وكثيرا ما تعمل الأجهزة الطبية تحت حمولات فيزيائية معقدة يمكن أن تسبب الإجهاد والإجهاد على مكوناتها، ويعد الحساب الدقيق لهذه القوات أمرا أساسيا لضمان السلامة، والقدرة على الاستمرار، والوظيفية، ويساعد فهم كيفية تقييم هذه الاستجابات الميكانيكية في تصميم معدات طبية موثوقة.

فهم التوترات والحرمان

وتشير الإجهاد إلى القوة الداخلية لكل منطقة من مناطق الوحدة في إطار مادة ناجمة عن حمولات خارجية، وتقيس التحلل أو التشريد الذي تشهده المواد المتعلقة بشكلها الأصلي، وكلا البارامترات لهما أهمية حاسمة في تقييم كيفية استجابة العنصر للقوات الفيزيولوجية.

حساب الضغط في العناصر الطبية

وتحسب الإجهاد باستخدام الصيغة التالية:

Stress = Force / Area]

وحيثما تكون القوة هي الحمولة المطبقة، والمنطقة هي المنطقة المتقاطعة للعنصر، وفي الأجهزة الطبية، يمكن أن تشمل القوات ضغط الدم، أو الضغط الميكانيكي، أو التوتر من الحركات الجسمانية، كما أن القياس الدقيق لهذه القوات ضروري لإجراء عمليات دقيقة لحساب الإجهاد.

حساب التدريج في العناصر الطبية

ويحدد هذا التابوت بتغيير طوله مقسم إلى طوله الأصلي:

Strain = il / L0]

وفي الحالات التي يكون فيها الطول هو التغيير، والطول الأصلي هو " L0 " ، يساعد " سترين " على تقييم مدى تشوهات عنصر تحت حمولات فيزيائية، وهو أمر حيوي لضمان ألا تتجاوز الأجهزة الحدود المادية.

الطلب في تصميم الأجهزة الطبية

ويستخدم المهندسون الإجهاد وحسابات الإجهاد لاختيار المواد المناسبة وخصائص التصميم التي تصمد أمام القوى الفيزيولوجية، وكثيرا ما يستخدم تحليل العناصر النافعة لتحفيز كيفية تصرف المكونات في ظل ظروف حمولة مختلفة، وتحسين السلامة والأداء.

  • اختيار المواد استنادا إلى حدود الإجهاد
  • التصميم الأمثل لتوزيع الحمولة
  • ضمان الامتثال لمعايير السلامة
  • حالات الفشل