Influence of different levels of personalization on a kinematic model of the knee

Per migliorare le prestazioni delle protesi di ginocchio, è essenziale garantire che il ginocchio protesico imiti la cinematica e i vincoli del ginocchio naturale. I modelli matematici sono strumenti preziosi per replicare il ruolo delle strutture articolari e il comportamento cinematico dell'articolazione del ginocchio. In questo contesto, devono essere prese due decisioni fondamentali: la scelta del modello e il grado di personalizzazione. In questa tesi è stato scelto un modello di congruenza, che determina la cinematica del ginocchio basandosi sul contatto tra le superfici articolari durante il movimento di flesso-estensione. L'obiettivo di questa tesi è valutare l'impatto di diversi livelli di personalizzazione del modello di ginocchio sulla previsione della cinematica sperimentale raccolta da gambe di cadavere. I dati sperimentali sono stati ottenuti da un gruppo di otto gambe di cadavere. Il movimento sperimentale è stato realizzato attraverso cinque cicli di flesso-estensione con pressione laterale e mediale, che hanno definito l'inviluppo cinematico sperimentale. Il modello di congruenza è stato applicato con due livelli di personalizzazione. Il primo livello si basa su un template generico scalato in modo anisotropico per adattarsi allo specifico campione. Il secondo livello utilizza geometrie specifiche per ogni paziente. Il confronto è effettuato calcolando sia il valore individuale sia il valore medio per l'intera coorte di campioni. Confrontando le prestazioni dei due modelli a livello individuale, il modello con un maggiore grado di personalizzazione dimostra una precisione significativamente più elevata. Ciò significa che le caratteristiche specifiche del paziente (ad esempio, ossa, geometria, cartilagini, menischi) sono cruciali per migliorare le previsioni del modello. Di conseguenza, per migliorare la previsione della cinematica passiva individuale, si dovrebbe dare priorità a un approccio personalizzato.