Journal of biomechanical engineering · 2024
Topology Optimization Driven Bone-Remodeling Simulation for Lumbar Interbody Fusion.
СтатьяПоддержка исследования: вне правительства СШАПоддержка правительства СШАНазвание и аннотация: Перевод в очереди
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Wang Zuowei, Zhang Weisheng, Meng Yao, Xiao Zhe, Mei Yue
Аннотация
This study proposes a numerical approach for simulating bone remodeling in lumbar interbody fusion (LIF). It employs a topology optimization method to drive the remodeling process and uses a pixel function to describe the structural topology and bone density distribution. Unlike traditional approaches based on strain energy density or compliance, this study adopts von Mises stress to guide the remodeling of LIF. A novel pixel interpolation scheme associated with stress criteria is applied to the physical properties of the bone, directly addressing the stress shielding effect caused by the implanted cage, which significantly influences the bone remodeling outcome in LIF. Additionally, a boundary inverse approach is utilized to reconstruct a simplified analysis model. To reduce computational cost while maintaining high structural resolution and accuracy, the scaled boundary finite element method (SBFEM) is introduced. The proposed numerical approach successfully generates results that closely resemble human lumbar interbody fusion.