坐姿实时压疮预防的个性化建模
医学物理
2018-11-26 v1
摘要
坐骨压疮是每位截瘫患者的重要风险，也是一项重大公共卫生问题。压疮由骨性结构（尤其是坐骨和骶骨）对臀部软组织过度压迫而产生。当前的预防技术主要基于每日皮肤检查以发现红斑或损伤。然而，大多数压疮发生于内部，难以早期察觉。估算软组织内部应变有助于评估压疮风险。可采用受试者特异性生物力学模型，根据测得的皮肤表面压力评估内部应变。但一个包含皮肤、脂肪和肌肉不同组织材料层的逼真三维非线性有限元臀部模型，计算需数分钟至数小时，因而无法用于实时日常预防。本文提出利用基于压力与应变场本征正交分解并结合机器学习方法的降阶建模技术（ROM）来优化这些计算。ROM 可对模型内部应变进行交互式评估（即不到一秒），适用于臀部下方测得的任意压力场。在我们的案例中，仅用 19 个压力分布变化模态，相较于全尺度模拟评估应变场观察到 1% 的误差偏离。因此，该降阶模型可作为日常环境中交互式压疮预防的第一步。亮点——臀部生物力学建模，——降阶模型，——日常压疮预防。
引用
@article{arxiv.1811.09107,
title = {Personalized modeling for real-time pressure ulcer prevention in sitting posture},
author = {Vincent Luboz and Mathieu Bailet and Christelle Boichon Grivot and Michel Rochette and Bruno Diot and Marek Bucki and Yohan Payan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.09107},
year = {2018}
}