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Enregistrement W2013597188 · doi:10.1115/1.4004414

A Preliminary Biomechanical Assessment of a Polymer Composite Hip Implant Using an Infrared Thermography Technique Validated by Strain Gage Measurements

2011· article· en· W2013597188 sur OpenAlexaff
Habiba Bougherara, Ehsan Rahim, Suraj Shah, A Dubov, Emil H. Schemitsch, Rad Zdero

Notice bibliographique

RevueJournal of Biomechanical Engineering · 2011
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueOrthopaedic implants and arthroplasty
Établissements canadiensUniversity of TorontoSt. Michael's HospitalToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésThermographyStrain gaugeMaterials scienceComposite numberInfraredStrain (injury)ImplantComposite materialStructural engineeringBiomedical engineeringOpticsMedicineEngineeringSurgeryPhysical therapyPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

With the resurgence of composite materials in orthopaedic applications, a rigorous assessment of stress is needed to predict any failure of bone-implant systems. For current biomechanics research, strain gage measurements are employed to experimentally validate finite element models, which then characterize stress in the bone and implant. Our preliminary study experimentally validates a relatively new nondestructive testing technique for orthopaedic implants. Lock-in infrared (IR) thermography validated with strain gage measurements was used to investigate the stress and strain patterns in a novel composite hip implant made of carbon fiber reinforced polyamide 12 (CF/PA12). The hip implant was instrumented with strain gages and mechanically tested using average axial cyclic forces of 840 N, 1500 N, and 2100 N with the implant at an adduction angle of 15 deg to simulate the single-legged stance phase of walking gait. Three-dimensional surface stress maps were also obtained using an IR thermography camera. Results showed almost perfect agreement of IR thermography versus strain gage data with a Pearson correlation of R(2) = 0.96 and a slope = 1.01 for the line of best fit. IR thermography detected hip implant peak stresses on the inferior-medial side just distal to the neck region of 31.14 MPa (at 840 N), 72.16 MPa (at 1500 N), and 119.86 MPa (at 2100 N). There was strong correlation between IR thermography-measured stresses and force application level at key locations on the implant along the medial (R(2) = 0.99) and lateral (R(2) = 0.83 to 0.99) surface, as well as at the peak stress point (R(2) = 0.81 to 0.97). This is the first study to experimentally validate and demonstrate the use of lock-in IR thermography to obtain three-dimensional stress fields of an orthopaedic device manufactured from a composite material.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,263
Score d'incertitude au seuil0,805

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,050
Tête enseignante GPT0,289
Écart entre enseignants0,239 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations28
Publié2011
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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