Resumen de Um mapa conceitual dos estudos sobre modelos computacionais biomecânicos do joelho humano

Carlos Alberto Costa, Paulo Roberto Linzmaier, Suzete Grandi, Gustavo Ferrari

• English

  This work presents a report on scientific studies of computational models associated with biomechanics of human knee. The motivation of the study lies on the fact of increasing use of computational technologies to build and simulate representation models of knee biomechanics, considered the most complex articulation mechanism of the human body. Thus, this work may be an alternative reference for researchers who wish to advance in this subject. For the development of this work, a systematic review of the literature on the subject was realized. The following key words were considered: knee, stress, deformation and finite elements. The databases searched included Capes Periodicals; Directory of Open Access; High Wire; Oxford Journals and Science Direct, being the period of research from 2005 to 2016. Initially, 126 articles were collected which, after analysis, resulted in 32, which met the scope of the research. These articles were studied, analysed and classified in the following categories of analysis: types of movements and loads; constituent models used; study focus; model and geometry used; and elements of study. In addition, a sixth category was defined as engineering study. Thus, the contribution of this work is the creation and proposition of a classificatory map of the main areas to be considered when advancing in the studies on the computational biomechanics of the human knee. Although the studies in this area have grown in the last years, difficulties are still observed in the computational modelling of the geometries present in the knee and, consequently, in the meshes generated for studies of the finite elements. Finally, because of the cross-section of the search, constant surveys must be performed to complement the research.

• português

  Esse trabalho apresenta um levantamento de estudos científicos sobre modelos computacionais associados a biomecânica do joelho humano. A motivação do estudo é fruto da crescente utilização de tecnologias computacionais para criação e simulação de modelos que representam a biomecânica do joelho, considerada a articulação mais complexa do corpo humano. Para o desenvolvimento do trabalho, foi realizado um levantamento dos estudos sobre o tema, por meio de uma revisão sistemática da literatura. Foram consideradas as palavraschave joelho, tensões, deformações e elementos finitos. As bases de dados pesquisadas compreenderam os Periódicos da Capes; Directory of Open Acess; High Wire; Oxford Journals e Science Direct, sendo o período de pesquisa de 2005 a 2016. Inicialmente, foram levantados 126 artigos que, após análise, resultaram em 32, que atenderam o escopo da pesquisa. Esses artigos foram estudados, analisados e classificados nas seguintes categorias de análise: tipos de movimentos e cargas; modelos constitutivos utilizados; foco do estudo; modelo e geometria utilizados; e elementos de estudo. Além dessas, uma sexta categoria foi definida denominada de grandes áreas de estudo da engenharia. Assim, a contribuição desse trabalho está na criação e proposição de um mapa classificatório das principais áreas a serem consideradas quando se deseja avançar nos estudos sobre a biomecânica computacional do joelho humano. Embora os estudos nessa área tenham crescido nos últimos anos, ainda são observadas dificuldades na modelagem computacional das geometrias presentes no joelho e, consequentemente, nas malhas geradas para estudos dos elementos finitos. Finalmente, por possuir um corte transversal, constantes levantamentos devem ser realizados para complementar a pesquisa.