بررسی تاثیر پروتز ویسکوالاستیک مچ پا بر روی سیکل گیت فرد قطع عضو زیر زانو: مدلسازی و شبیه سازی

هدف از این مقاله، بررسی تاثیر پروتز مچ پنجه ویسکوالاستیک روی سیکل گیت فرد قطع عضو زیر زانو با استفاده از شبیه سازی دینامیکی راه رفتن انسان می باشد. مدلی دو بعدی و هفت سگمنتی به منظور شبیه سازی کل سیکل گیت فرد نرمال و فرد قطع عضو ارائه شده است که مجهز به مدل تقابل بین پا و زمین برای شبیه سازی کل سیکل گیت به صورت یکپارچه می باشد. در مرحله اول، شبیه سازی سیکل گیت فرد نرمال با ترکیب فرآیند بهینه سازی و روش دینامیک مستقیم انجام شده است. مرحله بعد با جایگزین کردن تولید کننده گشتاور ایده آل مچ پا با المانهای غیر فعال که نشانگر پروتز مچ-پنجه غیر فعال می باشند، به منظور شبیه سازی سیکل گیت فرد قطع زیر زانو آغاز می شود. ضرایب بهینه مفصل ها که از شبیه سازی دینامیکی سیکل گیت فرد نرمال بدست می آیند، در مفصل های سالم مدل فرد قطع عضو استفاده می شوند. با استفاده از روش بهینه سازی دینامیکی مستقیم سه نوع مختلف پروتز مچ پنجه غیر فعال بهینه طراحی و نتایج حاصل از شبیه سازی به منظور مقایسه عملکرد پروتزها به کار گرفته می شوند. نتایج نشان می دهند که استفاده از پروتز مچ پنجه ویسکوالاستیک، کار کل نرمال شده با سرعت، تابع هزینه، تلاش دینامیکی را کاهش و سرعت مدل قطع عضو را افزایش می دهد. بنابراین استفاده از پروتز مچ پنجه ویسکوالاستیک می تواند الگوی راه رفتن فرد قطع عضو زیر زانو را بهبود می بخشد.