Analiza przestrzeni roboczej układu więzadeł stawu skokowego górnego w płaszczyźnie strzałkowej i czołowej - badania wstępne

• Autorzy: Mazur Marta , Ciszkiewicz Adam

Warianty tytułu

EN

A workspace analysis for a ligament system of an upper ankle joint in sagittal and frontal plane - a preliminary study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy była analiza przestrzeni roboczej układu więzadeł stawu skokowego górnego. Na potrzeby badań przygotowano trójwymiarowy model wieloczłonowy górnego stawu skokowego, który zawierał dwa ciała sztywne: nieruchomą goleń i kości stopy. Ciała te połączone były ze sobą układem trójwymiarowych cięgien, które zastępowały więzadła. Przestrzeń roboczą stawu wyznaczono poprzez iteracyjną zmianę położenia kości stopy. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że przestrzeń robocza górnego stawu skokowego zdeterminowana jest głównie przez geometrię więzadeł położonych po jego bocznej stronie.

EN

The aim of this study was to analyze the workspace of a ligament system of an upper ankle joint. To facilitate this research, a spatial multibody model of an upper ankle joint was prepared. The model contained two rigid bodies corresponding to the lower leg and the foot. The bodies were connected by a system of three-dimensional cables representing the ligaments. The workspace was computed by iteratively modifying the location of the foot. The obtained results suggest that the workspace of the upper ankle joint is mostly determined by the geometry of the ligaments located on its medial side.

Słowa kluczowe

PL

układ wieloczłonowy; procedura numeryczna; stopa; goleń

EN

multi-particle system; numerical procedure; foot; shin

• Wydawca: Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Aktualne Problemy Biomechaniki
• Rocznik: 2019
• Tom: z. 17
• Strony: 77--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Mazur Marta

• Instytut Mechaniki Stosowanej, Politechnika Krakowska, Kraków

autor

Ciszkiewicz Adam

• Instytut Mechaniki Stosowanej, Politechnika Krakowska, Kraków

Bibliografia

• [1] Ziółkowski M. (red.): Anatomia prawidłowa człowieka, Tom I Układ ruchu, RU ZSP AM, Wrocław, 1991.
• [2] Bochenek A., Reicher M.: Anatomia Człowieka - Tom I Układ Ruchu, PZWL, Warszawa, 2010.
• [3] Ciszkiewicz A., Milewski G.: Ligament-based spine-segment mechanisms, Bulletin of the Polish Academy of Sciences-Technical Sciences, vol. 66(5), 2018, p.705-712.
• [4] Park S., Lee S., Yoon J., Chae S.W.: Finite element analysis of knee and ankle joint during gait based on motion analysis, Medical Engineering and Physics, vol. 63, 2005, p.33-41.
• [5] Mondal S., Ghosh R.: A numerical study on stress distribution across the ankle joint: Effects of material distribution of bone, muscle force and ligaments, Journal of Orthopaedics, vol. 14, 2017.
• [6] Ciszkiewicz A., Milewski G.: Path planning for minimally-invasive knee surgery using a hybrid optimization procedure, Computer methods in biomechanics and biomedical engineering, vol. 21(1), 2018, p. 47-54.
• [7] Moseley L., Smith R., Hunt A., Gant R.: Three-dimensional kinematics of the rearfoot during the stance phase of walking in normal young adult males, Clinical Biomechanics, vol.11(1), 1996, p.39-45.
• [8] Leardini A., O'Connor J.J., Catani F., Giannini S.: A geometric model of the human ankle joint, Journal of Biomechanics, vol. 32(6), 1999, p.585-591.
• [9] Ciszkiewicz A., Knapczyk J.: Load analysis of a patellofemoral joint by a quadriceps muscle, Acta of bioengineering and biomechanics, vol. 18(2), 2016, p.111-119.
• [10] Ciszkiewicz A., Milewski G.: A novel kinematic model for a functional spinal unit and a lumbar spine, Acta of bioengineering and biomechanics, vol. 18(1), 2016, p.87-95.
• [11] Sobotta J., Paulsen F., Waschke J., Jędrzejewski K., Woźniak W.: Atlas Anatomii Człowieka Ogólne Pojęcia Anatomiczne Narządy Ruchu, Edra Urban & Partner, Wrocław, 2012.
• [12] Wei F, Hunley SC, Powell JW, Haut RC: Development and validation of a computational model to study the effect of foot constraint on ankle injury due to external rotation. Ann Biomed Eng, vol.39(2), 2011, p.756-765.
• [13] Machado M, Flores P, Claro JCP, et al: Development of a planar multibody model of the human knee joint. Nonlinear Dyn, vol.60, 2010, p.459-479.
• [14] Nie B., Forman J.L., Panzer M.B., Mait A.R., Donlon J.P., Kent R.W.: Determination of the in situ mechanical behavior of ankle ligaments, Journal of the mechanical behavior of biomedical materials, vol. 65, 2017, p.502-512.
• [15] Siegler S.: The Mechanical Characteristics of the Collateral Ligaments of the Human Ankle Joint, Foot & ankle, vol.8, 1988, p.234-242.