https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16170
Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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marcusviniciusdesouzaferraz.pdf | 2.56 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Clase: | Tese |
Título : | Ferramenta computacional para planejamento cirúrgico tridimensional otimizado da osteotomia periacetabular de Ganz via algoritmos genéticos e método dos elementos finitos |
Autor(es): | Ferraz, Marcus Vinicius de Souza |
Orientador: | Bastos, Flávia de Souza |
Co-orientador: | Vecchio, Sara Del |
Miembros Examinadores: | Toledo, Elson Magalhães |
Miembros Examinadores: | Rocha, Bernardo Martins |
Miembros Examinadores: | Guerreiro, João Nisan Correia |
Miembros Examinadores: | Vimieiro, Claysson Bruno Santos |
Miembros Examinadores: | Zamboni, Caio |
Resumo: | A displasia do desenvolvimento do quadril (DDQ) é uma patologia que se caracteriza pela relação anormal entre cabeça femoral e acetábulo. A osteotomia periacetabular (OPA) é uma cirurgia preservadora do quadril, que visa aumentar a cobertura acetabular da cabeça femoral, minimizando as pressões de contato, por meio do reposicionamento da articulação coxofemoral. Nesse contexto, a presente tese busca desenvolver uma ferramenta computacional que foi testada para aplicação em pacientes com deformidades articulares nos quadris. Esses casos foram essenciais para testar e avaliar a ferramenta desenvolvida, visando implementar uma aplicação clínica-cirúrgica de método de planejamento cirúrgico tridimensional otimizado por parâmetros biomecânicos, como pressão de contato, área de contato e força de contato. O objetivo é avaliar a segurança, acurácia e reprodutibilidade da metodologia proposta. O planejamento é obtido a partir do processamento digital de imagens de tomografias computadorizadas de pacientes diagnosticados com deformidade nos quadris e indicação de osteotomias acetabulares e/ou femorais, por um cirurgião habilitado e com ampla experiência na técnica digital. A otimização do posicionamento das correções (utilizando-se duas estratégias distintas) é derivada da análise computadorizada das interações simuladas entre as superfícies articulares do quadril utilizando análise com elementos finitos via Abaqus® e seleção dos ângulos otimizados de reposicionamento do fragmento acetabular, com base em um algoritmo genético. A acurácia da correção obtida pelo planejamento otimizado é comparada com os modelos pré-operatórios e planejados virtualmente pelo cirurgião, e identificou-se que estes apresentaram melhor desempenho em relação ao modelo patológico em todos os estudos de caso. Os ajustes na correção, propostos pela técnica evolucionista (AG), foram validados através da análise dos parâmetros clínicoradiográficos em todos os estudos de casos testados, levando em consideração os limites de normalidade dos mesmos. |
Resumen : | Developmental dysplasia of the hip (DDH) is a condition characterized by an abnormal relationship between the femoral head and the acetabulum. Periacetabular osteotomy (PAO) is a hip-preserving surgery that aims to increase acetabular coverage of the femoral head, reducing contact pressures by repositioning the hip joint. In this context, the present thesis aims to develop a computational tool applied to three patients with hip joint deformities. These cases were essential for testing and evaluating the developed tool, with the objective of implementing a clinical-surgical application of a three-dimensional surgical planning method optimized by biomechanical parameters, such as contact pressure, contact area, and contact force. The goal is to assess the safety, accuracy, and reproducibility of the proposed methodology. The planning is obtained through the digital processing of computerized tomography images of patients diagnosed with hip deformities and indications for acetabular and/or femoral osteotomies, performed by a qualified surgeon with extensive experience in digital techniques. The optimization of correction positioning (using two distinct strategies) is derived from computerized analysis of simulated interactions between hip joint surfaces using finite element analysis via Abaqus®, and selection of optimized angles for repositioning the acetabular fragment based on a genetic algorithm. The accuracy of the correction achieved through optimized planning is compared with the pre-operative models and those virtually planned by the surgeon, and it was identified that the latter showed better performance in relation to the pathological model in all case studies. The adjustments in correction proposed by the evolutionary technique (AG) were validated through the analysis of clinical-radiographic parameters in all tested case studies, taking into consideration their normal limits. |
Palabras clave : | Displasia do desenvolvimento do quadril Modelagem geométrica préoperatória Simulação cirúrgica Método dos elementos finitos Algoritmos de otimização Developmental dysplasia of the hip Preoperative geometric modeling Surgical simulation Finite element method Genetic algorithm |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editorial : | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Sigla de la Instituición: | UFJF |
Departamento: | ICE – Instituto de Ciências Exatas |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional |
Clase de Acesso: | Acesso Aberto |
Licenças Creative Commons: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
URI : | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16170 |
Fecha de publicación : | 23-ago-2023 |
Aparece en las colecciones: | Doutorado em Modelagem Computacional (Teses) |
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