Explanatory Study of Mathematical Models for Realistic Soft Tissue Simulations

Abstract

El modelado matemático adecuado del comportamiento de los tejidos blandos es el mayor desafío para obtener simulaciones más realistas de procedimientos quirúrgicos, entre otras aplicaciones. Durante muchos años, los modelos lineales elásticos se han utilizado para realizar este tipo de simulaciones debido a sus rápidos resultados. Sin embargo, estos modelos no reflejan el comportamiento real de los tejidos blandos cuando se éstos son sometidos a diferentes cargas. Actualmente, los modelos que mejor reproducen este comportamiento son los modelos hiperelásticos, y hay muchos de estos modelos propuestos en la literatura. Este trabajo tiene como objetivo realizar un estudio explicativo de modelos matemáticos adecuados para simulaciones realistas de tejidos blandos mediante el análisis de sus parámetros y características principales. Después de una descripción de un total de 34 modelos matemáticos, se analizaron los aspectos más importantes acerca de ellos y se presentaron clasificaciones según el rango de deformación, la complejidad y la aplicación. Además, se presentó una tabla que resume las características más importantes de los modelos matemáticos.