تحلیل نقش رباط ها در توزیع تنش مفصل مچ پا تحت دفورمیتی وارس زانو: رویکرد المان محدود مبتنی بر بیمار

مفصل مچ پا نقشی حیاتی در انتقال بارهای مکانیکی اندام تحتانی ایفا می کند و الگوی توزیع تنش در آن به شدت تحت تاثیر هم راستایی اندام قرار دارد. در شرایط دفورمیتی وارس زانو، انحراف در مسیر انتقال نیرو می تواند به بروز تنش های غیرطبیعی در ناحیه مچ پا منجر شود. با توجه به پیچیدگی های هندسی استخوان های این ناحیه، تحلیل دقیق تنش همواره با چالش های فنی همراه بوده است. در این پژوهش، تاثیر لحاظ نمودن یا حذف ساختارهای رباطی در مدل سازی بر الگوی تنش مچ پا، با استفاده از یک مدل المان محدود (FE) اختصاصی بیمار بررسی شد. هندسه مدل از داده های سی تی اسکن (CT) فردی با دفورمیتی وارس زانو استخراج گردید. بدین منظور، دو مدل سه بعدی توسعه یافت: یک مدل جامع شامل ۱۶ رباط اصلی مچ پا و یک مدل فاقد رباط. خواص مواد برای بافت های استخوانی و غضروفی بر اساس توزیع چگالی در سی تی تعیین شد و شرایط بارگذاری استاتیکی مطابق با وضعیت ایستادن روی دو پا اعمال گردید. نتایج نشان داد که لحاظ کردن رباط ها موجب کاهش تنش بیشینه فون میزس در تیبیا از ۹۶/۹ مگاپاسکال به ۱۳/۹ مگاپاسکال و در تالوس از ۳۸/۵ مگاپاسکال به ۳۶/۴ مگاپاسکال می شود. همچنین، مدل دارای رباط توزیع تنش گسترده تر و یکنواخت تری را در نواحی دیافیزی و خلفی نشان داد. این یافته ها تاکید می کند که رباط ها نقشی کلیدی در تقسیم بار و تعدیل توزیع تنش مچ پا دارند. حذف این ساختارها منجر به بیش برآورد تنش های بیشینه و پیش بینی غیرواقعی رفتار مکانیکی مفصل می گردد؛ لذا در شبیه سازی های مبتنی بر بیمار تحت شرایط وارس، لحاظ کردن رباط ها برای دستیابی به نتایج معتبر ضروری است.

کلیدواژه ها:

مفصل مچ پا ، رباط ، تحلیل تنش ، واروس