Uncertainties analysis of Digital Volume Correlation measurements for synchrotron-based tomographic images of bone

La valutazione dell'eterogeneità delle deformazioni all'interno del tessuto osseo è importante per stabilire l'effetto delle patologie e degli interventi che riguardano il sistema scheletrico, così come per validare modelli computazionali. La Digital Volume Correlation (DVC) ha dimostrato essere una tecnica potente per misurare il campo di spostamento e deformazione all'interno dell’osso. Recenti studi hanno mostrato come la micro tomografia computerizzata a radiazione di sincrotrone (SR-microCT) può migliorare l'accuratezza della DVC. Tuttavia, in quei lavori, solamente test su scansioni ripetute (zero-strain) o spostamenti virtuali sono stati utilizzati per quantificare le incertezze della DVC, portando ad una potenziale sottostima degli errori. In questo studio, per la prima volta, le incertezze di un approccio DVC globale sono state valutate su immagini ripetute e virtualmente deformate per tenere conto sia del rumore dell'immagine che della deformazione applicata. A partire da scansioni SR-microCT di provini di osso corticale bovino, con una risoluzione nominale di 1.6 μm, sono stati simulati diversi livelli e direzioni di deformazione. Successivamente, con un software di registrazione dell’Università di Sheffield (Sheffield Image Registration Toolkit, ShIRT), combinato con un pacchetto software ad elementi finiti, sono stati calcolati i campi di deformazione. La quantificazione e la distribuzione degli errori è stata effettuata per ogni componente di deformazione. I risultati provenienti da questo lavoro di tesi hanno permesso di integrare gli studi precedenti e di ampliare le conoscenze sull'utilizzo di questa tecnica. Rimangono da testare campi di deformazione più eterogenei, come per esempio quelli provenienti da modelli agli elementi finiti, per completare la valutazione delle incertezze associate alle misure della DVC.