تحلیل پارامترهای بیومکانیکی رباط قاپی- نازک نی ای قدامی تحت وضعیت های مختلف فرود با استفاده از مدل سازی

هدف این تحقیق بدست آوردن گشتاور مچ پا با استفاده از مدل سازی دینامیکی و محاسبه ی تنش در رباط قاپی- نازک نی ای قدامی با استفاده از مدل سازی اجزا محدود، تحت استراتژی های مختلف فرود است. به این ترتیب آسیب اسپرین رباط قاپی- نازک نی ای قدامی که یک آسیب شایع در میان آسیب اسپرین خارجی، بویژه اسپرین رباط قاپی- نازک نی ای قدامی یک آسیب شایع در میان آسیب های ورزشی است را از دیدگاه بیومکانیک بررسی خواهیم کرد. به این منظور با استفاده از داده های آنتروپومتریک، از یک مدل دینامیکی برای محاسبه ی گشتاور مچ پا در مردان و زنان استفاده شد. مدل دینامیکی شامل پنج لینک صلب و چهار مفصل لولایی در صفحه ی ساجیتال بود. داده های سینماتیک در سه استراتژی مختلف به عنوان ورودی به مدل داده شد. استراتژی اول، فرود با کف پا و تغییر در زاویه اولیه مفصل مچ پا در هنگام تماس با زمین، تعریف شد. استراتژی دوم، فرود با پنجه و تغییر در زاویه قسمت عقبی پا با زمین با در نظر گرفتن زاویه یکسان برای مفصل مچ پا هنگام تماس اولیه با زمین تعریف شد. استراتژی سوم، فرود با پنجه و ثابت در نظر گرفتن زاویه قسمت عقبی پا با زمین همراه با تغییر در زاویه مفصل مچ پا هنگام تماس با زمین بود. با استفاده از روش دینامیک معکوس، گشتاور مفصل مچ پا در هر یک از شرایط فوق محاسبه شد. برای محاسبه ی تنش در رباط قاپی- نازک نی ای قدامی، یک مدل اجزا محدود از پا و مچ پا، شامل استخوان ها و رباط ها ساخته شد. هندسه ی استخوان ها و رباط ها از تصاویر ct و mr بدست آمد. گشتاورهای مفصل مچ پا که تحت استراتژی های مختلف فرود، از مدل دینامیکی بدست آمده بود، به عنوان داده های ورودی به مدل اجزا محدود داده شد و خروجی مدل اجزا محدود، تنش در رباط قاپی- نازک نی ای قدامی بود. نتایج نشان داد که در استراتژی اول مقدار کمینه ای برای گشتاور ماکزیمم در زنان و مردان وجود دارد. در استراتژی دوم، با افزایش پلانتارفلکشن اولیه، پیک گشتاور مچ پا در مردان و زنان افزایش یافت. در استراتژی سوم، با افزایش زاویه پلانتارفلکشن اولیه مفصل مچ پا، گشتاور ماکزیمم در مردان و زنان افزایش یافت و پیک گشتاور مچ پا در زنان، کمتر از پیک گشتاور در مردان بود. همچنین نشان داده شد که در یک شرایط خاص که در آن زاویه قسمت عقبی پا با زمین در زنان 30 درجه و در مردان 25 درجه و زاویه ی اولیه ی مچ پا هنگام تماس پا با زمین در زنان 3/21 درجه و در مردان 3/11 درجه بود، زنان پیک گشتاور مچ پای کمتر و میزان جذب انرژی بیشتری در مقایسه با مردان داشتند. نتایج مدل اجزا محدود نشان داد که در تمام استراتژی ها، تنش در رباط قاپی- نازک نی ای قدامی با افزایش گشتاور مفصل مچ پا افزایش یافت. به عبارتی با افزایش زاویه ی پلانتارفلکشن اولیه مچ پا، تنش در رباط قاپی- نازک نی ای قدامی افزایش یافت. تمامی این نتایج با نتایج مطالعات پیشین سازگار بود. مقایسه ی نتایج این مدل ها و تحقیقات گذشته، نشان می دهد که این روش، روشی مفید برای شبیه سازی هر شرایطی برای هر فرد است تا بتوان از طریق آن تعیین کرد که آیا آن شرایط منجر به آسیب می شود یا خیر. با کمک شبیه-سازی حرکت قادر به پیش بینی پارامترهای سینتیکی مفصل در شرایطی هستیم که توسط مطالعات تجربی دست یابی به آن ها مشکل خواهد بود.