| Abstract | U okviru ovog rada, nastoje se opisati ozljede koljenog zgloba koje se javljaju kao posljedica sportskih i rekreativnih aktivnosti. Kako bi se što bolje razumijele ozljede, prvotno je opisana anatomska građa koljenog zgloba. U koljenu se uzglobljuju tri kosti: femur, tibija i patela. Za stabilnost zgloba najviše su zaslužni ligamenti, dok meniskusi pravilno raspodjeljuju tlak u zglobu i smanjuju vibracije nastale kretanjem. Mišići ostvaruju kretanje zgloba koljena, a najvažniji pokreti koljena jesu fleksija i ekstenzija. U danjem toku analize opisani su unutarnji i vanjski uzroci koji bitno utječu na povećanje rizika od ozljeda. Kao glavni unutarnji uzroci istaknuti su biološka i anatomska građa pojedinca, razlike između spolova, stupanj razvoja adolescenata, te kvaliteta treninga. Glavni vanjski uzroci koji utječu na povećanje rizika od ozljede jesu okolina u kojoj se pojedinac nalazi i oprema koju pojedinac koristi tijekom rekreacije ili bavljenja sportom. Nadalje su istaknute karakteristične ozljede koljena prilikom sportskih kretnji. Puknuće prenjeg križnog ligamenta najčešće je posljedica unutarnje rotacije tibije u kombinaciji s valgus rotacijom ili hiperekstenzije koljena. Stražnji križni ligament najčešće strada uslijed posteriorno usmjerene sile na tibiju. Do puknuća kolateralnih ligamenata dolazi zbog iznenadne sile koja na koljeno djeluje s lateralne ili medijalne strane te uzrokuje valgus ili varus rotaciju. Ozljede meniskusa nastupaju nakon rotacije dok je koljeno u fleksiji ili ekstenziji. Za detaljniju biomehaničku analizu odabrana je ozljeda prednjeg križnog ligamenta u alspkom skijanju, koja se odvija po Slip-catch mehanizmu. U trenutku koji prethodi ozljedi, skijaš gubi ravnotežu i kontakt donje skije s površinom. U želji za ponovom uspostavom kontakta, skijaš ispružuje koljeno čime skija bježi od centra mase tijela. U trenutku kada rep skije naglo uspostavi kontakt s površinom, dolazi do snažne reaktivne sile na rep skije, koja prouzročuje unutarnju rotaciju tibije i valgus rotaciju. Posljedica je puknuće prednjeg križnog ligamenta u koljenu. Analizom je prikazano kako su glavni uzroci ozljede ispruženo koljeno, parabolični oblik modernih carving skija i skijaški vezovi. Kao moguće rješenje problema, u zadnjem je poglavlju opisan koncept mehatroničkog skijaškog sustava. Prikazana su mjesta postavljanja senzora momenata, položaja i kuta, te je na temelju prethodne analize izrađen algoritam regulacije. |
| Abstract (english) | In this paper, the aim is to describe knee injuries occurring as a result of sports and recreational activities. In order to better understand the injuries, anatomy of the knee is firstly described. Three bones are connected in the knee: femur, tibia and patel. For joint stability, ligaments are most important, while the meniscus correctly distribute pressure on the joint and reduce vibrations caused by movement. The muscles make the movement of the knee joint, and the most important knee movements are flexion and extension. Through further analysis, internal and external causes that significantly affect the risk of injuries are described. The main internal causes are the biological and anatomical nature of the individual, the differences between the sexes, the degree of adolescent development, and the quality of the training. The main external causes that increase the risk of injuries are the environment and the equipment that an individual uses during recreation or sport. In addition, characteristic knee injuries that occur during sporting movements were described. Tear of the anterior cruciate ligament is the most common consequence of internal rotation of the tibia in combination with valgus rotation or hyperextension of the knee. The posterior cruciate ligament is most often injured due to the posteriorly directed force on the tibia. The collapse of the collateral ligaments occurs due to the sudden force acting on the knee of the lateral or medial side and causing valgus or varus rotation. Meniscus injuries occur after rotation while the knee is in flexion or extension. Anterior cruciate ligament injury in alpine skiing caused by the Slip-catch mechanism is taken for more detailed biomechanical analysis. Before injury, the skier loses balance and loses contact with the surface. In the desire to reestablish the contact, the skier extends the knee so that the ski runs away from the center of the body mass. When a ski tail suddenly establishes contact with the surface, a powerful reactive force on the tail is produced, causing the internal rotation of the tibia and valgus rotation. The consequence is the collapse of the anterior cruciate ligament in the knee. The analysis shows that the main causes of injury are extended knee, parabolic form of modern carving skis and ski bindings. As a possible solution to the problem, the last chapter describes the concept of the mechatronic ski system. The positions of the moment sensors, the position sensors and the angle sensors are displayed, and based on the previous analysis, a regulation algorithm was created. |
