Metoda pozycjonowania powierzchni stawowych w modelowaniu MES

Praca dotyczy opracowania metody przeznaczonej do pozycjonowania modeli geometrycznych kości na podstawie przyjętego obiektywnego kryterium. Zagadnienie zdefiniowano jako problem optymalizacyjny. Zastosowano metodę Newtona do pozycjonowania elementów kostnych stawu kolanowego dla dowolnego kąta zgięcia. Zaproponowano rozwiązanie umożliwiające ustalenie wzajemnego położenia powierzchni stawowych stawu kolanowego dla modeli geometrycznych kości udowej oraz piszczelowej pozyskanej z tomografii komputerowej dla wyprostowanej kończyny. Zastosowanie proponowanej metody umożliwia dokładne pozycjonowanie elementów bryłowych, dzięki czemu uzyskano wymagany kontakt powierzchni stawowych. Przedstawiona metoda umożliwia uzyskanie dokładnych modeli stawu dla dowolnych położeń.

This paper presents the method to preparation geometrical models in which the suitable position is required. The author applied the Newton algorithm to finding solution for nonlinear set of equations. These equations are prepared from general relations between independent coordinates. Application was realized in VBA language based on data received from model generated in ANSYS Inc. Software. The proposed method was examined for finding position problem for the fibula and tibia bones in knee joint for different angles during bending of knee. The error of solutions was determined as a mean distance between selected spaces. The results were compared on the space selected to represented the cartilage contact in the joint.