Miller Gómez Mora

Los modelos tridimensionales (3D) de estructuras anatómicas son de gran importancia, especialmente en áreas como la bioingeniería, la medicina asistida por computador, la simulación mediante elementos ? nitos y la realidad virtual. Sin embargo, su uso es limitado debido a los procesos manuales en su construcción, por lo cual se requieren investigaciones para aumentar el grado de automatización, tanto como sea posible. En este libro se aborda el modelado 3D de estructuras anatómicas heterogéneas a partir de imágenes médicas mediante el método RAM (Region Aware Modeling). Este método aplica un enfoque sistemático de modelado ascendente (botton-up) con base en ingeniería inversa, en el cual las imágenes médicas se segmentan en regiones de interés, de cada una se extrae una nube de puntos y se realiza una reconstrucción implícita de la super? cie; la geometría total de la estructura anatómica es modelada por medio de un vector de funciones implícitas (VFI). Diferentes experimentos permiten comprobar la versatilidad del método RAM en el modelado de una gran variedad de geometrías que tienen las estructuras anatómicas heterogéneas, lo que da como resultado modelos 3D independientes de la resolución y con un alto nivel de precisión, reproducibilidad y robustez.

Con el reciente desarrollo de las técnicas de modelado y adquisición de datos 3D, las mallas de triángulos se han convertido en la representación de superficies más popular debido a su simplicidad, eficiencia y flexibilidad. Sin embargo, los requerimientos asociados con la creación de mallas de triángulos a menudo resultan abrumadores en áreas como el modelado geométrico para análisis por elementos finitos. En un esfuerzo por facilitar el desarrollo rápido y robusto de modelos geométricos para simulaciones por elementos finitos, este libro presenta un framework que integra un conjunto de algoritmos y herramientas eficientes y confiables. Si bien este framework se desarrolla inicialmente en el contexto del modelado de estructuras anatómicas, se puede utilizar en un número amplio de aplicaciones en diferentes áreas científicas y de ingeniería, como el diseño asistido por computador, la simulación física, la computación biomédica, el prototipado rápido y la visualización científica, entre otras. Este libro incluye, además, un marco teórico sobre la generación, suavizado y simplificación de mallas de superficie y dos ejemplos de simulaciones por elementos finitos completamente desarrollados usando el software de código abierto FEBio Studio.