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Title: Análise estrutural utilizando MEF para avaliação da estrutura óssea da órbita
Other Titles: Structural analysis using FEM evaluation of bone structure of orbit
Authors: Jesus, Gabriela Caires de
Guerra Neto, Custódio Leopoldino de Brito
Coutinho, Karilany Dantas
Keywords: Elementos finitos;Doença de Graves;Análise biomecânica;Órbita
Issue Date: 2015
Publisher: Revista Brasileira de Inovação Tecnologica em Saúde
Citation: JESUS, G. C.; GUERRA NETO, C. L. B.; COUTINHO, K. D.. Análise estrutural utilizando MEF para avaliação da estrutura óssea da órbita. Revista Brasileira de Inovação Tecnológica em Saúde, v. 5, p. 1-16, 2015. Disponível em: https://periodicos.ufrn.br/reb/article/view/7255. Acesso em: 08 jul. 2020. https://doi.org/10.18816/r-bits.v5i2.7255
Portuguese Abstract: A Doença de Graves é uma patologia autoimune causada por anticorpos estimuladores da tireóide que promove aumento das secreções desta glândula. Estas podem gerar como sequela a Oftalmopatia de Graves, que é o aumento do volume dos músculos extra-oculares e dos demais conteúdos orbitais, causando aumento da pressão intra-orbital. Como ferramenta de estudo dessa patologia, existem diversos modelos de elementos finitos, tais como modelos com as estruturas de tecidos moles da órbita, assim como estudos de redução de exoftalmos após cirurgia e estudos que relacionam tamanho da osteotomia, com redução de exoftalmos e volume do conteúdo orbital. Porém, são escassos os estudos que analisam como o aumento da pressão orbital, devido ao aumento de volume dos tecidos moles intra-orbitais, aumentam as tensões no tecido ósseo. Diante dessa problemática, esse trabalho propõe-se a realizar uma análise biomecânica da estrutura óssea das órbitas de um paciente, através de um modelo de elementos finitos, comparando-se os deslocamentos e as tensões causadas por pressões fisiológicas e patológicas. Para tanto, foi feito um modelo de elementos finitos a partir de uma imagem de tomografia computadorizada e realizada uma análise biomecânica que permitiu obter valores de deslocamentos e tensões máximas de acordo com as pressões aplicadas. Foram obtidos valores de translação total e máxima tensão para cada modelo. Constatou-se um aumento de 6,5 vezes dos valores tanto de tensão quanto de deslocamento para os resultados relacionados a aplicação de carga do modelo com a patologia em relação ao modelo sem patologia. Pelo fato das pressões aplicadas serem de baixa grandeza, os resultados em deslocamentos e tensões foram de pequena grandeza, porém houve indicativo de concentrações de tensões nas paredes lateral e medial da órbita. Com este estudo foi possível representar um modelo com dados específicos do paciente, proporcionando informações personalizadas sobre tensões e deslocamentos patológicos na órbita
Abstract: Graves disease is an autoimmune disease caused by thyroid stimulant antibodies which increase the secretions of this gland. This pathological state can lead to Graves ophthalmopathy, in which extra ocular muscles and other orbital contents can be augmented, causing increased intra-orbital pressure. There are many tools for study of this pathology, such as finite element models of the soft tissues of the orbit, studies that relate size of osteotomy, with the reduction of exophthalmos and volume of orbital contents. However, there are few studies examining how increasing orbital pressure due to increased volumes of intra-orbital soft tissue, increases the stresses on the bone structure. Faced with this problem, this paper proposed to perform a biomechanical analysis of bone structure of the orbit of a patient, via a finite element model, comparing the displacements and stresses caused by physiological and pathological pressures. Thus, a finite element model was made from a CT image and a biomechanical analysis was performed yielding values of displacement and maximum stresses according to the applied pressures. From the analysis, total translation and maximum stress values for each model were obtained and it was observed an increase of 6.5 times of values of both stress and the translation for the model with the load applied simulating the pathology relative to the model without pathology. Because the pressures applied are low magnitude, results in displacements and stresses were of small magnitude, but there was indicative of stress concentrations in the lateral and medial walls of the orbit, suggesting that in case of decompression surgery is more appropriate to remove these regions while maintaining the most stable parts of the orbit. This study proved possible to make a model with specific patient data, providing personalized information
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29542
ISSN: 2236-1103
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