 1137-2729, Vol. 21, Nº 1, 2017, págs. 45-51
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Obtaining of personalized CAD models of the cortical and trabecular surfaces of a human femur starting from tomographic images
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Las estructuras anatómicas conformadas por tejidos duros y blandos, están representados por geometrías complejas, en cuyos estudios no es posible realizar simplificaciones que por lo general sobreestiman la rigidez de las estructuras. Por ello, se han desarrollado diferentes técnicas para obtener reconstrucciones en tres dimensiones (3D) de geometrías anatómicas complejas. La presente investigación tiene por objetivo procesar un conjunto de imágenes tomográficas de un fémur humano para la obtención de modelos CAD en 3D de las partes cortical y trabecular del mismo. Para lograr el objetivo se siguió un grupo de pasos lógicos y se auxilió de un software de biomodelado donde se importaron las imágenes para luego redefinir el contorno de la imagen con que se iba a trabajar y crear dichas superficies mediante la escala de Hounsfield, escala que mide la humedad y la densidad presente en los huesos y músculos. Las partes cortical y la trabecular del fémur difieren en sus propiedades mecánicas y a la hora de realizar estudios futuros sobre el comportamiento biomecánico de dicho hueso, la inserción de implantes o análisis de fracturas se pueden tener resultados más cercanos a la realidad si se obtiene un modelo en 3D de las mismas. Finalmente se exportaron los archivos obtenidos con una extensión de intercambio gráfico para un software de diseño CAD donde se convirtieron en sólidos trabajables.

  • English

    The anatomical structures formed by hard and soft tissues, are represented by complex geometries, in which studies is not possible simplifications generally overestimate the stiffness of structures. Therefore, we have developed various techniques for reconstruction into three dimensional (3D) anatomical complex geometries.

    The present investigation has for objective to process a set of tomographic images of a human femur to obtain the same CAD 3D models of cortical and trabecular parts. In order to achieve the objective ensued a group of logical steps and it helped of a biomodels software where the images they were imported and then redefine the edge of the image that is going to work and create these surfaces by the Hounsfield scale were imported, scale measuring humidity and present density in the bones and muscles. The cortical and trabecular parts of the femur differ in their mechanical properties and when carrying out further studies on the biomechanical behavior of the bone, the insertion of implants or fracture analysis can be closer to reality results if a model is obtained 3D thereof. Finally the obtained files with an extension of graphic exchange for a design software CAD where they became workable solids were exported