تحلیل بیومکانیکی پای راننده تراکتور جهت بررسی اختلالات مفصل زانو

زانو یکی از مهمترین و پرکاربردترین مفصل های بدن انسان می باشد که در معرض آرتروز و بیماری ها قرار دارد. بررسی بیومکانیکی مفصل زانو و مدل سازی سه بعدی آن با استفاده از روش های عکس برداری و آناتومی هندسه، می تواند سینماتیک و مکانیک اتصال در این مفصل را مورد ارزیابی قرار دهد و با بررسی مدل استقرار و شرایط مختلف بارگذاری ، نیروهای ایجاد شده را تجزیه و تحلیل نمود. مدل های بیومکانیکی زانو اغلب شامل ساختار استخوانی، لایه های غضروفی مجزا، منیسک ها و لیگامنت های اصلی می باشد. مطالعات نشان می دهد که استفاده از مدل های بیومکانیکی و تجزیه و تحلیل رایانه ای، درک صحیحی از نیروهای ماهیچه ای، تنش غضروف و پیش بینی آسیب های زانو در وضعیت ها و شرایط مختلف بارگذاری ارائه خواهد نمود. لذا هدف از این پژوهش، بررسی نتایج حاصل از تحلیل المان محدود تحت سینتیک های مختلف در شرایط فعالیت اپراتورهای ماشین های کشاورزی و چرخه عملی پدالگیری و زوایای قرارگیری زانو و بارهای وارده و در نهایت تهیه مدل سه بعدی بیومکانیکی و المان محدود زانو در حین انجام فعالیت می باشد. در این پژوهش از رانندگان با آنتروپومتری های متفاوت جهت اندازه گیری زوایای زانو در حین فشردن پدال استفاده گردیده سپس با فیلم برداری از چرخه فشردن پدال و بدست آوردن سینماتیک حرکت، چرخه فشردن پدال مدل سازی شد. همچنین مدل سه بعدی المان محدود زانو نیز با عکس یرداری سی تی اسکن ساخته شد. با تجزیه و تحلیل مدل ساخته شده ممان های وارد بر عضوها اندازه گیری گردید. مطالعه تحقیقات صورت گرفته روی مفصل زانو در سینتیک های مختلف خصوصاً موقعیت های مشابه فشردن پدال در ماشین های کشاورزی و نتایج حاصله مدل تولید شده، بیانگر این نتیجه است که سینتیک و نیروی پدال گیری در تراکتورهای مختلف متفاوت بوده و در چرخه فعالیت پدالگیری، زانو مرتباً با 45 درصد ماکزیمم گشتاور قابل تحمل خود در حال فعالیت است. بنابراین در فشردن پدال با توجه به اعمال نیروی زیاد پا خصوصاً در اکستنشن کامل زانو، سینتیک های خاص می تواند در کاهش تنش های بوجود آمده تا زیر حد تحمل زانو و عملکرد بهتر مفصل، موثر واقع شود و در نهایت منجر به کاهش صدمات و اختلالات وارد به این مفصل گردد.