مدل‏سازي اجزاء محدود سه‏بعدي پاي انسان در حالت ايستادن متعادل

درك رفتار بيومكانيكي پاي انسان هنگام راه رفتن و يا تحمل بار در تشخيص مكانيزم آسيب هاي مفاصل اندام تحتاني و يا ستون مهره اي، ضروري است. از جمله ويژگي هاي مكانيكي پا هنگام انجام وظايف مختلف حركتي، نحوه ي توزيع فشار كف پايي است. شناخت الگوي طبيعي توزيع فشار كف پا در طراحي و بهينه سازي ارتزهاي پا بسيار مهم است. رفتار بسيار پيچيده و شكل هندسي نامنظم ساختمان پا، مدل سازي اجزاء محدود اين ساختار بيولوژيكي را با چالش بزرگي همراه كرده است. در اين مطالعه مدل اجزاء محدود سه بعدي از ساختمان پا، به واسطه ي بازسازي تصاوير سي تي ايجاد شده است. مدل حاضر شامل ۱۹ استخوان، ۱۱۴ 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 برهمكنش هاي مفصلي، حالت ايستادن متعادل شبيه سازي شده است. در مدل حاضر، به منظور توصيف رفتار بيومكانيكي بافت هاي مختلف ، از مدل هاي مادي الاستيك خطي و غيرخطي استفاده 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 آزمايشاگاهي مقايسه شدند.