برای جستجو در بین هزاران پایان نامه در موضوعات مختلف     

      و دانلود متن کامل آنها با فرمت ورد اینجا کلیک کنید     

 
دانلود پایان نامه

فصل دوم: فرضیات و تئوری
در فصل پیشین مقدمه‌ای مبسوط در مورد آناتومی زانو، دردها و آسیب‌های معمول زانو، پروتزهای جایگزین زانو و دلایل اصلی خرابی آن‌ها، اهمیت و نقش آن‌ها برای بیماران، نیاز و اهمیت افزایش طول عمر و کارایی پروتزهای زانو و بررسی تحقیقات صورت گرفته در این زمینه ارائه شده است.
در این فصل، نیروها و گشتاورهای گوناگون تأثیرگذار بر مفصل زانو در موقعیت‌های گوناگون استفاده از پروتز زانو در فعالیت‌های روزمره و پرکاربردترین حالات مورد بررسی قرار خواهند گرفت و بحرانی‌ترین موقعیت‌ها تعیین خواهند شد. هم‌چنین انواع حالات ممکن برای اعمال نیروهای موجود روی مدل پروتز زانو در فرآیند شبیه‌سازی مورد بحث قرار خواهد گرفت. سپس به بررسی و مطالعه‌ روش‌های تحلیل پروتز زانو پرداخته و در نهایت روش مناسب برای ادامه‌ تحقیق حاضر انتخاب خواهد شد.
صفحات بدن
به منظور درک بهتر مفاهیم بنیادین رایج در آناتومی و مباحث مربوط به پروتزها، تعریف اصطلاحات رایج در مبحث آناتومی لازم خواهد بود. از جمله مفاهیم رایج در این مبحث، صفحات بدن هستند. در علوم پزشکی برای درک بهتر اجزاء و آناتومی بدن، بدن را در یک دستگاه مختصات کارتزین مورد بررسی قرار می‌دهند. شکل ‏21 صفحات بدن را نشان می‌دهد. مبدأ مختصات این دستگاه در کمر واقع شده است و صفحات آن عبارتند از صفحه ساژیتال (سهمی)، صفحه فرونتال (قائم) و صفحه هوریزنتال (افقی).
صفحه ساژیتال صفحه‌ای فرضی است که از درز ساژیتال جمجمه به طور عمودی گذشته و بدن را به دو بخش مساوی راست و چپ تقسیم می‌نماید. چنانچه این صفحه بدن را به دو بخش نامساوی تقسیم نماید، صفحه پاراساژیتال نامیده می‌شود . صفحه فرونتال صفحه‌ای فرضی است که بر صفحه ساژیتال عمود بوده و بدن را به دو قسمت قدامی و خلفی تقسیم می‌نماید . صفحه هوریزنتال نیز صفحه‌ای فرضی است که بدن را از کمر به دو قسمت فوقانی و تحتانی تقسیم می‌نماید .
درجات آزادی زانو
مفصل زانو یک مفصل لولایی خالص نیست اما با مجموعه‌ای پیچیده از انتقال‌ها و دوران‌ها حرکت می‌کند. این مفصل تقریباً شبیه یک مفصل لولایی اصلاح‌شده است که در طول فعالیت‌های دینامیکی دارای شش درجه آزادی می‌باشد. در شکل ‏22 نمایش درجات آزادی مفصل زانو ارائه شده‌است. این شش درجه آزادی به صورت سه چرخش و سه انتقال دسته‌بندی می شوند، که عبارتند از:
چرخش
خم شدن و صاف شدن: غلتیدن استخوان ران بر روی ساق؛
چرخش به داخل و خارج: چرخش استخوان ساق حول محور خودش؛
چرخش به درون و بیرون: چرخش استخوان ساق در صفحه جلویی بدن؛
انتقال
انتقال عقب و جلو: لغزیدن عقب و جلو استخوان ساق؛
انتقال میانی و جانبی: لغزیدن پهلو به پهلو استخوان ساق؛
فشرده شدن و باز شدن: حرکت استخوان ساق و ران در راستاهای محور خودشان.

مطلب مرتبط :   دانلود پایان نامه درباره پیچیدگی و محدودیت

شکل ‏21: صفحات بدن [17].

شکل ‏22: نمایش درجات آزادی مفصل زانو [1].
تحلیل نیروها در مفصل زانو
نیروها و گشتاورهای گوناگونی حین فعالیت به مفصل زانو اعمال می‌گردد که برای تحلیل می‌بایست مدنظر قرار گیرند. این نکته حائز اهمیت است که چه نیروها یا گشتاورهایی برای تحلیل عددی و به خصوص روش المان محدود (به عنوان یکی از روش‌های متداول در تحلیل پروتز زانو) و حین اعمال شرایط مرزی مسئله باید مدنظر قرار گیرند و اینکه راستا و جهت اعمال این نیروها به چه صورت می‌باشد.
تخمین نیروها و گشتاورهای عمل کننده در زانوی انسان و هم‌چنین نیروهای پیچشی مفصل ران- ساق از عوامل مهم در نظر گرفته شده توسط محققان و طراحان پروتزها می‌باشد. تا سال 1938 اندازه‌گیری نیروهای عکس‌العمل زمین به منظور محاسبه نیروهای مفصل و گشتاور نیرو حول مفصل زانو ناکافی بود. معادلات توسط نیوتن، اویلر و دالامبر تعریف شدند ولی تکنیکی که بتواند آنها را به خدمت بگیرد وجود نداشت. الفمن یک دسته صفحات را به کار برد که در هنگام فوتوگرافی کردن با سینماتوگرافی، اطلاعات جابه‌جایی را ایجاد نماید. از روی این داده‌ها به کمک محاسبات ریاضی توانست به اطلاعات نیرو در صفحات عمودی و افقی دست یابد [18]. او توانست به کمک سیستمی که بزرگی و موقعیت مؤلفه نیروی عکس‌العمل زمین را ثبت می‌کرد، مقادیر نیرو را با مقادیر مکان لحظه‌ای ‌عضو مورد نظر ترکیب نماید و نیروی مفاصل، گشتاور نیرو و تغییرات انرژی در طول قدم زدن را بدست آورد [19].
برسلر و فرانکل [20] چهار فرد سالم را در سیکل قدم زدن مورد مطالعه قرار دادند. تحقیق آنها به گونه‌ای بود که همزمان از سینماتوگرافی و ثبت نیرو بر روی صفحات استفاده کردند تا نیروی مفصل و گشتاور نیرو را حول مفصل برای هر سه بعد تعریف نمایند. این کار در واقع ادامه‌ کار الفمن بود.

دسته بندی : علمی