Multibody Model of the Cervical Spine and Head for the Simulation of Traumatic and Degenerative Disorders EVALUATED

Detalhes: Nesta tese é desenvolvido um modelo tridimensional da cabeça e pescoço, utilizando metodologias de dinâmica multicorpo. O modelo inclui a cabeça, 7 vértebras cervicais, a primeira vértebra toráxica, 6 discos intervertebrais e 31 ligamentos. Os discos são modelados como juntas elásticas com 6 graus-de-liberdade, os ligamentos como elementos viscoelásticos não-lineares e para os contactos ósseos foi desenvolvido um modelo de contacto não-linear plano-esfera, com base no modelo de contacto de Kelvin-Voight. As medidas anatómicas e propriedades dos elementos cervicais foram retirados da literatura e os 3 módulos desenvolvidos implementados no software de dinâmica multicorpo APOLLO. O modelo é validado, comparando os valores da gama-de-movimento previstos para vários níveis cervicais com valores presentes na literatura, demonstrando bons resultados. A coluna cervical pode sofrer várias lesões advindas de trauma ou de doenças degenerativas, como o whiplash ou ?golpe de coelho?, ou a artrite reumatóide, uma doença inflamatória autoimune que resulta no desgaste das articulações. O modelo foi usado para estudar o efeito desta doença em parâmetros utilizados no dia-a-dia clínico e nos graus-de-movimento do pescoço, alterando propriedades de elementos cervicais que se sabem ser induzidos pela doença, permitindo concluir que o ligamento transversal é o mais importante na manutenção da estabilidade do pescoço, e que uma redução de 2.60mm e 1.97mm nas superfícies articulares em C1-C2 e C0-C1 é suficiente para que ocorra invaginação basilar. O modelo foi ainda usado para simular os efeitos de um impacto no pescoço, reportanto forças de diferentes elementos do modelo, e graus-de-movimento dos diferentes níveis cervicais.

Discussão: outubro 24, 2008, 10:0

Orientação

AUTOR

Artur Vilão Santos Ferreira (ist154218)

CO-ORIENTADOR

João Pedro Levy Melancia

Faculdade de Medicina da Universidade de Lisboa

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Miguel Pedro Tavares da Silva

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar