Boundary elements and β-spline surface modeling for medical applications

W. Annicchiarico; G. Martinez; M. Cerrolaza

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Boundary elements and β-spline surface modeling for medical applications

机译：医疗应用的边界元素和β样条曲面建模

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The aim of this paper is to present and discuss an approach based on the integration of the boundary element method (BEM) with β-spline geometric modeling of the different surfaces involved in the external bone remodeling phenomena. The purpose of combining these two techniques is to avoid the jagged edges shapes and thus, to increase the convergence speed of the bone remodeling function. In this study, the external bone remodeling model proposed by Fridez et al. [P. Fridez, L. Rakotomanana, A. Terrier, P.F. Leyvraz, Three dimensional model of bone external adaptation, Comput. Methods Biomech. Biomed. Eng. 2 (1998) 189-196] is used. This model shows the change of the external bone surface remodeling at a boundary point, as a function of the stimulus variable Ψ. This variable is related to the stress tensor and the normal vector to that point. The β-spline surfaces were used because they are simple and reliable to smooth the contour by using the less possible number of geometric constraints. Some numerical examples are presented and discussed in order to show the versatility of the proposed approach.

机译：本文的目的是提出和讨论一种基于边界元素方法（BEM）与涉及外部骨骼重塑现象的不同表面的β样条几何建模的集成方法。结合这两种技术的目的是避免锯齿状的边缘形状，从而提高骨骼重塑功能的收敛速度。在这项研究中，Fridez等人提出的外部骨骼重塑模型。 [P. Fridez，L.Rakotomanana，A.Terrier，P.F. Leyvraz，骨骼外部适应的三维模型，计算。方法生物机械。生物医学。。 2（1998）189-196]。该模型显示了在边界点处外骨骼表面重塑的变化，它是刺激变量function的函数。该变量与应力张量和该点的法向矢量有关。之所以使用β样条曲面，是因为它们简单可靠，可以通过使用较少数量的几何约束来平滑轮廓。提出并讨论了一些数值示例，以显示所提出方法的多功能性。

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来源
《Applied Mathematical Modelling》 |2007年第2期|p.194-208|共15页
作者
W. Annicchiarico; G. Martinez; M. Cerrolaza;
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作者单位

Centro de Bioingenieria, IMME, Facultad de Ingenieria, Universidad Central de Venezuela, P.O. Box 50.361, Caracas 1050-A, Venezuela;

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收录信息美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类应用数学;
关键词
external bone remodeling; 3D shape optimization; Boundary element method; β-splines surface modeling;

机译：外骨骼重塑;3D形状优化;边界元法;β样条曲面模型;

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