STRUCTURAL ANALYSIS OF THE PELVIC GIRDLE BEFORE AND AFTER HIP REPLACEMENT PROCEDURE
https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-2-165-172
Abstract
The paper presents the results of a preliminary study on the structural analysis of the pelvic girdle, comparing results for the analysis performed before and after the hip replacement procedure with taking into account changes in the mechanical properties of the articular cartilage of the joint. Basic anatomy and biomechanics of the hip joint is introduced. The mechanical analysis of the hip joint model in each case is conducted. Final results of analysis are presented. The numerical model of the tested objects was made on the basis of CT and CAD modeling. Hip bone models were made using specialist software such as Materialise Mimics. The model is made in the program was then exported to a data exchange file in order to obtain the editable CAD files. Thus obtained models were the starting point for the implementation of the numerical model of personalized hip replacement. Numerical models of bone and implant were performed in Solidworks environment.
Mechanical analysis was carried out using finite element analysis. During performing of calculations with the use of finite element analysis other physical quantities are also being discretized: loads, tensions, restraints or other examples represented in the system with the use of continuous function. While performing the process of discretization software aims at maximally approximation of discreet and continuous form using approximation methods.
About the Authors
Ja. ZubrzyckiPoland
Address for correspondence: Zubrzycki Jarosław - Lublin University of Technology, 36 Nadbystrzycka str., 20-618 Lublin, Poland. Tel.: +4881 538-45-85 j.zubrzycki@pollub.pl
R. Karpinski
Poland
Lublin
L. Jaworski
Poland
Poznań
A. M. Ausiyevich
Belarus
Minsk
N. Smidova
Slovakia
Kosice
References
1. Będziński R. (1997) Biomechanika Inżynierska. Wrocław, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej (in Poland).
2. Maciejewski R., Torres K. (2007) Anatomia Czynnościowa – Podręcznik dla Studentów Pielęgniarstwa, Fizjoterapii, Ratownictwa Medycznego, Analityki Medycznej i Dietetyki. Lublin, Wydawnictwo Czelej (in Poland).
3. Bochenek A., Reicher M. (1978) Anatomia Człowieka. Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL (in Poland).
4. Ignasiak Z. (2007) Anatomia Układu Ruchu. Wrocław, Elsevier Urban Partner. 194 (in Poland).
5. Bochenek A., Reicher M. (1990) Anatomia Człowieka. Tom I. Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL (in Poland).
6. Tejszerska D., Świtoński E., Gzik M. (2011) Biomechanika Narządu Ruchu Człowieka. Praca Zbiorowa. Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji – Państwowego Instytutu Badawczego (in Poland).
7. Woźniak W., Jędrzejewski K., Sobotta S. (2012). Atlas Anatomii Człowieka. Wrocław, Elsevier Urban Partner (in Poland).
8. Błaszczyk J. W. (2014) Biomechanika Kliniczna. Podręcznik dla Studentów Medycyny i Fizjoterapii. Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL (in Poland).
9. Klimiuk P. A., Kuryliszyn-Moskal A. (2012) Osteoarthritis. Reumatologia = Rheumatology, 2 (50), 162–165 (in Poland).
10. Karpiński R., Jaworski Ł., Zubrzycki J. (2016) Structural Analysis of Articular Cartilage of the Hip Joint Using Finite Element Method. Advances in Science and Technology Research Journal, 10 (31), 240–246. DOI: 10.12913/ 22998624/64064.
11. Będziński R., Kędzior K., Kiwerski J., Morecki A., Skalski K., Wall A., Wit A. (2004) Biomechanika i Inżynieria Rehabilitacyjna. Warszawa, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT (in Poland).
12. Gaździk T. S., Będziński R. (ed.) (2011) Endoprotezoplastyka – Teraźniejszość i Przyszłość. Mechanika Techniczna. Tom XII: Biomechanika. Warszawa, IPPT PAN, 641–664 (in Poland).
13. Braniewska M., Zubrzycki J., Karpiński R., Olszówka M., Niścior M. (ed.) (2015) Komputerowo Wspomagane Projektowanie i Wytwarzanie implantu Stawu Biodrowego. Innowacje w Fizjoterapii. Tom. 2. Lublin, 147–170 (in Poland).
14. Hughes T. J. R. (2000) The Finite Element Method: Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis. Dover Publications. 704.
15. Karpiński R., Jaworski Ł., Szabelski J. (2016) The Design and Structural Analysis of the Endoprosthesis of the Hip Joint. Applied Computer Science, 12 (1), 87–95.
16. Mańko M., Zubrzycki J., Karpiński R., Olszówka M., Niścior M. (ed.) (2015) Zastosowanie Metod Inżynierii Odwrotnej do Projektowania Sztucznego Krążka Międzykręgowego. Innowacje w Fizjoterapii. Tom. 2. Lublin, 171–197 (in Poland).
17. Madej T. (2008) Modelowanie Strefy Ruchowej Endoprotezy Stawu Biodrowego w Aspekcie Biomateriałów. Ph. D. Thesis. Akademia Górniczo – Hutnicza (in Poland).
18. Zubrzycki J., Smidova N. (2014) Computer-Aided Design of Human Knee Implant. Applied Mechanics and Materials, 613, 172–181. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm. 613.172.
Review
For citations:
Zubrzycki J., Karpinski R., Jaworski L., Ausiyevich A.M., Smidova N. STRUCTURAL ANALYSIS OF THE PELVIC GIRDLE BEFORE AND AFTER HIP REPLACEMENT PROCEDURE. Science & Technique. 2018;17(2):165-172. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-2-165-172