The importance of intervertebral disc material model on the prediction of mechanical function of the cervical spine
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Linear elastic, hyperelastic, and multiphasic material constitutive models are frequently used for spinal intervertebral disc simulations. While the characteristics of each model are known, their effect on spine mechanical response requires a careful investigation. The use of advanced material models may not be applicable when material constants are not available, model convergence is unlikely, and computational time is a concern. On the other hand, poor estimations of tissue's mechanical response are likely if the spine model is oversimplified. In this study, discrepancies in load response introduced by material models will be investigated. METHODS: Three fiber-reinforced C2-C3 disc models were developed with linear elastic, hyperelastic, and biphasic behaviors. Three different loading modes were investigated: compression, flexion and extension in quasi-static and dynamic conditions. The deformed disc height, disc fluid pressure, range of motion, and stresses were compared. RESULTS: Results indicated that the intervertebral disc material model has a strong effect on load-sharing and disc height change when compression and flexion were applied. The predicted mechanical response of three models under extension had less discrepancy than its counterparts under flexion and compression. The fluid-solid interaction showed more relevance in dynamic than quasi-static loading conditions. The fiber-reinforced linear elastic and hyperelastic material models underestimated the load-sharing of the intervertebral disc annular collagen fibers. CONCLUSION: This study confirmed the central role of the disc fluid pressure in spinal load-sharing and highlighted loading conditions where linear elastic and hyperelastic models predicted energy distribution different than that of the biphasic model.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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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 | 0,001 |
| 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 ».