Details

В работе исследовано поведение менисков коленного сустава при травмирующих нагрузках, а именно – приземление с прыжка с внутренней ротацией бедра. На основе МРТ-снимка построена модель сустава, которая включает в себя кости, хрящ, латеральный и медиальный мениски. Рассмотрены два сценария нагружения: приземление на согнутую ногу под углом 45° и под углом 10°. Проведено сравнение трех моделей материала менисков: изотропная упругая, ортотропная упругая, ортотропная гиперупругая. Выполнены расчеты напряженно-деформированного состояния. Установлено, что ортотропные модели позволяют корректно определить тип и локализацию потенциального разрыва. Использование изотропной модели может дать только качественную оценку. Гиперупругая модель требует большей вычислительной мощности, но обеспечивает более физиологичные результаты. Работа может найти применение в спортивной медицине для оценки риска травм и оптимизации техники выполнения движений.

This study investigates the behavior of the knee joint menisci under injurious loading conditions, specifically landing from a jump with internal femoral rotation. A model of the joint was constructed based on MRI scans, including bones, cartilage, and the lateral and medial menisci. Two loading scenarios were considered: landing on a bent leg at angles of 45° and 10°. Three material models of the menisci were compared: isotropic elastic, orthotropic elastic, and orthotropic hyperelastic. Stress-strain calculations were performed. It was found that orthotropic models correctly determine the type and location of a potential tear. The isotropic model can only provide a qualitative assessment. The hyperelastic model requires greater computational power but provides more physiologically realistic results. This work can find application in sports medicine for injury risk assessment and optimization of movement technique.