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ESTIMACIÓN DE LOS PARÁMETROS EN EL MODELO DE BIOT PARA PROGRAMACIÓN ULTRASÓNICA EN HUESO TRABECULAR
JOSE ANGEL NERIA PEREZ
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial
Ultrasonido
La fragilidad en el hueso se desarrolla comúnmente, pero no exclusivamente, debido a una enfermedad denominada osteoporosis, que se caracteriza por el deterioro de masa, material y estructural óseas, generando una creciente susceptibilidad a fracturas. La osteoporosis es más común en mujeres después de la menopausia, pero también puede ser desarrollada en hombres, y puede ocurrir en cualquiera en la presencia de desordenes hormonales particulares y otras enfermedades crónicas o como el resultado de medicaciones. La osteoporosis puede afectar significantemente la esperanza y calidad de vida ya que aproximadamente una de cada dos mujeres y uno de cada cuatro hombres mayores de 50 años presentarán fracturas relacionadas con esta enfermedad en el resto de sus vidas. Los costos se miden por millones de dólares anuales y se espera que estos números crezcan al tener una predicción de 6.3 millones de fracturas de cadera a nivel mundial para el año 2050. A la fecha, las mediciones de masa ósea (densitometría) sirven como método para evaluar la fragilidad ósea, pero fallan en tomar en cuenta otros aspectos importantes como la fuerza del material o la micro estructura. Las ondas mecánicas como el ultrasonido cuantitativo (QUS) son intrínsecamente adecuadas para explorar las propiedades mecánicas y quizá puedan tener las mejores posibilidades de entre todos los ensayos no destructivos para obtener una estimación no invasiva y mejorada de la fragilidad ósea combinada con ventajas tales como la ausencia de radiación ionizante y un bajo costo. En la literatura se han usado diversos enfoques para modelar la respuesta acústica del hueso trabecular mediante evaluación ultrasónica. Algunos de estos modelos se basan en técnicas de homogeneización y otros, como en esta tesis se basan en los modelos de Biot. Este trabajo se divide en seis partes. En el primer capítulo se describen los ensayos no destructivos haciendo énfasis en los realizados mediante ultrasonido, así como una descripción más amplia acerca de la osteoporosis y una discusión acerca del estado del arte del problema de inversión de parámetros. En el segundo capítulo se enuncia el modelo de Biot para describir la propagación ultrasónica en medios porosos, para posteriormente enunciar el problema de estimación de parámetros en el modelo de Biot y finalmente se describen las técnicas bayesianas usadas en el presente trabajo. En el tercer capítulo se describen los métodos numéricos para resolver el problema de propa
01-07-2016
Tesis de maestría
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