![](/images/graphics-bg.png)
Biomechanical aspects of shoulder and hip articulations : A comparison of two ball and socket joints
Other Title(s)
جوانب ميكانيكية احيائية لتمفصلات الكتف و الورك : مقارنة لمفصلين من نوع الكرة و التجويف
Joint Authors
Abbas, Sadiq Jafar
Jafar, Akram Abbud
Ismail, Mustafa Qusayy
Source
al-Khwarizmi Engineering Journal
Issue
Vol. 2, Issue 1 (30 Jun. 2006), pp.1-13, 13 p.
Publisher
University of Baghdad al-Khwarizmi College of Engineering
Publication Date
2006-06-30
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
13
Main Subjects
Topics
Abstract AR
رغم أن مفصلي الكتف و الورك ينتميان أساسا إلى نوع المفاصل ذات الكرة و التجويف إلا أنهما يظهران تباينات تركيبية لخدمة المتطلبات الوظيفية.
تترافق هذه الاختلافات التركيبية بين المفصلين بالضرورة مع الخواص الميكانيكية التابعة لأي منهما.
تهدف هذه الدراسة إلى الكشف عن بعض الخواص الميكانيكية و الوظيفية لكل من مفصلي الورك و الكتف.
حيث تم سبر الخواص الهندسية التصميمية لسطوح التمفصلات العظمية من خلال دراسة مساحة و تقوس هذه السطوح.
كما تم استخدام فحص الإجهاد للكشف عن بعض الخواص الميكانيكية لمحافظ المفاصل و الأربطة المرافقة لها.
كما تم استخدام نموذج لغرض تحليل العناصر المحددة لإظهار مسارات الشد و الضغط عبر المفصلين.
تم استخدام عشرين عظم جاف من كل من لوح الكتف، الحوض، العضد، و الفخذ.
و تم حساب مساحات التمفصل باستخدام قالب من شمع الأسنان.
كما تم وصف طريقة مبتكرة لاحتساب المساحة تحت التقوس عن طريق استخدام برامجية خاصة للتعامل مع الرسوم.
و نعتقد بأن هذه الطريقة يمكن أن توفر مؤشر لدرجة التقوس.
كما التجأنا إلى تحوير جهاز فحص الإجهاد محليا ليتلائم مع فحوصات النماذج البايولوجية.
أما دراسة تحليل العناصر المحددة فقد صممت بعد تقطيع العظام إلى شرائح و تحويلها إلى صور رقمية ثلاثية الأبعاد ليتم تحليلها بواسطة برنامجAnsys تحت تأثير قوى مختلفة.
أظهرت النتائج في مفصل الورك بأن مساحة السطوح التمفصلية لرأس عظم الفخذ و السطح الهلالي لم تكن مختلفة إحصائيا (29.8 ± 1.23 سم2 و 24.8 ± 0.75 سم2 بالتتابع).
أما بالنسبة لمفصل الكتف، فأن السطوح التمفصلية لرأس عظم العضد و الجوف الحقاني أظهرت اختلافا إحصائيا (19.0 ± 0.88 سم2 و 5.4 ± 0.3 سم2بالتتابع).
كانت المساحة تحت التقوس للسطح التمفصلي لرأس عظم الفخذ و السطح الهلالي 140.0 ± 5.84 و 141.0 ± 6.51 وحدة مساحة بالتتابع.
أما في مفصل الكتف فقد كانت القيم لرأس عظم العضد و الجوف الحقاني 87.9 ± 3.49 و 85.1 ± 1.45 وحدة مساحة بالتتابع.
لم تلاحظ فروق إحصائية مهمة ضمن مفصلي الورك و الكتف، في حين كانت الفروق مهمة إحصائيا عند المقارنة بين سطوح المفصلين.
تمت مناقشة الصعوبات التي واجهت تطبيق فحص الإجهاد و ذلك لجعل الآلة المستخدمة أكثر ملائمة للفحوص البايولوجية في المستقبل.
و رغم الصعوبات إلا أن النتائج أظهرت بأن موقع تمزق محفظة مفصل الكتف كانت عند الجهة الأمامية السفلى.
إن وجود تماس كبير بين مساحة الكرة و التجويف، كما ظهر في مفصل الورك، يجعل المفصل أكثر استقرارا.
على العكس من ذلك، فإن مساحة التماس للسطوح التمفصلية لمفصل الكتف كانت أقل بكثير مما يقلل من ثبات المفصل.
إن عدم وجود فروق مهمة لتحدب السطوح التمفصلية ضمن مفصلي الكتف و الورك يشير إلى جودة التطابق و بالتالي ثباتا أكبر خاصة عند حركة المفصل.
أما اختلاف التحدب بين المفصلين فإنه يشير إلى اختلاف مديات الحركة بينهما.
كانت النتائج التي تم التوصل إليها من خلال تحليل العناصر المحددة مهمة في تحديد مناطق تمركز الإجهادات و قد تم تفسيرها من وجهة نظر تشريحية و ربطها بمناطق اتصال العضلات و محفظة المفصل.
إن نماذج المفاصل التي طورت في هذه الدراسة يمكن أن تستخدم كوسيلة حساب للميكانيك الإحيائي للمفاصل و في تحليل المفاصل الصناعية المغروسة.
Abstract EN
The shoulder and hip joints though essentially both are ball and socket joints, show structural.
Variability to serve functional need this 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 muscle.
Twenty dried scapula, hip, humorous, 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 test metric machine, which was locally modified to suit biological specimens.
A finite element analysis was designed to study the articulating bones under different loading conditions.
In 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 particular areas of the head of the humorous and the globoid 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 humorous 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.
American Psychological Association (APA)
Jafar, Akram Abbud& Abbas, Sadiq Jafar& Ismail, Mustafa Qusayy. 2006. Biomechanical aspects of shoulder and hip articulations : A comparison of two ball and socket joints. al-Khwarizmi Engineering Journal،Vol. 2, no. 1, pp.1-13.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-248050
Modern Language Association (MLA)
Jafar, Akram Abbud…[et al.]. Biomechanical aspects of shoulder and hip articulations : A comparison of two ball and socket joints. al-Khwarizmi Engineering Journal Vol. 2, no. 1 (2006), pp.1-13.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-248050
American Medical Association (AMA)
Jafar, Akram Abbud& Abbas, Sadiq Jafar& Ismail, Mustafa Qusayy. Biomechanical aspects of shoulder and hip articulations : A comparison of two ball and socket joints. al-Khwarizmi Engineering Journal. 2006. Vol. 2, no. 1, pp.1-13.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-248050
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 10-12
Record ID
BIM-248050