مروری بر مدل سازی زانو با کاربرد روش المان محدود

مفصل زانو به دلیل حرکات و بارهای زیادی که در طی انواع فعالیت های روزمره، شغلی و ورزشی بر آن تحمیل می شود، در معرض خطر بالای صدمات و دژنراسیون است. استئوآرتریت و آسیب های لیگامانی اغلب سبب بروز درد و کاهش سطح فعالیت های فرد می گردد که این امر خود هزینه های انسانی واقتصادی هنگفتی را بر جوامع تحمیل می کند. از این رو برای سال های متمادی مطالعه بیومکانیک مفصل زانو همواره مورد توجه محققین زیادی بوده است. هدف اصلی این تحقیقات شناخت بهتر عملکرد مفصل زانوی سالم و آسیب دیده است. بطوریکه عمده روش های پیشگیری از آسیب و درمان بر اساس همین تحقیقات بنا شده است.

بدلیل مشکلات، محدودیت های عملی و اخلاقی همچنین هزینه هنگفت انجام مطالعات تجربی بر روی زانوی زنده و جسد استفاده از مدل سازی ریاضی به روش المان محدود ابزار کارا، قوی و مکملی برای بررسی بیومکانیک مفصل زانو است.

مزیت روش المان محدود در بررسی بیومکانیک مفصل مقاوم بودن آن برای تلفیق نمودن هندسه سه بعدی مفصل زانو، قیود پیچیده و شرایط بارگذاری، همچنین موادی با ویژگی های غیر خطی و ناهمگن است.

در این مقاله با مرور مطالعات مهمی که با روش المان محدود به بررسی بیومکانیک زانو پرداخته اند و بحث پیرامون عمده نتایج آنها به ترسیم چشم انداز آتی در بررسی بیومکانیک مفصل زانو مبادرت شده است.