Modelagem matemática da tíbia humana usando Bond Graph

Abstract

Introdução: Procedimentos cirúrgicos ortopédicos como a osteotomia, em que se realiza o corte da tíbia, são muito comuns e devem ser muito bem executados para que sejam obtidos bons resultados. Nesse cenário, o estudo de como o osso reage ao processo de corte é um tópico relevante de estudos. O objetivo deste trabalho é apresentar um modelo matemático do processo de corte na tíbia humana por uma serra automática, usando o método de Bond Graph. Métodos: Com base em um trabalho anterior, foi desenvolvido um modelo para a força de reação ao corte da serra. Além disso, foi desenvolvido um modelo embasado no método Bond Graph para se determinar a resposta das diversas partes do osso à ação da serra. Foram também realizadas análises no domínio da frequência para se analisar a estabilidade do sistema. Resultados: Foram obtidos e apresentados os resultados das simulações descritas. Os resultados mostraram boa concordância com o comportamento esperado para a força de reação à serra e para a resposta do material ósseo ao corte. Além disso, as análises no domínio da frequência mostraram que o método de modelagem proposto tem características promissoras com relação a estabilidade do sistema. Conclusão: Os resultados sugerem que o método tem bom potencial para ser usado, no futuro próximo, para análises do processo de perfuração antes de procedimentos cirúrgicos. Entretanto, estudos adicionais sobre a estabilidade e sobre o projeto adequado de um controlador de velocidade são ainda necessários.