Optimization of Rib Surgery Parameters For the Correction of Scoliotic Deformities Using Approximation Models
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: As opposed to thoracoplasty (a cosmetic surgical intervention used to reduce the rib hump associated with scoliosis), experimental scoliosis has been produced or reversed on animals by rib shortening or lengthening. In a prior work (J. Orthop. Res., 20, pp. 1121-1128), a finite element modeling (FEM) of rib surgeries was developed to study the biomechanics of their correction mechanisms. Our aims in the present study were to investigate the influence of the rib surgery parameters and to identify optimal configurations. Hence, a specific objective of this study was to develop a method to find surgical parameters maximizing the correction by addressing the issue of high computational cost associated with FEM. METHOD OF APPROACH: Different configurations of rib shortening or lengthening were simulated using a FEM of the complete torso adapted to the geometry of six patients. Each configuration was assessed using objective functions that represent different correction objectives. Their value was evaluated using the rib surgery simulation for sample locations in the design space specified by an experimental design. Dual kriging (interpolation technique) was used to fit the data from the computer experiment. The resulting approximation model was used to locate parameters minimizing the objective function. RESULTS: The overall coverage of the design space and the use of an approximation model ensured that the optimization algorithm had not found a local minimum but a global optimal correction. The interventions generally produced slight immediate modifications with final geometry presenting between 95-120% of the initial deformation in about 50% of the tested cases. But in optimal cases, important loads (500-2000 N mm) were generated on vertebral endplates in the apical region, which could potentially produce the long-term correction of vertebral wedging by modulating growth. Optimal parameters varied among patients and for different correction objectives. CONCLUSIONS: Approximation models make it possible to study and find optimal rib surgery parameters while reducing computational cost.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».