Sviluppo modelli a elementi finiti per la caratterizzazione meccanica di vertebre

Il miglioramento dei protocolli terapeutici per pazienti affetti da tumore ha portato ad alzare notevolmente la sopravvivenza media dal momento in cui è stato diagnosticato il cancro. Questo fatto ha implicato d’altra parte un crescendo dell’incidenza delle metastasi ossee. Questo fatto porta le vertebre interessate ad andare incontro ad un maggior rischio di frattura, motivo per cui il clinico deve valutare se intervenire chirurgicamente su di un soggetto già debilitato dalla cura del tumore primario. Per questa ragione, il paziente deve essere sottoposto a stabilizzazione solo se vi è un alto rischio di frattura. In caso contrario, si procederà con il solo percorso di radioterapia, abbinato a trattamenti sistemici. Ove possibile questa seconda strada è ovviamente da preferirsi. Per decidere quale trattamento prescrivere attualmente il clinico valuta il rischio di frattura delle vertebre con metastasi attraverso lo Spinal Instability in Neoplastic Disease, che però non presenta chiare linee guida lasciando spesso la classificazione a discrezione del medico e della sua esperienza clinica. Non essendo possibile testare in vivo la resistenza meccanica delle vertebre, una delle alternative per valutare quantitativamente il rischio di frattura, si basa sull’utilizzo di modelli ad elementi finiti paziente specifici generati a partire da immagini di tomografia computerizzata. Per poter utilizzare questi modelli come supporto alla pratica clinica è necessario prima averli validati, ovvero aver valutato la loro credibilità tramite confronta tra predizione e misura. Il lavoro di tesi si è concentrato sullo sviluppo di modelli ad elementi finti subject-specific di vertebra metastatica e sulla procedura di validazione delle predizioni in termini di spostamenti e deformazioni nel segmento osseo ottenute dal modello con risultati di misura sperimentale ottenuti tramite DIC.