research centers


Search results: Found 1

Listing 1 - 1 of 1
Sort by

Article
Biomechanical Aspects of Shoulder and Hip Articulations: A Comparison of Two Ball and Socket Joints
جوانب ميكانيكية احيائية لتمفصلات الكتف والورك: مقارنة لمفصلين من نوع الكرة والتجويف

Authors: Mustafa Qusay Ismael --- Dr. Sadiq Jaffar Abass --- Dr. Akram Abood Jaffar
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2006 Volume: 2 Issue: 1 Pages: 1-14
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The shoulder and hip joints though essentially both are ball and socket joints, show structural variability to serve functional needs.study aims at revealing some of the structural and functional properties of each of the two joints regarding the factors that contribute to the stability of any joint in the body, namely: bone, ligament, and muscleTwenty dried scapula, hip, humerus, and femur were used. The area of the articular surfaces was estimated by molding a sheet of dental wax. Using special graphics software, a novel procedure was described to calculate the area under the curve, which was postulated to indicate the degree of curvature. Tension test was applied using a testometric machine, which was locally modified to suit biological specimens. A finite element analysis was designed to study the articulating bones under different loading conditionsIn the hip joint, the area of the articular surface of the head of the femur and that of the lunate showed no significant statistical difference. For the shoulder joint, the articular areas of the head of the humerus and the glenoid were statistically different. No statistical significance was observed regarding curvature of the articular surfaces within both the hip and shoulder joints; however, the values were significantly different between the hip and shoulder. In the tension test, the site of rupture of the capsule of the shoulder joint was found to be at its anteroinferior part.
The more contact between the area of the cup and ball, as was demonstrated in the hip joint, the more stable the joint. On the contrary, the shoulder articular surfaces have less area of contact, which makes it more mobile and decreases stability. The insignificant difference in curvature within both joints indicates a good congruity and thus more stability especially during joint movement. The curvature difference between the head of femur and the head of humerus indicates that the range of motion is quite different for the two joints. Results obtained from the finite element analysis were important in understanding the areas of stress concentration and were thoroughly explained from the anatomical point of view and linked to muscle and joint capsule attachments. The model of the joints developed in this study can be used as a computational tool to joint biomechanics and to prosthetic implant analysis.
Keywords: hip joint, shoulder joint, finite element analysis, biomechanics.

رغم ان مفصل الكتف والورك نٌتم اٌن اساساً الى نوع المفاصل ذات الكرة والتجو فٌ الا انهماظٌهران تبا نٌات ترك بٌ ةٌ لخدمة المتطلبات الوظ فٌ ةٌ. تترافق هذه الاختلافات الترك بٌ ةٌ ب نٌ المفصل نٌبالضرورة مع الخواص الم كٌان كٌ ةٌ التابعة لأي منهما.تهدف هذه الدراسة الى الكشف عن بعض الخواص الم كٌان كٌ ةٌ والوظ فٌ ةٌ لكل من مفصل الوركوالكتف. ح ثٌ تم سبر الخواص الهندس ةٌ التصم مٌ ةٌ لسطوح التمفصلات العظم ةٌ من خلال دراسة مساحةوتقوس هذه السطوح. كما تم استخدام فحص الاجهاد للكشف عن بعض الخواص الم كٌان كٌ ةٌ لمحافظ المفاصلوالاربطة المرافقة لها. كما تم استخدام نموذج لغرض تحل لٌ العناصر المحددة لاظهار مسارات الشد والضغطعبر المفصل نٌ.تم استخدام عشر نٌ عظم جاف من كل من لوح الكتف، الحوض، العضد، والفخذ. وتم حسابمساحات التمفصل باستخدام قالب من شمع الاسنان. كما تم وصف طر قٌة مبتكرة لاحتساب المساحة تحتالتقوس عن طر قٌ استخدام برامج ةٌ خاصة للتعامل مع الرسوم. ونعتقد بأن هذه الطر قٌة مٌكن ان توفرمؤشر لدرجة التقوس. كما التجأنا الى تحو رٌ جهاز فحص الاجهاد محل اًٌ ل تٌلائم مع فحوصات النماذجالبا وٌلوج ةٌ. اما دراسة تحل لٌ العناصر المحددة فقد صممت بعد تقط عٌ العظام الى شرائح وتحو لٌها الى صوررقم ةٌ ثلاث ةٌ الابعاد ل تٌم تحل لٌها بواسطة برنامج Ansys تحت تأث رٌ قوى مختلفة.اظهرت النتائج ف مفصل الورك بأن مساحة السطوح التمفصل ةٌ لرأس عظم الفخذ والسطح الهلال لم تكن مختلفة احصائ اٌ ) 29،8 ± 1،23 سم 2 و 24،8 ± 0،75 سم 2 بالتتابع(. اما بالنسبة لمفصل الكتف، فأنالسطوح التمفصل ةٌ لرأس عظم العضد والجوف الحقان اظهرت اختلافا احصائ اٌ ) 19،0 ± 0،88 سم 2 و5،4 ± 0،3 سم 2 بالتتابع(.كانت المساحة تحت التقوس للسطح التمفصل لرأس عظم الفخذ والسطح الهلال 140،0 ± 5،84و 141،0 ± 6،51 وحدة مساحة بالتتابع. اما ف مفصل الكتف فقد كانت الق مٌ لراس عظم العضد والجوفالحقان 87،9 ± 3،49 و 85،1 ± 1،45 وحدة مساحة بالتتابع. لم تلاحظ فروق احصائ ةٌ مهمة ضمنمفصل الورك والكتف، ف ح نٌ كانت الفروق مهمة احصائ اًٌ عند المقارنة ب نٌ سطوح المفصل نٌ.تمت مناقشة الصعوبات الت واجهت تطب قٌ فحص الاجهاد وذلك لجعل الآلة المستخدمة اكثر ملائمةللفحوص البا وٌلوج ةٌ ف المستقبل. ورغم الصعوبات الا ان النتائج اظهرت بأن موقع تمزق محفظة مفصلالكتف كانت عند الجهة الامام ةٌ السفلى.ان وجود تماس كب رٌ ب نٌ مساحة الكرة والتجو فٌ، كما ظهر ف مفصل الورك، جٌعل المفصل اكثراستقرار اً. على العكس من ذلك، فان مساحة التماس للسطوح التمفصل ةٌ لمفصل الكتف كانت اقل بكث رٌ مماقٌلل من ثبات المفصل.ان عدم وجود فروق مهمة لتحدب السطوح التمفصل ةٌ ضمن مفصل الكتف والورك شٌ رٌ الى جودةالتطابق وبالتال ثباتاً اكبر خاصة عند حركة المفصل. اما اختلاف التحدب ب نٌ المفصل نٌ فانه شٌ رٌ الىاختلاف مد اٌت الحركة ب نٌهما.كانت النتائج الت تم التوصل ال هٌا من خلال تحل لٌ العناصر المحددة مهمة ف تحد دٌ مناطق تمركز الاجهاداتوقد تم تفس رٌها من وجهة نظر تشر حٌ ةٌ وربطها بمناطق اتصال العضلات ومحفظة المفصل. ان نماذجالمفاصل الت طورت ف هذه الدراسة مٌكن ان تستخدم كوس لٌة حساب للم كٌان كٌ الاح اٌئ للمفاصل وف تحل لٌ المفاصل الصناع ةٌ المغروسة.

Listing 1 - 1 of 1
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (1)


Language

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2006 (1)