تحلیل اجزای محدود و مقایسه توزیع تنش در غضروف ها و منیسک های دو نمونه ی مفصل زانوی سالم و پرانتزی

در یک زانوی پرانتزی تعادل بار در دو طرف مفصل زانو به هم خورده و تنش وارده به قسمت داخلی مفصل بیشتر از مقدار آن در مقایسه با یک پای سالم است. این عارضه در بسیاری اوقات پیش رونده بوده و به تدریج منجر به ساییدگی و درد می شود. در این مطالعه، مدل اجزای محدود برای دو نمونه ی مفصل زانوی سالم و زانوی پرانتزی در حالت ایستادن معمولی، از روی تصاویر ام آرآی تولید شده است و پس از بارگذاری و حل مساله، وضعیت توزیع تنش در منیسک ها و غضروف ها برای هر دو حالت به دست آمده است. نتایج به دست آمده، تفاوت در حداکثر تنش ها و تفاوت شکل نواحی توزیع تنش را نشان می دهد. همچنین نتایج نشان می دهد که مقادیرحداکثر تنش فون مایسز و نیز فشار تماسی در ناحیه ی داخلی زانو برای زانوی پرانتزی مقادیر بسیار بالاتری در مقایسه با پای سالم دارد. در حالت ایستاده حداکثر فشار تماسی در ناحیه ی داخلی مفصل، تحت یک بار 400 نیوتنی که بر انتهای بالایی سر استخوان ران وارد شده، به ترتیب 4/527 و 7/821 مگاپاسکال برای زانوی سالم و پرانتزی به دست آمد. حداکثر مقادیر تنش فون مایسز در ناحیه ی داخلی زانو به ترتیب 2/821 و 6/501 مگاپاسکال به دست آمد. با توجه به نتایج و تفاوت در تنش ها، نیاز به جراحی برای متعادل کردن تنش ها و بارهای دو طرف زانو برای بیمار مبتلا به واروس زانو ضروری است. میزان تصحیح را می توان علاوه بر بررسی هندسه مفصل، با مطالعه ی تفاوت تنش ها در دو طرف مفصل به شیوه ی دقیق تری تعیین کرد.