A developed multibody knee model for unloading knee with cartilage penetration depth control

软骨 骨关节炎 渗透(战争) 胫骨 膝关节 接触力 股骨 生物医学工程 材料科学 医学 口腔正畸科 解剖 外科 工程类 物理 病理 替代医学 量子力学 运筹学
作者
Amirhosein Javanfar,Mahdi Bamdad
出处
期刊:Proceedings Of The Institution Of Mechanical Engineers, Part H: Journal Of Engineering In Medicine [SAGE Publishing]
卷期号:236 (10): 1528-1540 被引量:3
标识
DOI:10.1177/09544119221122067
摘要

Unloader knee braces could relieve pain by decreasing the medial knee loading. Particularly for knee osteoarthritis (KOA) patients, this study investigates the relevance of the knee model after identifying the most influential parameter. Since KOA causes the cartilage in a joint to lose its elasticity and thickness, the lack of normal bone-to-bone separation can be painful. We believe that cartilage penetration depth control is an impactful strategy in this research. Moreover, the knee contact force in KOA is fewer than in healthy knees, confirming that the contact force control cannot be a straight factor. Therefore, a biomechanical human knee model is developed, and a generic procedure for dynamic analysis of contact problems in combination with the musculoskeletal model is introduced. The developed model includes the geometric expression of collision curves and an algorithm for determining collision points. This presentation addresses cartilage penetration depth and contact force calculation through nonlinear discontinuous contact law. In view of this, femur and tibia's relative motion is analyzed through the combined collision reactions of cartilage and bone in the knee. In the simulation, maximum penetration depth in a healthy knee is reported to be 0.795 mm, while in a 75% KOA is 0.521 mm, including 0.5 mm cartilage-cartilage contact and 0.021 mm bone-bone contact. The top unloading 852 N is achieved, reducing penetration depth to 0.45 mm, avoiding bone-bone contact. This proposed procedure with low computation gives us a suitable analysis method for designing knee assistive devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小洪俊熙发布了新的文献求助10
刚刚
北望完成签到,获得积分20
刚刚
Lee完成签到 ,获得积分10
1秒前
科研狗完成签到 ,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
romeo发布了新的文献求助10
7秒前
妖孽宇完成签到,获得积分10
9秒前
简简单单完成签到,获得积分10
9秒前
550190946发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
111完成签到,获得积分10
11秒前
zhubin完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
田南松发布了新的文献求助10
16秒前
搬砖美少女完成签到,获得积分10
16秒前
nn发布了新的文献求助10
17秒前
7ohnny完成签到,获得积分10
18秒前
apckkk完成签到 ,获得积分10
20秒前
深情安青应助550190946采纳,获得10
21秒前
22秒前
23秒前
jbq完成签到 ,获得积分20
23秒前
YM完成签到,获得积分10
25秒前
生动柔发布了新的文献求助10
25秒前
大旭完成签到 ,获得积分10
26秒前
Fn完成签到 ,获得积分10
28秒前
zero完成签到,获得积分10
30秒前
瘦瘦谷兰完成签到,获得积分10
30秒前
zcz完成签到 ,获得积分10
31秒前
白嘉乐完成签到,获得积分10
32秒前
考研小白完成签到,获得积分10
32秒前
高妍纯完成签到 ,获得积分10
34秒前
36秒前
风中的丝袜完成签到,获得积分10
36秒前
赵赵完成签到,获得积分10
39秒前
39秒前
shiizii应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
xuzj应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
Mars应助科研通管家采纳,获得30
40秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038201
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575940
关于积分的说明 11373987
捐赠科研通 3305747
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819274
邀请新用户注册赠送积分活动 892662
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022