تحلیل اجزای محدود و مقایسه توزیع تنش در یک نمونه‌ی مفصل زانوی پرانتزی قبل و بعد از انجام عمل مجازی استئوتومی

Abstract

زمینه و هدف: در یک زانوی پرانتزی تعادل بار در دو طرف مفصل زانو به‌هم‌خورده و تنش وارده به قسمت داخلی مفصل بیشتر از مقدار آن در مقایسه با یک پای سالم است. معمول‌ترین نوع جراحی برای ایجاد تعادل در بار مفصل، جراحی موسوم به استئوتومی قسمت بالای تیبیا است. روش بررسی: در این مطالعه، مدل سه‌بعدی برای یک نمونه‌ی مفصل زانوی پرانتزی از روی تصاویر ام‌آر‌آی تولید شده است. سپس مدل نمونه‌ی دوم برای همان مفصل بعد از انجام عمل مجازی استئوتومی گوه بسته، تولید شده است. برای وضعیت ایستادن معمولی، پس از بارگذاری و حل مسأله، وضعیت توزیع تنش در منیسک‌ و غضروف‌های مفصل با استفاده از روش اجزای محدود برای هر دو حالت به‌دست آمده است. یافته‌ها: نتایج نشان می‌دهد که مقادیر حداکثر تنش فون میسز (حداکثر اعوجاج) و نیز فشار تماسی برای زانوی پرانتزی مقادیر بسیار بالاتری نسبت به پای عمل شده دارد. حداکثر فشار تماسی، تحت یک بار 400 نیوتنی که بر انتهای بالایی سر استخوان فمور وارد شده، برای زانوی پرانتزی قبل از عمل 821/7 مگاپاسکال در منیسک داخلی و برای زانوی عمل شده 099/4 مگاپاسکال و در منیسک خارجی به‌دست آمد. همچنین حداکثر تنش فون میسز برای قبل و بعد عمل به ترتیب 501/6 و 488/3 مگاپاسکال بود که هر دو در منیسک داخلی دیده شدند. نتیجه‌گیری: پس از شبیه‌سازی و تحلیل اجزای محدود، نتایج توزیع تنش نشان داد که تنش‌ها پس از عمل، توزیع مناسب‌تری پیدا می‌کنند و به مقادیر یک پای سالم نزدیک‌تر می‌شوند.