Análisis modal numérico del fémur. Influencia de las condiciones de contorno en las frecuencias naturales

Abstract

Estudios recientes han demostrado que las características de las cargas mecánicas, como son la amplitud y la frecuencia, son importantes en el proceso de regeneración ósea. También se ha demostrado que aplicar al hueso terapias vibratorias a una frecuencia cercana a su frecuencia natural favorece la aposición de materia ósea en él. Existen diversos estudios que emplean el análisis modal mediante elementos finitos con fines médicos. El presente proyecto tiene como objetivo conocer las frecuencias naturales del fémur humano. Para ello se crea un modelo generando la geometría a partir de tomografías axiales computarizadas (TACs). Se le asignan las propiedades mecánicas correspondientes de dos formas diferentes (propiedades constantes y Hounsfield Units) y se aplican diferentes condiciones de contorno utilizadas en la bibliografía. Posteriormente se realiza un análisis modal obteniéndose así las frecuencias naturales y los modos de vibración del modelo para cada condición de contorno. Finalmente se comparan los resultados obtenidos bajo las diferentes condiciones de contorno aplicadas, concluyendo que las frecuencias naturales dependen en gran medida de las condiciones de contorno así como de las propiedades mecánicas.