Modelação multicorpo simplificada para análise de solicitações dinâmicas da coluna lombar humana

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sousa, Vanessa Cunha de
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/34482
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Biomateriais, Reabilitação e Biomecânica)
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spelling Modelação multicorpo simplificada para análise de solicitações dinâmicas da coluna lombar humanaSimplified multibody model for dynamic loading analysis of the lumbar human spineSimulação biomecânicaSistemas multicorpoColuna lombar humanaBiomechanics simulationMultibody systemsHuman lumbar spine61:681.3681.3:61611.711616.711Engenharia e Tecnologia::Engenharia MédicaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Biomateriais, Reabilitação e Biomecânica)No presente trabalho foi desenvolvido um modelo multicorpo tridimensional simplificado da estrutura esquelética humana, com o objetivo de analisar as forças e binários a que a zona lombar da coluna vertebral está sujeita em situações dinâmicas. O modelo é constituído por 17 corpos rígidos, representando os principais segmentos anatómicos do corpo humano, interligados por elementos que simulam as articulações (ativas e/ou passivas). Este modelo inclui as principais massas e respetiva localização, de acordo com os dados antropométricos considerados standard para o corpo humano, tendo sido implementado num software comercial, o Working Model. Para validação do modelo, foram utilizados resultados experimentais publicados pela equipa OrthoLoad, Julius Wolff Institute, Universitätsmedizin Berlin, medidos in vivo com o dispositivo vertebral body replacement. Para tal, foram selecionados dois movimentos simples - flexão frontal e flexão lateral - e a partir dos vídeos disponibilizados, foram referenciados pontos relevantes através dos quais se determinaram os ângulos em função do tempo para as principais articulações em causa. Posteriormente, foram formuladas as equações de movimento, tendo sido inseridas nas respetivas juntas do modelo. Uma vez conseguida a mobilidade do modelo procedeu-se ao registo das forças e binários gerados na ligação entre as zonas torácica e lombar, durante os movimentos reproduzidos. De uma forma geral, os resultados obtidos mostram que o modelo denota potencialidades na reprodução dos movimentos e na quantificação das forças e binários na coluna vertebral.In this work, a simplified three-dimensional multibody model of the human esqueletic structure was developed with the aim of analyze the forces and moments acting on the lumbar spine, in dynamic situations. The model is composed by 17 rigid bodies, which represent the main anatomic segments of the human body, interlinked by elements that simulate the articulations (actives and/or passives). This model was implemented with the commercial software Working Model and comprises the main masses and the corresponding location, according to the antropometric data considered as standard for human body. The experimental results published by the OrthoLoad team, Julius Wolff Institute, Universitätsmedizin Berlin, measured in vivo with the device “vertebral body replacement”, were used to validate the whole system. From the available videos, two cases of simple motion – frontal and lateral flexion – were selected and relevant points were referenced, and so the angles from the main articulations were determined as function of time. Consequently, the motion equations were formulated and inserted on the respective joints of the model. Finally, the forces and torques generated on the connection between the thoracic and lumbar zone (corresponding to the motion segment T12-L1) were registered during the applied motion. As general conclusion, the obtained results showed that the model is capable of reproducing the motion as well as of quantifying the forces and torques acting on vertebral column.Claro, José Carlos PimentaUniversidade do MinhoSousa, Vanessa Cunha de20142014-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/34482por201186470info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:05:49Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/34482Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T18:56:22.453570Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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