Computational Simulation for Trabecular Adaptation in Human Proximal Femur Using Design Space Optimization
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
There are a large number of clinical and experimental studies that analyzed trabecular architecture as a result of bone adaptation. However, only a limited amount of quantitative data is currently available on the progress of trabecular adaptation during growth. In this paper, we proposed a two-step numerical simulation method that determines trabecular adaptation progress during growth using a recently developed topology optimization algorithm, design space optimization (DSO), under the hypothesis that the mechanisms of DSO are functionally equivalent to those of bone adaptation. We applied the proposed scheme to trabecular adaptation in human proximal femur. For the simulation, the full trabecular architecture in human proximal femur was represented by a two dimensional μFE model with 50μm resolution. In Step 1, we determined a reference value that regulates trabecular adaptation in human proximal femur. In Step 2, we simulated trabeuclar adaptation in human proximal femur during growth with the reference value derived in Step 1. We analyzed the architectural properties of trabecular patterns through iterations. From the comparison with experimental data in the literature, we showed that in the early growth stage trabecular adaptation was achieved mainly by increasing bone volume fraction, while in the later stage of the development the trabecular architecture gained higher structural efficiency by increasing structural anisotropy with a relatively low level of bone volume fraction. We demonstrated that the proposed numerical framework determined the growing progress of trabecular bone that has a close correlation with experimental data.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 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 découle