27960

آناليز المان محدود زانوي ضربدري كودك داراي اضافه وزن

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي -بيومكانيك

1399

1401/11/26

محمد حق پناهي

مكانيك

بيماري «پاي ضربدري» يك بيماري شايع پزشكي است كه مراقبت‌‌هاي اوليه را ضروري مي‌‌كند. اين باعث محدوديت‌‌هاي عملكردي و كاهش كيفيت زندگي مي‌‌شود. اين عارضه يك فرآيند فعال متابوليكي است كه تمام بافت‌هاي مفصلي، يعني استخوان، سينوويوم و عضله را درگير مي‌كند و باعث بروز علائمي مانند: درد مداوم زانو، سفتي صبحگاهي و كاهش توانايي‌هاي عملكردي مي‌شود. بيشتر ناتواني‌‌هاي مشاهده‌شده در زانو عمدتاً به‌دليل درد است. اين مكانيسم معمولاً با فعاليّت‌‌هاي روزانه تشديد مي‌شود و درد با استراحت آرام مي‌‌شود؛ بنابراين، پزشكان علاقه‌‌مند به تجزيه و تحليل اين عضو حياتي هستند، درحالي‌كه به ساختارهاي داخلي مانند غضروف يا منيسك دسترسي دارند كه در in-vivo غيرممكن است. بنابراين، مدل‌هاي مبتني بر تصوير محاسباتي ابزارهاي مؤثري براي تحليل علل بيومكانيكي پاي ضربدري هستند. در اين مطالعه، يك مدل المان محدود سه‌بعدي (FE) از يك زانو با استفاده از داده‌‌هاي اسكن شده ساخته شد. استخوان‌ها، غضروف‌هاي مفصلي، منيسك‌ها، كشكك، تاندون كشكك و تمام رباط‌هاي مربوطه در ساختارهاي واقعي زيستي خود در مدل گنجانده شدند. اندازه‌‌گيري‌‌هاي راه رفتن سه‌بعدي براي تعريف بارگذاري و شرايط مرزي مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. پس از اعتبارسنجي، از مدل اجزاي محدود سه‌بعدي براي تجزيه و تحليل احتمال و انحطاط در منيسك‌ها و بافت‌هاي غضروف زانو استفاده شد. نشان داده شد كه ناحيه‌ي داخلي لايه‌هاي غضروف و منيسك‌ها در مفصل زانو مقادير بيشتري از تنش را براي شرايط پاي ضربدري تحمّل مي‌كند، درحالي‌كه براي زانوي سالم، تنش‌ها به‌طور يكنواخت‌تر در سرتاسر غضروف توزيع مي‌شوند. اين نشان مي‌دهد كه هر درماني براي عارضه‌ي ضربدري زانو بايد بيشتر بر روي ناحيه‌ي داخلي غضروف تيبيوفمورال تمركز كند.

1401/12/10

Finite element analysis of the valgus knee (knock-knee) of an overweight child

2/15/2023 12:00:00 AM

Cross leg disease is a common medical disease that requires primary care. This causes functional limitations and decreases the quality of life. This condition is an active metabolic process that involves all joint tissues, namely bone, synovium, and muscle, causing symptoms such as persistent knee pain, morning stiffness, and reduced functional abilities. Most of the disabilities observed in the knee are mainly due to pain. This mechanism is usually aggravated by daily activities and the pain subsides with rest. Therefore, clinicians are interested in analyzing this vital organ, while having access to internal structures such as cartilage or meniscus, which is impossible in-vivo. Therefore, computational image-based models are effective tools for analyzing the biomechanical causes of clubfoot. In this study, a 3D finite element (FE) model of a knee was built using scanned data. Bones, articular cartilages, menisci, patella, patellar tendon and all relevant ligaments were included in the model in their bio-realistic structures. 3D gait measurements were analyzed to define loading and boundary conditions. After validation, the 3D finite element model was used to analyze the probability and degeneration in the menisci and cartilage tissues of the knee. It was shown that the inner region of the cartilage layers and menisci in the knee joint bear higher amounts of stress for the cross-legged condition, while for the healthy knee, the stresses are more evenly distributed throughout the cartilage. This suggests that any treatment for cruciate knee syndrome should focus more on the medial region of the tibiofemoral cartilage.

زانوي ضربدري , والگوس , واروس , بيومكانيك زانو , تحليل المان محدود

Finite element analysis , Knee deformity , valgus

sajedeh joudi

mohammad haghpanahi