Título: Estudo biomecânico de coluna torácica de adolescente, em cifose e hipocifose, sob carregamento ligamentar assimétrico: Uma possível predição da escoliose idiopática
Autora: Rozilene Maria Cota Aroeira
Orientador: Marcelo Greco
Coorientador: Antonio Eustaquio de Melo Pertence
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia de Estruturas

Banca:

Marcelo Greco (Dees/UFMG)
Antonio Eustaquio de Melo Pertence - Coorientador (Demec/UFMG)
Marco Túlio Corrêa de Faria (Demec/UFMG)
Estevam Barbosa de Las Casas (Dees/UFMG)
Pedro Yoshito Noritomi (CTI Renato Archer)
Carlos Rodrigo de Mello Roesler (UFSC)

Resumo

Esta tese de doutorado insere-se na área da Engenharia Biomédica, integrando princípios das ciências exatas e ciências da saúde. Especificamente, buscou-se testar o uso de um modelo geométrico 3D da coluna vertebral, gerado em software de modelagem 3D a partir de imagens gráficas, como técnica alternativa em um estudo biomecânico da coluna vertebral utilizando o Método de Elementos Finitos (MEF). Um estudo da coluna torácica, com características de coluna de adolescente, foi realizado para melhor entendimento do comportamento biomecânico desta estrutura quando sua curvatura fisiológica está alterada e relacioná-lo à deformidade vertebral denominada Escoliose Idiopática do Adolescente (EIA). Esta patologia altamente deformante, que atinge de 2% a 4% de jovens adolescentes em todo o mundo, tem consumido, por décadas, grande investimento da comunidade científica na busca por sua patogênese, até o momento desconhecida. Um estudo biomecânico piloto com o segmento móvel vertebral T7-T8 foi realizado para testar o modelo 3D, gerado a partir de imagens gráficas, num estudo de análise numérica com o MEF. Neste segmento, foram analisados os deslocamentos das estruturas ósseas e do disco intervertebral, além dos campos de tensões. Os resultados foram comparados a estudos experimentais prévios com o objetivo de validação do método. O estudo seguiu com a modelagem e simulação biomecânica com o MEF do segmento torácico médio, T5-T10, (local de maior incidência de deformidades vertebrais em jovens). Dois modelos deste segmento vertebral, com curva fisiológica (cifose) e retificação da curva (hipocifose), foram analisados sob carga axial associada à presença de assimetria ligamentar e, posteriormente, tiveram seus resultados associados ao processo de iniciação da escoliose idiopática. O uso da modelagem 3D, a partir de imagem gráfica, na análise numérica com o MEF mostrou-se satisfatório para análise de deslocamentos das estruturas com potencial para utilização em outros estudos biomecânicos. O estudo mostrou um maior deslocamento vertebral e a reprodução da escoliose na condição de hipocifose, em presença de carga ligamentar assimétrica, quando comparado à condição de cifose. Entretanto, a análise das tensões deverá ser mais bem avaliada em estudo futuro. Além disso, como apêndice, foi apresentada a proposição de um método de reconstrução de modelo 3D do corpo humano, para fim de estudo qualitativo e quantitativo de curvas vertebrais e assimetrias corporais, visando o rastreamento precoce de alterações posturais em indivíduos em fase de maturação óssea. Este diagnóstico precoce tem impacto direto na prevenção da severidade das deformidades vertebrais. As imagens obtidas inovam pelo baixo custo, portabilidade e tridimensionalidade.