Material Mapping of QCT-Derived Scapular Models: A Comparison with Micro-CT Loaded Specimens Using Digital Volume Correlation
Notice bibliographique
Résumé
Subject- and site-specific modeling techniques greatly improve finite element models (FEMs) derived from clinical-resolution CT data. A variety of density-modulus relationships are used in scapula FEMs, but the sensitivity to selection of relationships has yet to be experimentally evaluated. The objectives of this study were to compare quantitative-CT (QCT) derived FEMs mapped with different density-modulus relationships and material mapping strategies to experimentally loaded cadaveric scapular specimens. Six specimens were loaded within a micro-CT (33.5 μm isotropic voxels) using a custom-hexapod loading device. Digital volume correlation (DVC) was used to estimate full-field displacements by registering images in pre- and post-loaded states. Experimental loads were measured using a 6-DOF load cell. QCT-FEMs replicated the experimental setup using DVC-driven boundary conditions (BCs) and were mapped with one of fifteen density-modulus relationships using elemental or nodal material mapping strategies. Models were compared based on predicted QCT-FEM nodal reaction forces compared to experimental load cell measurements and linear regression of the full-field nodal displacements compared to the DVC full-field displacements. Comparing full-field displacements, linear regression showed slopes ranging from 0.86 to 1.06, r-squared values of 0.82-1.00, and max errors of 0.039 mm for all three Cartesian directions. Nearly identical linear regression results occurred for both elemental and nodal material mapping strategies. Comparing QCT-FEM to experimental reaction forces, errors ranged from - 46 to 965% for all specimens, with specimen-specific errors as low as 3%. This study utilized volumetric imaging combined with mechanical loading to derive full-field experimental measurements to evaluate various density-modulus relationships required for QCT-FEMs applied to whole-bone scapular loading. The results suggest that elemental and nodal material mapping strategies are both able to simultaneously replicate experimental full-field displacements and reactions forces dependent on the density-modulus relationship used.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».