Analysis of behavior of forces in a pelvis-soft tissue mechanical model / Análisis del comportamiento de fuerzas en un modelo mecánico de pelvis-tejido blando

ABSTRACT

Pressure ulcers are tissue damage resulting from the constant pressure on the underlying soft tissue to bony prominences for long periods. Some of the most common ulcers are developed at the ischial tuberosities area (ITs). It has been found that stresses produced in the underlying tissue to the ITs may exceed 5 to 11 times the surface stresses, making it necessary to estimate the forces generated between the soft tissue and the ITs. However, it is not possible to determine these stresses in vivo in a patient, due to ethical reasons. This paper presents a mechanical model of the pelvis-soft tissue in order to study the behavior of contact forces. The model simulates the load on the ITs of a male subject of 70 kg weight and 1.70 m height, which were recorded for 8 min. The registered forces in the model were compared with the surface forces estimated from pressure records measured by the Force Sensing Array system in a patient with spinal cord injury. After 2 min, both forces measured in the model, and the ones estimated in the patient followed the trend described by Crawford during clinical measurements of pressures during sitting. It was also found in the model that measured forces below the ITs are higher than those measured below soft tissue, which suggests that the model may be valid for the study of the forces generated inside the tissue.

RESUMEN

Las úlceras por presión son daños en el tejido, derivados de la presión constante por periodos prolongados sobre el tejido blando subyacente a una prominencia ósea, algunas de las úlceras más comunes se desarrollan en la zona de las tuberosidades isquiáticas (TI´s). Se ha detectado que esfuerzos generados en el tejido subyacente a las TI´s pueden exceder entre 5 a 11 veces a los esfuerzos superficiales, lo que hace necesario conocer las fuerzas que se generan entre el tejido blando y las TI´s, sin embargo medir estos esfuerzos in vivo en un sujeto, no es posible por razones éticas. Este trabajo presenta un modelo mecánico del sistema pelvis-tejido blando con la finalidad de estudiar el comportamiento de las fuerzas, el modelo simula la carga en las TI´s de un sujeto masculino de 70 kg y 1,70 m, en el cual se registraron por 8 min. Las fuerzas registradas en modelo fueron comparadas con las fuerzas superficiales estimadas a partir de los registros de presión medidas por el sistema Force Sensing Array, en un paciente con lesión medular. A partir de 2 min, tanto fuerzas medidas en el modelo, como estimadas en el paciente, siguen la tendencia descrita por Crawford para mediciones de presiones clínicas durante la sedestación, también se encontró en el modelo que las fuerzas medidas por debajo de las TI's son mayores a las medidas debajo del tejido blando; lo que sugiere que el modelo puede ser válido, para el estudio de las fuerzas que se generan al interior del tejido.