Generación automática de modelos volumétricos virtuales, basados en gráficos y técnicas de proceso de imágenes, para el análisis y la optimización de prótesis de cadera

Abstract

La metodología desarrollada en esta tesis doctoral pretende, con carácter estrictamente científico, establecer un modelo gráfico virtual para evaluar la calidad y vida útil de una prótesis de cadera, mediante el estudio de la distribución de tensiones en el conjunto formado por prótesis y fémur. La transferencia de cargas del implante al hueso es uno de los condicionamientos mecánicos más importantes del vástago femoral de cadera. Las distribuciones de las tensiones asociadas con el mecanismo de fijación y transferencia de cargas son dos de los parámetros más influyentes en la vida de implante. La presente tesis doctoral propone en particular una metodología para realizar análisis de tensión y de deformación en el fémur. Esta consiste en obtener, a partir de cierto número de imágenes tomográficas tomadas de un fémur humano, y del modelo tridimensional de un implante de cadera, un modelo volumétrico del conjunto hueso-prótesis. Dicho modelo poseerá información de las distintas densidades y propiedades mecánicas de cada punto, lo que permitirá ser utilizado en un programa de análisis mecánico por el Método de los Elementos Finitos. Esta metodología permitirá la realización de dichos estudios sobre el fémur con y sin implante, para poder comparar ambos resultados. Por otro lado, este método propone una nueva técnica interpolativa gráfica de datos que permitirá la reducción al mínimo de la radiación a la que se somete al paciente.