Resumen de Computational foot modeling for clinical assessment
Esta Tesis desarrolla un modelo de elementos finitos del pie humano completo y detallado en tres dimensiones para avanzar hacia una simulación computacional más precisa que proporcione información realista y relevante para la práctica clínica. Desde el punto de vista ingenieril, el pie humano es una compleja estructura de pequeños huesos, soportados por fuertes ligamentos y controlada por una red de músculos y tendones con una capacidad de respuesta mecánica excepcional. La barrera actual en la simulación computacional del pie es la inclusión de estas estructuras musculotendinosas en los modelos. Para avanzar en esta dirección, se crea un modelo de elementos finitos del pie completo y detallado con geometría real de la estructura interna diferenciando hueso cortical y esponjoso, tendón, músculo, cartílago y grasa. Se realizan ensayos experimentales de los tendones del pie y la suela plantar para determinar sus propiedades materiales y estructurales y caracterizar computacionalmente su comportamiento mecánico no lineal. Estos avances están orientados hacia la mejora de la representación geométrica y caracterización del tejido de los componentes internos del pie. El modelo desarrollado en esta Tesis puede usarse en el campo de la biomecánica en áreas de ortopedia, lesiones, tratamiento, cirugía y deporte. La investigación está estructurada por capítulos en los cuales se desarrollan pequeños avances hacia el objetivo principal de la Tesis al mismo tiempo que se aplica el potencial de estos avances a casos particulares. Estas contribuciones parciales en el área de los ensayos experimentales son: la determinación de un completo conjunto de datos de las propiedades mecánicas de los tendones del pie, la definición de un criterio para cuantificar las regiones de la curva de tensión-deformación del tendón y el análisis de la respuesta a compresión de la suela plantar en función de la posición. Y, en el área de la biomecánica clínica las contribuciones son: la investigación de un parámetro del esqueleto como factor etiológico del hallux valgus, el estudio de sensibilidad de la fuerza de los cinco mayores tendones estabilizadores, el análisis cuasi-estático de la fase de apoyo de la marcha y el estudio del mecanismo de absorción de la fuerza de impacto del pie durante la carrera descalzo a diferentes ángulos de impacto.
