Biomechanical Measurement Error Can Be Caused by Fujifilm Thickness: A Theoretical, Experimental, and Computational Analysis
Notice bibliographique
Résumé
This is the first study to quantify the measurement error due to the physical thickness of Fujifilm for several material combinations relevant to orthopaedics. Theoretical and experimental analyses were conducted for cylinder-on-flat indentation over a series of forces (750 and 3000 N), cylinder diameters (0 to 80 mm), and material combinations (metal-on-metal, MOM; metal-on-polymer, MOP; metal-on-bone, MOB). For the scenario without Fujifilm, classic Hertzian theory predicted the true line-type contact width as <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn fontstyle="italic">8</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">F</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>π</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn fontstyle="italic">1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn fontstyle="italic">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn fontstyle="italic">1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">f</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn fontstyle="italic">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">f</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math>, where <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M2"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:math> is compressive force, <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M3"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math> is cylinder diameter, <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M4"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math> is cylinder length, <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M5"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M6"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">f</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math> are cylinder and flat Poisson’s ratios, and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M7"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M8"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">f</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">l</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math> are cylinder and flat elastic moduli. For the scenario with Fujifilm, experimental measurements resulted in contact widths of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M9"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn fontstyle="italic">0.1778</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn fontstyle="italic">0.2273</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn fontstyle="italic">0.2936</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> for MOM tests, <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M10"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn fontstyle="italic">0.0449</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn fontstyle="italic">0.4664</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn fontstyle="italic">0.4201</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> for MOP tests, and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M11"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn fontstyle="italic">0.1647</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn fontstyle="italic">0.2397</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn fontstyle="italic">0.3394</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math> for MOB tests, where <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M12"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:math> is compressive force and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M13"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:math> is cylinder diameter. Fujifilm thickness error ratio <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M14"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math> showed a nonlinear decrease versus cylinder diameter, whilst error graphs shifted down as force increased. Computational finite element analysis for several test cases agreed with theoretical and experimental data, respectively, to within 3.3% and 1.4%. Despite its wide use, Fujifilm’s measurement errors must be kept in mind when employed in orthopaedic biomechanics research.
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 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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| 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) | 0,002 | 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 ».