17385

17385

محاسبه عددي كميت‌هاي ديناميكي نيرو و گشتاور وارد بر مفاصل پا با استفاده از كميت‌هاي سينماتيكي در حين راه رفتن

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيومكانيك

اسفند 1395

دكتر عليزاده

مكانيك

چكيده راه رفتن جز اساسي‌ترين فعاليت روزانه افراد مي‌‌باشد. با اين حال در بعضي‌ افراد الگوهاي غلط راه رفتن مي‌‌تواند منجر به آسيب زدن به مفاصل و ستون فقرات فرد شود. امروزه روش‌هاي كامپيوتري مختلفي براي تحليل بيومكانيكي حركت افراد وجود دارد. رايج‌ترين روش براي اين تحليل استفاده از ديناميك مستقيم است اما در اين تحقيق سعي بر به‌دست آوردن هرچه دقيق‌تر و در عين حال آسان‌تر نيرو و گشتاور مفاصل پا در حين راه رفتن، با استفاده از روش ديناميك معكوس شده است. به اين منظور تست آزمايشگاهي صورت گرفت و اطلاعات مربوط به هشت نشان‌گر تعبيه ديده شده بر روي پاي راست و نيز نيرو و گشتاور عكس العمل زمين در سه جهت مختصات، در بازه‌ي تماس پاي راست با زمين، به‌دست آمد و سپس نتايج آن براي شبيه‌سازي در نرم‌افزار اني‌بادي به كار گرفته شد تا اطلاعات دقيق و درستي از نيرو و گشتاور وارد بر مفاصل مچ، زانو و ران حاصل گردد. محاسبه‌ي اختصاصي و فردي پارامترهاي ديناميكي مفاصل، براي طراحي و ساخت پروتزهاي مفصلي و هم‌چنين بررسي تاثير كوتاه مدت و بلند مدت كفي و كفش طبي تجويز شده توسط پزشك، حائز اهميت مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: تحليل راه رفتن، ديناميك معكوس، گشتاور مفاصل، نيروي مفاصل

1396/03/13

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Walking is one of the most basic activities in people’s daily life. A wrong gait pattern can cause harmful damages to joints and the spine. A large variety of computerized methods are developed in order to analyze people’s movement behavior. The most common method is using the forward dynamics. The main objective of this thesis is obtaining the joints forces and moments in the most accurate and at the same time, easiest way, using the inverse dynamics method. To this end, experimental tests are performed. Kinematic data were obtained by 8 markers which were located on the right leg. Reaction forces and moments were obtained in 3 dimensions during right foot contact. The results are then used in simulations conducted by Anybody Modelling System software package to achieve accurate results. Calculating joints kinetic parameters specifically for the people, could be considered important for prosthesis design and production.It is also important for eva​luating of short term or long term effect of using medical shoes. Keywords: Gait analysis, Inverse dynamics, Joints moments, Joint forces