OBJETIVO: El objetivo de esta tesis consiste en el análisis perimétrico, mediante la estrategia TOP, de las alteraciones funcionales producidas en el sistema sensorial visual tras un traumatismo craneoencefálico (TCE) leve, sin hallazgos de interés en la Tomografía Computarizada (TC), y su evolución en el tiempo.MATERIAL Y MÉTODOS: La población de estudio son los 182 pacientes ingresados en la Unidad de Corta Estancia del Hospital General de Castellón durante los años 2001 y 2002, con el diagnóstico TCE leve. El estudio se realiza bajo unos estrictos criterios de inclusión. La metodología del trabajo se basa en la aplicación de un protocolo clínico y un protocolo perimétrico. El protocolo clínico consiste en la recogida al ingreso del paciente de una serie de datos de filiación, datos epidemiológicos, la exploración neurológica al ingreso y una exploración oftalmológica exhaustiva que se realizará en la primera semana tras el TCE y que se repetirá tres meses después. El protocolo perimétrico se basa en la realización de un estudio con el perímetro Octopus 1-2-3 (Haag-Streit AG) mediante la aplicación del programa 32 y la estrategia perimétrica TOP. El análisis consiste en tres exámenes; el primero se realiza, previo entrenamiento perimétrico, en la primera semana tras el TCE, el segundo una hora después del primero, y el tercero se realiza a los tres meses del TCE. Los resultados se expresan en valores de sensibilidad umbral, defecto medio y varianza de pérdida, y se compararan con un grupo control.RESULTADOS: El grupo caso está compuesto por 36 individuos de edades comprendidas entre 15 y 57 años, y el grupo control está formado por 36 individuos de entre 15 y 56 años. Las características epidemiológicas de la muestra no difieren de otros trabajos publicados sobre TCE leve. La exploración oftalmológica realizada en la primera semana tras el TCE, no muestra hallazgos de interés patológico. En el análisis perimétrico se observa que el 80.56% de los pacientes del grupo caso presenta defectos escotomatosos poco profundos de características homónimas. Los valores de Defecto Medio (MD) correspondientes a los tres exámenes del ojo derecho son 3.197, 3.675 y 0.630, respectivamente, y para el ojo izquierdo 2.994, 4.130 y 1.278 respectivamente, observándose un aumento del defecto entre el primer y el segundo examen en ambos ojos y una recuperación del mismo a los tres meses tras el TCE. También se observa un aumento de la Fluctuación a Corto Plazo, con valores de 3.117 y 2.909 para ojo derecho e izquierdo, respectivamente. El 52.1% de los defectos encontrados en el primer examen se reproducen en el segundo examen, siendo homónimos el 96.55% de los mismos. El patrón perimétrico más habitual (58.62%) consiste en defectos escotomatosos homónimos, localizados más frecuentemente en la periferia del CV. No se ha encontrado relación estadística entre los valores de Sensibilidad Media y la localización del TCE. A los tres meses del traumatismo se siguen observando escotomas en el 22.2% de los pacientes.CONCLUSIONES: Tras un TCE leve se produce una alteración funcional del sistema sensorial visual que, perimétricamente, se manifiesta como un deterioro difuso de la sensibilidad retiniana, sobre todo a nivel periférico, con un incremento de la fluctuación de los umbrales. Este defecto es de carácter transitorio y evoluciona, en la mayoría de los casos, hacia una recuperación completa tres meses tras el traumatismo. La estrategia perimétrica TOP presenta las características idóneas de sensibilidad, reproducibilidad, rapidez de ejecución y bajo coste para la evaluación de los posibles trastornos funcionales visuales en este tipo de pacientes. / Purpose: To analyze the visual field in mild brain trauma (MBT)Methods: 36 patients with MBT (GCS among 13-15, without pathology in Computer Tomography, loss of consciousness less than 30 minutes and amnesia less than 24 hours), were examined using the TOP strategy three times (twice a week after the traumatism and once three months later). The results compared with 36 normal controls examined twice.Results: The MD and LV square root (sLV) were significantly higher in the first two examinations (Right eye MD = 3.197 and 3.675 dB, sLV = 2.858 and 2.872 dB; Left eye: MD = 2.994 and 4.130 dB, sLV = 2.664 and 2.986 dB) than in the third one (Right eye: MD = 0.630 dB, sLV = 1.797 dB, Left eye: MD = 1.278 dB, sLV = 1.967 dB) (p<0.01). There were not differences between the MD and sLV of the third exam of the pathological group and the two examinations of the control group (MD = 0.6 and 0.7dB, sLV = 1.9 and 1.8dB) (p>0.05), indicating a complete recovery. The test-retest threshold fluctuation of the pathological group (3.117 +/- 1.101 dB) showed a highly significant difference with regard to the control group (2.909 +/- 1.061 dB) (p<0.01). 28.9% points showed relative scotomas in the first two examinations in MBT group. 52.1% were reproduced in the same position in both examinations and 58.62% coincided in homonimus position.Conclusion: A diffuse and transitory deterioration of the visual sensitivity, with some certain specific topographical preferences, was detected in these patients

Dada la escasez de órganos para trasplante en España, se ha investigado la opinión de los pacientes en lista de espera para trasplante renal y hepático hacia la donación de vivo y el xenotrasplante, dos de las principales alternativas como fuentes de órganos. Por tanto, los objetivos fueron conocer la opinión hacia la donación de vivo relacionada de los pacientes de la lista de espera en el Hospital U. Virgen de la Arrixaca, analizar las variables psicosociales que condicionan la opinión hacia esta donación, definir el perfil psicosocial a favor de la donación de vivo relacionada, conocer la opinión hacia el xenotrasplante de órgano sólido, analizar las variables psicosociales que condicionan dicha opinión y definir el perfil psicosocial a favor del xenotrasplante.

Las mejoras en las formulaciones de los líquidos de preservaciónhan permitido un gran avance en los trasplantes de órganos.Aunque la solución de la Universidad de Wisconsin (SUW) es lasolución intracelular más extensamente utilizada por los grupos detrasplante hepático, en los últimos años la aparición de la soluciónextracelular de Celsior® (SC), inicialmente diseñada como solucióncardiopléjica, parece representar una alternativa válida a la SUWen la conservación de injertos hepáticos.HIPÓTESIS: La SC preserva eficazmente los injertos hepáticoscompletos de donantes cadáver utilizados para trasplante enadultos.OBJETIVOS: EVALUAR LA EFICACIA DE LA SC EMPLEADA ENLA PRESERVACIÓN DE INJERTOS HEPÁTICOS COMPLETOSDE DONANTES CADÁVER PARA TRASPLANTE HEPÁTICOORTOTÓPICO EN ADULTOS.Como objetivos secundarios:1. Describir y comparar la función postrasplante de los injertoshepáticos preservados con SC y con SUW.2. Conocer la incidencia de disfunción inicial y fallo primario enambas series.3. Conocer la incidencia de complicaciones quirúrgicas, vascularesy biliares en ambas series.4. Conocer las supervivencias del paciente y del injerto hasta eltercer año postrasplante.MATERIAL Y MÉTODO: Diseñamos un estudio abierto,comparativo, prospectivo y aleatorio randomizado, incluyendo losinjertos hepáticos trasplantados entre Marzo 2003 y Mayo 2005 enel Hospital Universitario La Fe de Valencia.CRITERIOS DE INCLUSIÓN: aloinjertos totales hepáticosprocedentes de donante cadáver; aloinjertos destinados altrasplante hepático primario; receptores adultos (> 18 años) y de unsolo injerto hepático; aloinjertos explantados por el equipo detrasplantes del Hospital Universitario La Fe.CRITERIOS DE EXCLUSIÓN: injertos reducidos o split, injertos dedonante vivo, trasplantes dominó; retrasplantes; donantes a corazónparado; extracción hepática realizada por otros equipos detrasplante; receptores con fallo hepático fulminante, receptoresmultiviscerales y pediátricos.Durante este periodo se realizaron 232 trasplantes de hígado, 196se incluyeron en el estudio, 92 pacientes perfundidos con SC y 104con SUW.La randomización se realizó adjudicando un líquido de preservacióndiferente a cada uno de los dos únicos equipos de enfermeríaencargados de la extracción del órgano.Se determinó la función de los injertos hepáticos mediante losvalores sanguíneos de aspartato-aminotransferasa (AST), alaninoaminotransferasa(ALT), bilirrubina total e Índice de Quick los días1,3,7, 15, 30, 90 y 365 postrasplante.INMUNOSUPRESIÓN: Doble terapia con ciclosporina o tacrolimusmás esteroides.ANÁLISIS ESTADÍSTICO: Utilizamos los tests U-Mann-Whitney yChi-cuadrado para los análisis de variables cuantitativas ycualitativas, respectivamente. Las supervivencias de injertos ypacientes se calcularon con curvas de Kaplan-Meyer. Valores dep<0,05 se consideraron estadísticamente significativos.RESULTADOS: Los injertos perfundidos con SC mostraron nivelesinferiores de ALT en el 3º mes postoperatorio (p = 0,01) y nivelesinferiores de bilirrubina total (p = 0,03) en el 1º mes postoperatorio.Ninguna diferencia significativa se observó en el resto deparámetros analíticos, ni en las variables de disfunción y falloprimario, ni en las complicaciones, ni en la supervivencia depacientes e injertos durante el estudio.CONCLUSIONES.1ª. Los parámetros analíticos que reflejan la funciónsíntesis, excretora y la lesión hepatocitaria sonsuperponibles en ambos grupos.2ª. La incidencia de disfunción severa y fallo primario essimilar en los injertos perfundidos con cada solución.3ª. La frecuencia de complicaciones quirúrgicas, vascularesy biliares en los pacientes trasplantados no presentadiferencias significativas en ambos grupos de estudio.4ª. La supervivencia a los tres años de los pacientes y deinjertos es equiparable en las dos series.Por tanto,LA SOLUCIÓN DE CELSIOR® PERMITE UNAPRESERVACIÓN EFICAZ DE LOS INJERTOSHEPÁTICOS COMPLETOS DE DONANTE CADÁVERUTILIZADOS PARA TRASPLANTE EN ADULTOS. / INTRODUCTION: Improvements in characteristics of organpreservation solutions have contributed to a great breakthrough inthe field of transplantation. Although University of Wisconsin solution(UWS) is the most common intracellular solution used in livertransplantation (LT) teams, the new extracellular Celsior solution(CS) seems to represent a good alternative in liver preservation.HYPOTHESIS-AIM: the aim of this study was to assess theeffectiveness of CS in preservation of liver grafts from heart-beatingdonors in LT of adult patients.MATERIALS AND METHODS: A comparative, randomizedprospective study was designed to compare liver graft preservationwith UWS versus CS. From March 2003 to May 2005, 196 livergrafts were included in the study, 92 grafts preserved with CS and104 with UWS. For randomization, two nursery teams were involvedin graft perfusion.Values of serum alanine aminotransferase (ALT), aspartateaminotransferase (AST), total bilirubin and prothrombin time at1,3,7,15,30, 90 and 365 days afterInclusion criteria: liver grafts from heart-beating donors, primary LTgrafts, adult recipients, liver grafts harvested by La Fe UniversityHospital transplantation team.Exclusion criteria: reduced or split grafts, living or non-heart beatingdonor grafts, domino transplantation, retransplantations, fulminanthepatic failure, multivisceral and paediatric recipients.Inmunosuppression: according to protocol established, usually withdouble therapy with cyclosporine or tacrolimus, and steroids.Statistical analysis: Mann-Whitney U test and Chi-square test wereemployed to assess the differences between the two study groups.Graft and patient survivals were calculated with Kaplan-Meyeranalysis. P values<0,05 were regarded as statistically significant.RESULTS: Grafts perfused with CS showed lower levels of ALT in3rd postoperative month control and lower levels of serum totalbilirubin during 1st postoperative month. No significant differenceswere observed in the rest of analytic parameters, nor primary nonfunctionor primary dysfunction incidence, nor postoperativecomplications, nor patient and graft survivals.CONCLUSIONS: Serum analytic parameters during firstpostoperative year, primary non-function and primary dysfunctionincidence, surgical, vascular and biliary complications, graft andpatient survival are all similar in both groups studied. Therefore, CSallows an effective preservation of grafts from heart-beating donorsin LT of adult recipients.

Introducción: El tratamiento ortopédico sigue siendo clave en modificar la historia natural de la escoliosis idiopática (EI) y los corsés de yeso EDF influyen de forma significativa. El tratamiento es complejo y requiere mucha dedicación tanto del facultativo como de la familia. Este trabajo está encaminado a facilitar todo el proceso.Objetivo: El objetivo del estudio es demostrar que la introducción de la fibra de vidrio en la confección de los corsés EDF, disminuye el coste económico global sin pérdida significativa de la corrección del ángulo de Cobb ni de la rotación del ápex, tanto de la curva mayor como de la menor.Material y método: Se trata de un estudio consecutivo realizado en el HU de Bellvitge sobre el tratamiento ortopédico de la escoliosis. Estudiaremos tres series de pacientes con EI en periodo de crecimiento que han sido tratados por el método EDF confeccionado en el Marco de Abbot-Cotrel, con diferentes variaciones en su realización.En la serie A (Hospitalización n = 19), todos los pacientes previo al EDF han requerido ingreso hospitalario permaneciendo en tracción vertebral continua, una media de 7,5 días y el EDF se ha confeccionado con vendas de yeso.En la serie B (Hospital de día n=19), los pacientes no han requerido tracción vertebral continua previa, han permanecido en el hospital 5 horas de media y el EDF se ha confeccionado con vendas de yeso.En la serie C (Ambulatoria n = 25), los pacientes no han requerido tracción continua previa, han permanecido en Consultas Externas 2,5 horas de media y el EDF se ha confeccionado con vendas de fibra de vidrio.Método estadístico: En todos los parámetros el nivel de significación estadística se consideró que tenía que ser inferior al 5% (p<0,05).Se ha utilizado el test de Kruskal-Wallis no paramétrico para analizar la homogeneidad de las tres series, no encontrando diferencias significativas entre: edad de diagnóstico, ángulo de Cobb y rotación vertebral preEDF de las curvas mayor y menor de las tres series.Por el test de x2 no se observan diferencias significativas en la localización del ápex de la curva mayor de las tres series p>0,1.Resultados: No se encuentran diferencias significativas de la corrección del ángulo de Cobb y de la rotación vertebral postEDF entre las tres series. Sí existe una importante reducción del gasto sanitario en la serie C debido a que no se precisa ingreso previo,se reducen el número de visitas médicas, el tiempo de fisioterapia y las horas hospitalarias.Conclusiones: Creemos que la introducción de la fibra de vidrio en el tratamiento ortopédico de la escoliosis ha significado una mejora de todo el proceso. Disminuyen los costos pero no la corrección.

Se presenta un estudio “in vivo”, en conejos Nueza Zelanda, de una vitrocerámica del sistema CaSiO3-[CaSiO3 - Ca3(Si3O9)]-SiO2-Ca3(PO4). Se realizaron defectos óseos epifisarios de 6 x 4´5 mm donde se implantaron cilindros del material a estudio. Los animales se distribuyeron de forma aleatoria en 5 grupos de estudio según el tiempo de implantación previo al sacrifico. Cada muestra se analizó mediante estudio radiológico, histológico y de microscopia electrónica. Los resultados obtenidos demuestran que el material obtenido se puede consideran como una buena alternativa a los sustitutos óseos sintéticos en defectos óseos.

In canine traumatology, one of the most common knee pathologies is torn cruciate ligament (ACL), the diagnosis and treatment costs were 1.32 billion dollars in the U.S. during 2003. The short-term effects are instability of the knee, osteoarthritis, meniscal injuries, pain and loss of function of the joint. The ACL acts as a joint stabilizer. Its function is to limit anterior displacement of the tibia relative to the femur, internal tibia rotation and hyperextension of the knee. Treating ACL rupture has caused much controversy and difficulty for the veterinary surgeon because of the large number of techniques that exist, both intracapsular and extracapsular, as none of these surgical techniques definitively detains the progression of degenerative joint disease. Besides the classic techniques listed above, in recent years techniques to amend the biomechanics of the knee have been applied to repair ACL tear. There are studies that suggest better functionality in animals that have undergone these techniques, compared to conventional techniques, especially in the case of heavy animals. The technique of tibial tuberosity advancement (TTA), is aimed at amending the biomechanics of the knee to remove the anterior-posterior displacement of the tibia relative to the femur (drawer effect) in the knee after ACL rupture. In this thesis we work with the TTA device patented by Drs. Durall and Diaz-Bertrana. The drawer effect is simulated in the canine knee by experimental tests on 5 femoro-tibial joints in dog cadavers, applying tangential forces in anterior-posterior direction. The data required to compare the rigidity presented in an anatomically complete knee, one without ACL and one repaired applying Tibial Tuberosity Advancement Technique (TTA) is obtained. In all specimens that we tested, there was a significant loss of rigidity in the knee, the anterior displacement of the tibia, after removing the ACL. This loss of rigidity is around 78% of that of the complete anatomic knee. By applying this technique to repair the knee, TTA studied in this thesis, the rigidity is increased, doubling in value against the knee without ACL. If, with the TTA system the rigidity value of the healthy knee is not reached, this is offset by the modification of the anatomy of the joint. By changing the biomechanical behavior, the tangential component of cranial force in the joint declines or stops which produces the anterior drawer effect. From February 2011 to July 2013 at the veterinary clinic at UAB, 60 dogs with ACL tear underwent surgery using the TTA technique with this device. In 100% of cases animal lameness had disappeared and knee functionality had been recovered. / En traumatología canina, una de las patologías de rodilla más frecuentes es la rotura del ligamento cruzado anterior (LCA), cuyo coste en diagnóstico y tratamiento fue de 1,32 billones de dolares en EEUU durante el año 2003. Los efectos a corto plazo son la inestabilidad de la rodilla, osteoartritis, lesiones meniscales, dolor y pérdida de funcionalidad de la articulación. El LCA actúa como estabilizador de la articulación. Su función es limitar el desplazamiento anterior de la tibia con respecto al fémur, la rotación interna de la tibia y la hiperextensión de la rodilla. El tratamiento de la rotura del LCA ha presentado gran controversia y dificultad para el cirujano veterinario debido al gran número de técnicas que existen tanto intracapsulares como extracapsulares ya que ninguna de estas técnicas quirúrgicas detiene de forma segura la progresión de la enfermedad articular degenerativa. Además de las técnicas clásicas nombradas anteriormente, en los últimos años se están aplicando técnicas de modificación de la biomecánica de la rodilla para la reparación de rotura de LCA. Hay estudios que apuntan una mejor funcionalidad de la rodilla en animales intervenidos con estas técnicas, en comparación con las técnicas clásicas, sobretodo en el caso de animales de elevado peso. La técnica de avance de la tuberosidad tibial (TTA), tiene por objeto modificar la biomecánica de la rodilla con el fin de eliminar el desplazamiento anteroposterior de la tibia respecto al fémur (efecto cajón) en la rodilla, tras la rotura del LCA. En esta tesis se trabaja con el dispositivo TTA patentado por los Drs.Durall y Díaz‐Bertrana. Se simula el efecto cajón en la rodilla canina mediante ensayos experimentales en 5 articulaciones femoro‐tibiales de perro cadáver al aplicar en la articulación fuerzas tangenciales en sentido antero‐posterior. Se obtienen los registros y datos suficientes para comparar la rigidez que presenta una rodilla anatómica completa a la de la misma rodilla sin el LCA y al repararla aplicando la técnica de avance de la tuberosidad tibial (TTA). En todos los especímenes que hemos ensayado, se produce una pérdida importante de rigidez en la rodilla, al desplazamiento anterior de la tibia, tras eliminar el LCA. Esta pérdida de rigidez es del orden del 78% de la rigidez de la rodilla anatómica completa. Al aplicar la técnica de reparación de la rodilla, TTA estudiada en esta tesis, la rigidez se incrementa, duplicando su valor respecto a la rodilla sin el LCA. Si bien con el sistema TTA no se logra alcanzar el valor de la rigidez de la rodilla sana, ello se compensa con la modificación de la anatomía de la articulación. Al cambiar el comportamiento biomecánico, disminuye o se anula la componente tangencial en sentido craneal de la fuerza en la articulación, que es la que produce el efecto de cajón anterior. Desde febrero de 2011 hasta julio de 2013 han sido intervenidos en la clínica veterinaria de la UAB, 60 perros con RLCA aplicando la técnica TTA con este dispositivo. En el 100% de los casos ha desaparecido la cojera del animal y se ha recuperado la funcionalidad de la rodilla.

The knee joint is the largest and most complex both in humans and in canines. The internal forces that govern it, are not known exactly. Canine knee injuries are recurrent, especially in the anterior cruciate ligament, a disease that has become the focus of numerous research groups in the past 20 years and the development of dozens of techniques and methods of treatment within the veterinary community. This thesis was created to explore the biomechanics that govern the behavior of canine knee forces, in particular, to analyze the forces that cause the rupture of the anterior cruciate ligament (ACL) with a theoretical model. Moreover, experimental tests were carried out in vitro, the results of which will be contrasted with the model. First, the theoretical framework of biomechanics in the canine knee during the stance phase of the dog gait is reviewed and we propose a static biomechanical model of joint forces, to know the magnitude and direction of these. The second phase of the thesis is experimental. On one hand, it analyzes the effects of the forces that cause ACL rupture on the canine knee. On the other, it analyzes the effectiveness of the most common techniques for the correction of the disease, Tibial Tuberosity Advancement (TTA). This is one of the techniques based on changing the biomechanics of the knee and is one of the most widespread. But despite its success, the technique doesn¿t stabilize the knee completely. The study of joint forces before and after the application of the technique is not yet clear, so there are uncontrolled variables that could adversely affect the proper function of the knee, hence the importance of analyzing the technique from two approaches: the theoretical and the experimental. Hypotheses emerging from the model, focus on the effects on the posterior cruciate ligament (PCL) and Patellar Tendon (PT). It is believed that the PCL is a secondary stabilizer that takes on a leading role when the main stabilizer breaks and when the TTA technique is applied. For this reason it is possible that the PCL is overloaded after the intervention of the TTA and may affect long-term knee function. Furthermore, there is little information on the behavior of the Patellar Tendon (PT). It is based on the hypothesis that the tendon works more at higher femorotibial joint flexion angles, and the TTA technique tends to transfer less load. To verify the hypotheses in vitro experiments are carried out on canine limbs with healthy knees, knees with ACL excision and knees repaired by the TTA technique. During the tests shear forces are applied (one of the main causes of ACL injury) and the behavior of the LCP and the PT is collected. We measure the elongation of the posterior cruciate ligament and the strength of the quadriceps tendon (which, through a correlation factor, will transform into the strength of the Patellar Tendon). The measuring devices for the ligament and the tendon are based on the electric extensiometry technique, one of the more accurate experimental techniques to analyze stress and strain and widely used in engineering. The experimental results of this thesis are favorable compared with the biomechanical model hypothesis. The posterior cruciate ligament (PCL) was found to be overloaded after the application of TTA. The Patellar tendon was found to be slightly distended after the application of TTA, and the force increased with the angle of knee flexion. / El genoll és l’articulació més gran i complexa tan en humans com en canins. Les forces internes que el governen no és coneixen amb exactitud. Les lesions dins aquesta articulació en gossos són recurrents, sobre tot, sobre el lligament creuat anterior, afecció que ha esdevingut el centre d’atenció de nombrosos grups d’investigació en els últims 20 anys i el desenvolupament de desenes de tècniques i mètodes de tractament dins la comunitat veterinària. Aquesta tesi neix per explorar la biomecànica que regeix el comportament de les forces al genoll caní, en particular, analitzar les forces causants de la ruptura de lligament creuat anterior (LCA) mitjançant un model teòric. Per altra banda, realitzarà assajos experimentals in-vitro, els resultats dels quals es contrastaran amb el model. Primerament es revisa el marc teòric sobre la biomecànica en el genoll caní durant la fase de càrrega de la marxa del gos i es proposa un model biomecànic estàtic de les forces articulars, per conèixer la magnitud i direcció d’aquestes. La segona fase de la tesi és experimental. Per una banda, analitza els efectes de les forces causants del trencament del LCA sobre el genoll caní sa i patològic. Per altra, analitza l’eficàcia d’una de les tècniques més esteses per a la correcció de la patologia, la Tècnica d’Avanç de la Tuberositat Tibial (TTA, sigles en anglès de “Tibial Tuberosity Advancement”). Es tracta d’una de les tècniques basades en modificar la biomecànica del genoll produint una correcció dinàmica de forces i és una de les més esteses. Però a pesar del seu èxit, no aconsegueix una estabilitat igual a la situació anterior a la lesió del LCA. L’estudi de forces de l’articulació abans i després de l’aplicació de la tècnica encara no està clar, pel que hi ha variables incontrolades que podrien afectar negativament la correcta funció del genoll, per això la importància d’analitzar la tècnica des de dos enfocs: el teòric i l’experimental. Del model sorgeixen les hipòtesis de partida prèvies a l’experimentació. Aquestes es centren en els efectes que pateix el lligament creuat posterior (LCP) i el tendó patel·lar (TP). Es creu que el LCP és un estabilitzador secundari que passa a tenir un rol protagonista quan es trenca l’estabilitzador principal i quan s’aplica la tècnica de la TTA. Per tan, és possible que el LCP es trobi sobre carregat després de la intervenció de la TTA, podent afectar al llarg termini la correcta funció del genoll. Per altra banda, hi ha poca informació sobre el comportament del tendó patel·lar. Es parteix de les hipòtesis que treballa més a majors angles de flexió de l’articulació femorotibial, i que amb la tècnica de la TTA tendeix a descarregar-se. Per verificar les hipòtesis es du a terme l’experimentació in vitro amb extremitats canines amb genolls sans, genolls amb escissió de LCA, i genolls amb reparació per la tècnica de la TTA. Durant els assajos s’apliquen forces tallants (una de les principals causes de la lesió del LCA) i es recullen les tendències de comportament del LCP i el TP. Es mesurarà l’elongació del lligament creuat posterior i la força del tendó del quàdriceps (la qual, a través d’un factor de correlació, es transformarà en força del tendó patel·lar). Els dispositius de mesura sobre el lligament i el tendó estan basats en l’extensiometria elèctrica, una de les tècniques experimentals d’anàlisi de tensions i deformacions més precises i àmpliament usades en el camp de l’enginyeria, capaç de mesurar deformacions de l’ordre de les micres in-situ i en temps real. Els resultats experimentals de la tesi s’han contrastat amb les hipòtesis del model biomecànic favorablement. El lligament creuat posterior (LCP) s’ha trobat que després d’aplicació de la tècnica de reparació de la TTA es troba sobre carregat. Del tendó patel·lar s’ha trobat que es descarrega lleugerament amb la tècnica de la TTA, i augmenta la força amb l’angle de flexió del genoll.

La present tesi investiga l'ús de la modelització amb elements finits per a l'estudi de la biomecànica lumbar per a l'avaluació clínica. Els estudis bibliogràfics del capítol 1 mostren relacions funcionals clares entre les forces externes i les estructures i formes del teixit lumbar. Els estudis clínics demostraren que independentment del seu origen, el dolor lumbar pot veure's empitjorat per sobrecàrregues dels teixits. Les mesures experimentals són insuficients per descriure la distribució de càrrega entre els diferents teixits lumbars, és així que s'han utilitzat models d'elements finits. No obstant, la fiabilitat dels models a l'hora de predir les càrregues locals en els teixits no ha estat demostrada, essent aquest un dels objectes d'estudi.En el Capítol 2 s'elaborà un model bisegment de la columna lumbar. El model inicial es completà incloent el còrtex vertebral, una definició complerta de les juntes sinovials, les plaques terminals de cartílag i una descripció millorada de l'estructura de l'anell. Es van simular càrregues simplificades per als estudis in vitro per calcular les distribucions de tensions, deformacions i energia. El model bisegment és vàlid per interpretar les distribucions de càrrega funcionals a L3-L5 en el cas d'estructures conegudes de teixit, però el conjunt de la geometria L3-L5 necessitava ser millorat.Així al Capítol 3 es creà un model geomètric bisegment precís de L3-L5. El nou model incloïa les corregides: dimensions i formes, alçades de disc, localitzacions del nucli, formes posteriors de l'os, i distribució dels lligaments. Després de comparar a nivell biomecànic l'antiga geometria amb la nova, els resultats mostraren que els rols relatius dels teixits modelats depenen de la geometria. En general, les distribucions de càrrega predites eren més fisiològiques en el nou model. En canvi, ambdós models, reprodueixen rangs experimentals de moviment, així doncs la seva validació hauria de tenir en compte les transferències de càrrega locals.El Capítol 4 es centra en la variabilitat dels angles creuats del col·lagen de l'anell. Es crearen quatre models bisegment amb organitzacions d'anell fibrós basats en la bibliografia comparant-se sota diverses càrregues. A més es proposà un paràmetre d'estabilització de l'anell per analogia a un tub de parets gruixudes. La biomecànica del model depenia en gran mesura de l'organització de l'anell fibrós, però el paràmetre d'estabilització era soviet contradictori amb les tensions i forces predites. Així, s'assumí que la geometria de la columna i l'organització de l'anell fibrós estaven lligades. Les xarxes d'anell de col·lagen adaptades es poden determinar numèricament, però els models d'anell haurien d'estar bastats en relacions mecanobiològiques.Al Capítol 5 es presenta un model de disc artificial acoblat amb el model de L3-L5. Models bisegment amb i sense implant van ser comparats amb càrregues controlades per força o desplaçament, incloent o no l'aproximació del pes del cos. La rigidesa de la pròtesi alterava generalment les distribucions de càrrega i les rotacions controlades per desplaçament conduint a grans efectes adjacents. Incloent el pes del cos les condicions de contorn semblaven més fisòlogiques que sense. Malgrat la rigidesa del nou disc, aquest sembla més prometedor que altres dispositius comercials.En aquesta tesi s'han creat sis models nous elements finits de la columna lumbar osteoligamentosa. Les simulacions han mostrat que l'ús fiable dels models requereix d'una descripció precisa de les càrregues locals i respostes mecàniques de teixits. Les prediccions locals van estar limitades qualitativament degudes al desconeixement de les estructures de teixit tou, equacions constitutives i condicions de contorn. En canvi, els models poden ser emprats com a laboratoris in silico per superar aquestes limitacions. Basat en la informació numèrica i experimental, s'ha proposat un procediment jeràrquic per al desenvolupament qualitativament fiable de models elements finits de la columna lumbar. / This PhD thesis investigated the use of finite element modelling to study lumbar spine biomechanics for clinical assessment. Bibliographic studies reported in the first Chapter showed clear functional relations between external forces and lumbar spine tissue structures and shapes. Clinical research revealed that independently of its origin, low back pain may be worsened by altered tissue mechanical environments. Experimental measurements alone cannot truly describe the load distributions between the different lumbar spine tissues. Thus, finite element models have been used in the past. But model reliability in predicting local tissue loadings is still not manifest and has been explored in this thesis as described in the following chapters.In Chapter 2, a L3-L5 lumbar spine bi-segment model was built. An initial model was completed to include the vertebral cortex, a full definition of the facet joints, the cartilage endplates, and an improved description of the annulus fibre-reinforced structure. Simplified load-cases used for in vitro studies were simulated to calculate stress and strain energy distributions. Predictions within the L3-L5 lumbar spine bi-segment model could be interpreted in terms of functional load distributions related to known tissue structures, but the overall L3-L5 bisegment model geometry needed further update.Thus, in Chapter 3, a geometrically accurate L3-L5 lumbar spine bi-segment model was created. The new model included corrected L3 and L5 body shapes and dimensions, corrected disc heights and nucleus placements, corrected posterior bone shapes, dimensions, and orientations, and corrected ligament distributions. The new and old geometries were biomechanically compared. Results showed that the relative roles of modelled tissues greatly depend on the geometry. Predicted load distributions were generally more physiological in the new model. However, new and old models could both reproduce experimental ranges of motion, meaning that their validation should take into account local load transfers.Chapter 4 focuses on the variability of the annulus collagen criss-cross angles. Four bi-segment models with literature-based annulus fibre organizations were created and compared under diverse loads. Moreover, an annulus stabilization parameter was proposed by analogy to a thick walled pipe. Model biomechanics greatly depended on the annulus fibre organization, but annulus stabilization parameter was often contradictory with the predicted stresses and strains. Spine geometry and annulus fibrous organization were hypothesized to be linked together. Adapted annulus collagen networks may be numerically determined, but annulus modelling should be based on mechano-biological relationships.In Chapter 5, a case-study of a novel artificial disc design coupled with the L3-L5 lumbar spine model is presented. Bi-segment models with and without implant were compared under load- or displacement-controlled rotations, with or without body-weight like load. Prosthesis stiffness generally altered the load distributions and displacement-controlled rotations led to strong adjacent level effects. Including body weight-like loads seemed to give more realistic results. Although the novel disc substitute is too stiff, it is more promising than other existing commercial devices.In this thesis, six new osteoligamentous lumbar spine bi-segment finite element models were created. Simulations showed that reliable use of lumbar spine finite element models requires precise descriptions of local tissue loading and response. Local predictions were qualitatively mainly limited by a lack of knowledge about soft tissue structural organisations, constitutive equations, and boundary conditions. However, models can be used as in silico laboratories to overcome such limitations. A hierarchical procedure for the development of qualitatively reliable lumbar spine finite element models was proposed based on available numerical and experimental inputs.

The study of the brain using diffuse optical methods has progressed rapidly in the recent years. The possibility of studying the cerebral microvasculature in addition to the portability and low cost of these devices, opens a new door in the study of the cerebral pathophysiologies. In this scenario, the study of the cerebral hemodynamics of ischemic patients might allow neurologists to improve the performance of the early medical treatments and therapies used up to date. In this thesis, I have conducted a pioneering study where cerebral autoregulation was studied in ischemic stroke patients during the early hours after the stroke. Similarly, some other diseases can provoke impaired cerebral autoregulation in the long term. One of them is the obstructive sleep apnoea (OSA) syndrome which can provoke a risk increase of developing cardiovascular diseases and ischemic stroke. In this regards, I have carried out the largest to date study conducted with Diffuse Correlation Spectroscopy in patients with OSA and I have compared their hemodynamical response to an orthostatic challenge test with a control group of healthy subjects. Finally, primary animal research is of great importance in the development of new therapies, medical strategies and in the validation of new drugs with the aim of reducing the high mortality and slow and costly recovery of ischemic patients. In consequence, many models of ischemia are reproduced in rodents where the cerebral hemodynamics are studied using expensive equipments such as MRI scanners or by techniques that involve invasive approaches like for instance removing the scalp or thinning the skull which in turn cause a worsening in the living conditions of the animal. In relation to this point, I have developed a fully non-invasive method to study the cerebral hemodynamics in rats that allows to proceed with longitudinal studies and which I hope will be useful in future biomedical research. / El estudio del cerebro mediante métodos de óptica difusa ha progresado rápidamente en los últimos años. La posibilidad de estudiar la microvasculatura cerebral junto con la portabilidad y bajo coste de estos equipos abre una ventana de posibilidades para el estudio de fisiopatologías cerebrales. En este escenario, el estudio de la hemodinámica cerebral en pacientes isquémicos podría permitir a los neurólogos mejorar el rendimiento de los tratamientos médicos tempranos y de las terapias utilizadas hasta la fecha. En esta tesis he realizado un estudio pionero al respecto, estudiando por primera vez la hemodinámica cerebral de pacientes isquémicos durante las primeras horas después del infarto cerebral. De igual manera, existen otro tipo de enfermedades que pueden desarrollar un empeoramiento a largo plazo de la autorregulación cerebral. Entre ellas destaca el síndrome de apnea obstructivo (SAO), debido al cual el empeoramiento de la hemodinámica cerebral provoca un aumento del riesgo directo de sufrir enfermedades cardiovasculares y un aumento del riesgo de infarto cerebral. Al respecto, he llevado a cabo el mayor estudio hasta la fecha con pacientes con SAO donde he estudiado su respuesta hemodinámica a un test ortostático comparado estos resultados con los obtenidos en grupo de control de pacientes sanos. Finalmente, la investigación primaria en animales es de vital importancia en el desarrollo de nuevas terapias y estrategias médicas así como en la validación de nuevos fármacos que reduzcan la alta mortalidad y la lenta y costosa recuperación de los pacientes isquémicos. En consecuencia, numerosos modelos de isquemia son reproducidos en roedores donde se estudia la hemodinámica cerebral mediante caros equipos como los resonadores magnéticos o mediante técnicas que implican someter al animal a cierta cirugía en la que se le sustrae el cuero cabelludo o se le lima el cráneo. En relación con esto último, he desarrollado un método completamente no invasivo para estudiar la hemodinámica cerebral en ratas y que permite llevar a cabo estudios longitudinales, el cual espero sea utilidad en futuras investigaciones biomédicas.