مدل سازي اجزاء محدود سه بعدي پاي انسان در حالت ايستادن متعادل

3-D Finite Element Model (FEM) of Human Foot in Balanced Standing Condition

در اين مطالعه مدل اجزاء محدود سه ­بعدي از ساختمان پا، به واسطه‌ي بازسازي تصاوير سي ­تي ايجاد شده است. مدل حاضر شامل 19 استخوان، 114 ليگامنت و فاشياي پلانتار مي ­باشد كه در حجمي از بافت نرم محصور مي­ گردند. با تعريف شرايط مرزي و بارگذاري مناسب و همچنين در نظر گرفتن برهم‌كنش‌هاي مفصلي، حالت ايستادن متعادل شبيه­ سازي شده است. در اين مطالعه توزيع فشار تماسي در سطح پلانتار پا و همچنين توزيع تنش در ساختار استخواني مورد ارزيابي قرار گرفته ­اند. به منظور اعتبارسنجي نتايج، توزيع فشار پلانتار پيش ­بيني ­شده، مساحت سطح تماس پا با تكيه­ گاه و موقعيت مركز فشار با مقادير آزمايشگاهي مقايسه شدند.

In this study, a detailed 3D FE model of the human foot-ankle structure is created from reconstructing CT images. The foot FE model consists of 19 separate bones, 114 ligaments, and the plantar fascia, embedded in a volume of encapsulated soft tissue. By defining appropriate boundary condition and loading and also considering the main bone interactions, balanced standing is simulated. In this study, plantar pressure distribution and bone structure stress is evaluated. To validate the FE results, the values of predicted plantar pressure distribution, contact area and center of pressure (COP) position are compared with the experimental data.