[ES] Se han realizado, con anterioridad, simulaciones para predecir el comportamiento del tejido muscular en articulaciones humanas. La metodología seguida suele ser considerar el músculo como un elemento tridimensional y mallarlo de acuerdo a su volumen para realizar la simulación mediante herramientas de análisis por elementos finitos [2], [12], [14], [16], [19], [20], [21]
Estas mallas están vinculadas a una geometría del músculo y habitualmente emplean elementos 3D tetraédricos de segundo orden, [9] o bien hexaedros [26].
La finalidad de estas simulaciones es diversa. En algunos estudios se busca entender el comportamiento del músculo [27], comprobando la distribución de tensiones en el interior de éste y verificar los efectos mecánicos generados en las estructuras tridimensionales de las unidades músculo-tendón implicadas.
Otros trabajos han modelado tejido con elementos 3D para comprobar las deformaciones que se producen en un seno femenino durante los procesos de imagen de mama [22], o bien las que se producen en el tejido muscular, así como las tensiones en los elementos involucrados en el proceso de la marcha humana, especialmente en el tendón de Aquiles, [8].
Esas simulaciones persiguen, fundamentalmente, explicar el estado de carga del músculo en la situación concreta analizada. Fuera de esa situación de carga analizada no se obtienen resultados.
Estos estudios presentan la limitación de que el músculo cambia de geometría durante el recorrido de la articulación, por lo que, en caso de querer analizar la articulación, y por lo tanto el músculo, en diferentes configuraciones de ésta se hace necesario repetir el proceso de análisis tantas veces como posiciones quieran analizarse.
Esta limitación se hace más evidente si se pretende ejecutar un análisis de tipo dinámico, es decir, a lo largo de todo el recorrido de la articulación de modo continuo y no en posiciones discretas, ante la imposibilidad de emplear la misma malla para el FEM de la articulación completa. Para solventar esta limitación sería necesario caracterizar el tejido muscular, o un músculo concreto, de modo que pueda incluirse en el modelo de análisis FEA.
El desarrollo del trabajo en esta investigación parte de la creación de un modelo CAD de la articulación del codo a partir de imágenes obtenidas mediante técnicas de diagnóstico por imagen por resonancia magnética. Mas detalles del proceso se encuentran en el apartado 4, Material y métodos de esta memoria.
El análisis realizado en el presente estudio, parte de la simplificación de los músculos en una articulación por un elemento 1D que permita ser reutilizado en diferentes posiciones sin necesidad de modificar la malla empleada en el modelo de elementos finitos completo de la articulación.
Con los diferentes modelos FEM de la articulación (para diferentes ángulos de apertura de la articulación) se llevarán a cabo análisis en situación de carga, que permitan obtener las fuerzas necesarias en los músculos de la articulación del codo (tanto en flexión como en extensión). Una vez obtenidas las fuerzas necesarias en cada músculo de la articulación, se pueden extrapolar los resultados para diferentes estados de carga.
Por otro lado, en base a la literatura existente, se puede conocer la fuerza máxima que un músculo de la articulación puede desarrollar por lo que, comparando la fuerza obtenida mediante los modelos FEM y las fuerzas máximas teóricas de cada músculo se puede valorar si el músculo se encuentra en situación de sobre esfuerzo o está por debajo del límite de carga.
