חישוב דרישות תמיכה באורנטיה: שיטות הנדסה של שלב-על-ידי-שלב

דרישות תמיכה אורתודוטית

מכשירים אורתטיים מייצגים צומת קריטי של הנדסה ביומכנית, מדעי החומרים, ורפואה קלינית.מכשירים מיוחדים אלה נועדו לספק תמיכה, יציבות, תיקון והגנה על מערכת המוספרים האנושית. Biomechanics, היישום של עקרונות מכניים במערכות חיים, ממלא תפקיד מכריע בתחום האורתטיקה, אשר כרוך בתכנון, ייצור, ייצור ושימוש של תמיכה מולקולרית או הפרעות מדויקות, הוא שיפור של איכות יעילה של טיפול פסיכולוגי, או שיפור של טיפול פסיכולוגי, או שיפור של טיפול פסיכולוגי.

אסתטיקה ו אורתאוטיקה מייצגים צומת קריטי של ביומכניקה, הנדסה ובריאות, להתמקד בעיצוב, פיתוח ויישום של מכשירים המסייעים לאנשים עם ליקויים פיזיים, שיפור הניידות ואיכות החיים שלהם.השיטות ההנדסיות המשמשות לחישוב דרישות תמיכה התפתחו באופן משמעותי במהלך העשורים האחרונים, שילוב טכניקות חישוב מתקדמות, ניתוח חומרי מתוחכם, ומודל ביוכימי מקיף.

מדריך מקיף זה חוקר את שיטות הנדסה של צעד אחר צעד המשמש כדי לקבוע תמיכה הכרחית במכשירים אורתוטוטיים, מהערכה ראשונית עומס באמצעות אופטימיזציה עיצוב סופי.הבנת מתודולוגיות אלה חיונית עבור אורתוטיסטים, מהנדסי ביו-רפואיים, מומחי שיקום ואנשי מקצוע בתחום הבריאות המעורבים ב prescribing ועיצוב פתרונות אורתאוטיים מותאם אישית.

עקרונות ביומכניים בסיסיים בעיצוב אורתולוגי

הבנה של כוחות והפצת לחץ

אורתוזיס חל על כוחות הגוף האנושי ויכול לשנות את האופן שבו כוחות פועלים על הגוף האנושי, מה שהופך אורתוזיס למכשיר ביומכני מטבעו של הגוף.היחסים היסודיים בין כוח, אזור, ולחצים מהווים את אבן הפינה של חישובים עיצוב אורתאוטיים.כאשר כוח מוחל על הגוף האנושי הוא נעשה על פני שטח של עור, ייצור לחץ.

עיקרון זה מתבטא באמצעות המשוואה הבסיסית P=F/A, שבה P מייצג לחץ, F מייצג כוח, ו- A מייצג את האזור שעליו הכוח מופץ.הבנת מערכת יחסים זו היא קריטית, משום שאותוזיס חל על כוחות ישירות לעור של הילד ומבנים אנטומיים בבסיסם להשגת מטרותיו התפקודיות, ואת תחומי המגע בין ממשק החתום והאורתוזיס הם חשובים מאוד, כאילו הילד אינו נוח ללבוש את הילד.

האורטגנטיסט צריך להבטיח כי עיצוב האורתוטי משיג את ההפצה הטובה ביותר ללחץ. אורתוזות מסורתיות שנעשו מתכת ועור בדרך כלל יש אזורי משטח נמוכים יותר, כלומר הלחץ בממשק רקמות / שכפול יהיה גבוה יותר. תרמופלסט אורתווזים מטפל המגבלה זו על ידי כיסוי אזורי משטח גדולים יותר, ובכך להפיץ כוחות באופן יותר ויותר אפילו ולהפחית את הלחץ המקומי.

עקרונות עיצוב ביומכני

מספר עקרונות ביומכניים מנחים את העיצוב של מכשירים אורתטיים, כולל היישור (המכשיר האורתוטי צריך להיות תואמים עם המבנה האנטומי שהוא נועד לתמוך או לתקן), יציבות (המכשיר צריך לספק יציבות מספקת כדי לתמוך בדפוסי התנועה של המטופל), שליטה (המכשיר צריך להיות מתוכנן לשלוט בדפוסי תנועה לא נורמליים או לפצות על תפקוד אבוד), ונוחות (המכשיר צריך להיות נוח ללבוש כאב או למזער כאב).

העיצוב של מכשירים אסטטיים ו אורתוטי מוטבע במספר עקרונות ביומכניים, כולל הפצת הכוחות, היישור של רכיבים מכניים עם מבנים אנטומיים, ואופטימיזציה של תכונות חומריות לחקות תפקוד גפיים טבעי.המטרה היא ליצור מכשירים שלא רק לשחזר תפקוד אלא גם להשתלב בצורה חלקה עם הגוף של המשתמש.

עקרונות אלה חייבים להיות מאוזנים בקפידה במהלך תהליך העיצוב.מכשיר אורתוטי המספק תמיכה מבנית מעולה, אך גורם לאי נוחות יודחה על ידי המטופל, מה שהופך אותו ללא יעילות קלינית ללא קשר ל תחכום הנדסי.

מושג שרשרת קינטית

שרשרת הקינטית מתייחסת לחיבוריות של המפרקים והמגזרים בגוף האדם, אשר פועלים יחד כדי לייצר תנועה. in orthotics, הבנת שרשרת הקינטית חיונית לזיהוי הגורמים הבסיסיים של הפרעות תנועה ועיצוב מכשירים שיכולים לטפל ביעילות בנושאים אלה.

שרשרת הקינטית יכולה להיות מחולקת לשתי קטגוריות עיקריות: פתוחה וסגורה.שרשרת קינטית פתוחה מתרחשת כאשר הקטע הדיסלק (למשל, הרגל) חופשי לנוע, בעוד שרשרת קינטית סגורה מתרחשת כאשר המגזר הדיסלקטי קבוע (למשל, כאשר עומד על הקרקע) הבנת ההבדלים בין רשתות פתוחות וקנטינות סגורות חיונית לתכנון מכשירים אותטיים שיכולים לתמוך ביעילות או לתקן דפוסים.

הבנה זו משפיעה על האופן שבו מהנדסים מחשבים את דרישות ההפצה וההתמיכה, שכן כוחות מועברים באופן שונה באמצעות רשתות קינטיות פתוחות מול שרשראות קינטיות סגורות במהלך פעילויות שונות.

שלב 1: הערכה מקיפה וניתוח

ניתוח ותנועה ללכוד

הצעד הקריטי הראשון בקביעת דרישות התמיכה כרוך בביצוע הערכה מעמיקה של העומסים כי המכשיר האורתוטי חייב לעמוד.מערכת ניתוח gait משתמשת במצלמות מרובות כדי ללכוד דפוסי הליכה, ניתוח משתנים כגון אורך צעד וזווית משותפת.המערכת מעבדת נתונים אלה כדי לזהות סטייה מן הלגה האידיאלית, אשר יכול לעזור בעיצוב אותאומטיים או תוכניות שרירים ספציפיות.

כמה מערכות הערכה ביומכניות מתקדמות משלבות את התנועה עם לוחיות כוח.התקנות הללו מספקות ניתוח מקיף על ידי שילוב נתונים חזותיים עם כוחות תגובה קרקעיים.כוח לוחות לחשב את חלוקת הכוחות כצעדים אחד. גישה משולבת זו מספקת מהנדסים עם מידע מפורט על שני פרמטרים קינטיים (יחסי שנאה) וקנטינטיקה (קשר כוח) במהלך פעילות פונקציונלית.

הנתונים יכולים לשמש לחישוב פרמטרים קינטיים וקינמטיים באמצעות משוואות כגון החוק השני של ניוטון, F = ma, שבו F הוא הכוח החל, m הוא המסה, והוא האצה. חישובים אלה יוצרים את הבסיס לקביעת גודל וכיוון של כוחות כי המכשיר האורתולי חייב לנהל.

מיפוי וניתוח

כדי לדמות את ההטעה הפיזיולוגית על הרגל, מידע על מרכז הלחץ, כוחות התגובה הקרקעית הכוללת ועמדה של שאנכיני כף הרגל, שניתן למדוד מהלחץ הצומח ומערכת ניתוח תנועה אנושית, צריך קודם כל להיות ידוע.מערכות מיפוי לחץ לספק הדמיה מפורטת של איך כוחות מופצות על פני הממשק בין הגוף ותומך משטחים.

המחקר הראשון פותח כדי להעריך את עיוות התנהגות חשוף ומתחים המתרחשים באזור הצומח.התוצאות מניתוח זה אושרו באמצעות בדיקות baropodometric.לאחר מכן, מודל מותאם אישית 3D הכולל של כף הרגל נועד להפיץ מחדש לחץ שיא כראוי, תוך התבססות על אזור הצמח מלחץ מוגזם.

עבור פעילויות עומדות, מהנדסים חייבים לקחת בחשבון את תנאי הטעינה סטטיים.עבור נושא עם מסת גוף של 70 ק"ג, כוח אנכי של כ 350N מוחל על כל רגל במהלך עמידה מאוזנת, פעילויות דינמיות כגון הליכה, ריצה או טיפוס מדרגות לייצר כוחות גבוהים יותר באופן משמעותי שיש לשלב בחישובי תמיכה.

פרופילים של מטען

מהנדסים חייבים להעריך את הכוחות המופעלים במהלך פעילויות טיפוסיות רלוונטיות לסגנון החיים של המטופל ולמטרות פונקציונליות.פעילויות שונות יוצרות דפוסי טעינה שונים מאוד:

• (ב) [15] ,התנוחות סטטיות: ⁇ 1 (בתרגום חופשי: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0 (בהמשך: 1) , 1) , טעינה Cyclical עם כוחות שיא להגיע 1.2 עד 1.5 פעמים משקל גוף
• (ב) כוחות ההשפעה של LT:0) ,00 (Rover: 1) 1 (כוח השפעה) שיכולים לעלות על 2.5 עד 3 פעמים משקל גוף
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (FLT:0) פעילויות מצטברות: FLT:1 דפוסי טעינה מיוחדים המבוססים על דרישות עבודה

כל אחד מפרופילי הפעילות הללו חייב להיחשב כאשר קובעים את דרישות התמיכה למכשיר אורתאוטי.המכשיר חייב להיות מונדס לעמוד בעומסים המצופה המקסימלי תוך שמירה על שלמות מבנית וביצועים פונקציונליים לאורך כל חיי השירות המיועדים שלו.

שיקולים של המטופל

הערכת עומס חייבת לקחת בחשבון את המאפיינים של המטופל הבודד כולל משקל גוף, רמת פעילות, תנאים פתולוגיים, וריאציות אנטומיות. מטופלים עם תנאים כגון סוכרת, דלקת מפרקים rheumatoid, או הפרעות נוירולוגיות עשויים לשנות את סובלנות רקמות ללחץ ודורשים אסטרטגיות הפצה מיוחדות.

עלינו לקחת בחשבון את היכולת של הרקמות הבסיסיות לסבול את הלחץ המופעל על ידי האורתוזיס, כמו bony prominences, רקמת צלקות ובמקומות רגישים אחרים עשויים לא לסבול את הלחץ החל ישירות.זה דורש מיפוי זהיר של אזורים רגישים ושילוב של תכונות לחץ-relief בעיצוב אורתוטי.

שלב 2: ניתוח חומרים ונכסים

תכונות חומריות קריטיות עבור יישומים אורתטיים

בחירת חומרית מייצגת שלב מכריע בקביעת דרישות התמיכה, שכן התכונות המכאניות של חומרים נבחרים משפיעות ישירות על היכולת של המכשיר לספק תמיכה נאותה. בחירת החומרים ועיצוב הולם חיוניים לפיתוח מוצר חדש, במיוחד מכשירים ביו-רפואיים. מהנדסים חייבים להעריך תכונות חומריות מרובות בעת קביעת יכולת תמיכה:

• (ב) ⁇ (הופנה מהדף ה-FLT:0) ,(Elastic Modulus) (המודולולוס של יאנג): FLT:1 מודד נוקשות חומרית והתנגדות לעיוות
• (ב) ⁇ :0) ,5 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) כוח רב-העוצמה של נטיל: 1 מדגיש את החומר יכול לעמוד בפני כישלון
• (ב) [15] ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) , ⁇ (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) ,(ב) ,(ב) ,(ב) ,(ב) , ⁇ ) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) תכונות קדמוניות: התנהגות 1:1 תחת טמפרטורת הגוף ותנאי הסביבה

חומרים אורתטיים נפוצים ויישומים שלהם

שלושה חומרים שונים כגון פחמן-פיבר-פסי חומר מורכב, סגסוגת אלומיניום 7075-T6 ופוליפרופילן שימשו להכנת המכשיר בהיר וחזק מספיק כדי לענות על מטרות המכשיר.כל קטגוריה חומרית מציעה יתרונות נפרדים עבור יישומים אורתאוטיים ספציפיים:

(FLT:0) Thermoplastics:FLT:1 חומרים כגון פוליפרופילן, פוליאתילן, ופוליאוריט תרמופלסטי (TPU) משמשים נרחב בגליון אורתטיים. A 3D מותאם אישית באורך מלא של מגע הכולל thermoplasticurethane (TPU) מודל insole היה מיושם בין נקודות מגע בלעדי עם תמיכה הקרקע כדי להפחית את הלחץ עלות גבוהה, חומרים רגישים, ולהגדיל את עלויות סבירות גבוהה.

חומרים מורכבים של FLT:0 (Composite Materials:) 1FLT:1 פחמן-fiber epoxy נעשה שימוש כדי למרקם תמיכה של המכשיר ופוליפרופילן עשה חלק ברגל נכלל.

(FLT:0 סגסוגתMetal ⁇ s: FLT:1 יסוד מבנים המכשיר עשויים סגסוגת אלומיניום 7075-T6. סגסוגת אלומיניום ו titanium מציעים כוח גבוה ועמידות עבור רכיבים מבניים הדורשים יכולת רבת עומס מקסימלית.

חומרים FLT:0 (FLT:1 ; ; ; ; ;0) חומרים FLT (FLT) 1 , פודינג מוטבעת מדחיסות נמוכה פלוס פלוס פלוס EVA, או PPT עשוי גם להיות משולב על פני הסתברות בוני במהלך הייצור של המכשיר כדי להפחית עוד יותר את הלחץ על אזורים אלה כפי שהוא קומפקטי כאשר טעון.חומרים אלה מספקים כריתת לחץ ולחצים בנקודות ממשק קריטי.

אופטימיזציה של בחירה

ניתוח אלמנט פינט (FEA) שימש לבחירת המשקל החומרי הטוב ביותר וקידוד של רכיבים שונים של מכשיר זה. גישה חישובית זו מאפשרת למהנדסים להעריך אפשרויות חומר מרובות כמעט לפני ביצוע נטייה גופנית.

בחירת חומרים נכונה ועיצוב עשו את אור המכשיר האורתוטי הזה, יציב מבחינה מבנית, מתאים מבחינה פונקציונלית וקוסמטיקה מקובל על משתמשים.תהליך אופטימיזציה חייב לאזן דרישות מתחרות: מספיק כוח ונוקשות לספק תמיכה, משקל נמוך לנוחות המטופל, עמידות לחיים בשירות מורחב, וחסכוניות נגישות.

משקל המכשיר היה מותאם עם פלט FEA ואת מסד הנתונים מבוסס המחשב של מערכת בחירת חומרים. מסדי נתונים מודרניים של בחירת חומרים לספק נתונים מקיף של רכוש שניתן לשלב ישירות לתוך מודלים חישוביים, תוך הזרמת תהליך הבחירה ושיפור הדיוק.

חומרים וטכנולוגיות מתפתחות

הצמיחה המואצת של טכנולוגיות ייצור תוספים אפשרה לממצאים חדשים לגבי חומרים חדשים במכשירים מסייעים, עם יתרונות מסוימים כגון גישה קלה, affordability ויעילות זמן. טכנולוגיות הדפסה תלת-ממדיות הרחיבו את טווח החומרים הזמינים לייצור אורתאוטיים, כולל פולימרים מיוחדים עם תכונות מכניות מותאמות.

העיצוב הסופי היה מייצור של תהליכי ייצור תוספים (כלומר, הדפסה תלת מימדית) עם חומר ניילון PA12. ייצור אדקטיבית מאפשר יצירת מבנים מורכבים גיאוגרפיים ומבנים מותאמים אישית שיהיה קשה או בלתי אפשרי להשיג עם שיטות ייצור מסורתיות, פתיחת אפשרויות חדשות עבור אופטימיזציה של חלוקת תמיכה וביצועים.

שלב 3: ניתוח טכני באמצעות שיטות יסוד Finite

מבוא ניתוח Finite Element in Orthotics

שיטת האלמנט הסופי (FEM), טכניקת מחשב מתקדמת של ניתוח מתח מבני שפותחה במכניקה הנדסית, הוצגה לביוטכנולוגיה אורתודוקסית ב-1972 כדי להעריך מתחים עצמות אנושיות.מאז כניסתה, FEA הפכה כלי חיוני לחישוב דרישות תמיכה ועיצובים אורתאוטיים.

ניתוח האלמנט הסופי המועסק במחקר זה יכול לקבל הערכות קרובות למציאות, אימות הנדסה ושיטות מתמטיות ככלי משלים אמין לגבי הערכה קלינית מורכבת.גישה חישובית זו מאפשרת למהנדסים לדמות כיצד מכשירים אורתאוטיים מגיבים לכוחות שונים ותנאי טעינה ללא צורך בהסתברות גופנית נרחבת.

על מנת לספק תוספת לאי-השוויון הניסויי, חוקרים רבים פנו לשיטות חישוביות בחיפוש אחר מידע קליני יותר.מודלים Computational, כגון השיטה הסופית (FE) שימשה יותר ויותר בחקירות ביומכניות רבות עם הצלחה רבה בשל יכולתה של מודלים עם גיאמטריה לא סדירה.

בניית מודל פינטיט

יצירת מודל סופי מדויק לניתוח אורתיאוטי כוללת מספר שלבים קריטיים:

(FLT:0) רכישת גיאומטריה: FLT:1 הגיאומטריה 3D נרכשה באמצעות טלגרף רב-ראייה. גישות מודרניות גם לנצל סריקת CT, MRI, או 3D משטח סריקה כדי ללכוד האנטומיה הספציפית של המטופל עם דיוק גבוה.

(FLT:0)Model Construction:FLT:1, המודל כלל את המבנים הסמויים של אוסו-גרמנט, רקמות רכות ו הבטן, קצף צנצ'ים ופגז, וממשק brace-tors-tors.ve מודלים כולל כל המבנים והרכיבים האנטומיים הרלוונטיים כדי לייצג במדויק את המערכת הביומכנית.

(FLT:0) דור:00 (Mesh Generation:FLT:1) המודל עבר תשואות באמצעות הרחבה של Quad Remesher.כלי זה אפשר לדור של מאפר איכותי, ובכך להבטיח הפצה של אלמנטים אחידים וייצוג מדויק של גיאוגרפיות מורכבות.התכלית quadrilateral היה מותאם באופן חד פעמי להשגת איזון אופטימלי בין יעילות חישובית לפרטים.

בשל ההחלטה של הפרמטרים המכניים המחושבים, למשל מתח וזן, התוצאות מדויקות יותר את האלמנטים יותר שהמבנה המנתח מחולק.להסתכל מקרוב יותר על הספרות מגלה כיצד התפתחות המחשבים המהירים והסבירים מאיצה את צפיפות ה-FE-מודלים העצומה יותר של FE בשנים האחרונות.

נכסים חומריים

ייצוג מדויק של התנהגות חומרית הוא חיוני לתוצאות FEA אמינות.סוגים שונים של רקמות וחומרים אורתטיים דורשים מודלים חוקתיים מתאימים:

המודל פותח על ידי דיסקרטיזציה סופית של מודל מוצק וירטואלי של כריית שומן צמחי, עור, רקמות רכות (המורכב של שרירים, fascia plantar ו ligaments) ו calcaneus.ההתנהגות המכנית של הcalcaneus מוגדר על ידי אותאוטרופית אלסטית, בעוד הרקמות מתוארות על ידי מודל היפראלסטי.

מודלים חומריים מתוחכמת אלה ללכוד את ההתנהגות המורכבת, הלא ליניארית של רקמות ביולוגיות, אשר קריטי עבור מתח מדויק ותחזיות זנים בממשק אותוטי-tissue.

תנאים קשים ועומס Scenarios

תנאי הגבול היו מוחלים על מנת לדמות תרחישים של שימוש מציאותיים.הגדרה נכונה של תנאי גבול היא חיונית להשגת תוצאות משמעותיות מסימולציות יסוד סופיות.

עבור הסימולציה של מעמד מאוזן, רק את ההטעינה של Achilles נחשב בעוד אחרים אינטרינואידים ו extrinsic וכוחות שרירים היו מוזנחים.כוח וקטורים, המקביל לחצי משקל הגוף, ואת התגובה של נוטה Achilles היו בשימוש. 5 כוח שווה ערך המייצג את המתח Achilles נוטה על ידי ההשתלה הוחלו בנקודות של הכנס.

הסימולציות כללו פתח לחטיפה לכלול את הגזע של המטופל ואחריו סגירה בחזה.כדי לאמת את המודל, הגיאומטריה וכתוצאה מכך הופנו עם הגיאומטריה האמיתית בתוך המוח, ואת כוחות התגובה וכתוצאה מכך של מגע בממשק של brace-tors היו בהשוואה לכוחות המקבילים מחושבים ממדידות לחץ שנעשו על החולה בתוך המוח.

מתח ו-Strin Analysis

ברגע שהמודל מוגדר כראוי, המהנדסים מבצעים סימולציות כדי להעריך כיצד המכשיר האורתוטי מגיב לעומסים יישומיים.תוצאות הסימולציה מראות כי FEA של המודל המוצק מספק את הווריאציות של פון מיסס הלחץ על כל אחד מהם עם פער שנקבע מראש. במודל המוצק 3D, הנעל אופטימלית אותאוטית בפסגות של פון מיסס יש מקסימום לחץ של 1.193xa 1.75 על רוחב העצם.

לחץ פון מיז משמש בדרך כלל כקריטריון כשל לחומרים דוקטריליים, עוזר למהנדסים לזהות אזורים שבהם המכשיר האורתוטי עשוי להיות בסיכון להניב או לעיוות קבוע.ניתוח סטרין מגלה כמה המכשיר ורקמות הבסיס מתפרעים תחת עומס, אשר קריטי להבטיח הן שלמות מבנית והן נוחות המטופל.

המיש היה מעודן באזורי ריכוז מתח קריטיים, כגון אזורי הקרסול והבסיס, תוך שמירה על אלמנטים של קוסר באזורים פחות קריטיים כדי לייעל משאבים חישוביים.זה אסטרטגיה מישימה מבטיח תוצאות מדויקות באזורים בלחץ גבוה תוך שמירה על יעילות חישובית.

מידע על Interface Analysis

כאשר מכשיר אורתוטוטי משמש, ההשפעות של ניתוק גולגולת סופגות את רוב כוחות התגובה הקרקעיים, וביצועיו ויזואליים בתוצאות ההתנהגות הביומכנית של אזור הצמח.הממשק בין המכשיר האורתוטי לבין רקמות הגוף הוא אזור קריטי הדורש ניתוח מפורט.

ראיות מחשיבות את היישום של סוכן חיצוני בתוך עקירה הפועל כלחץ ולא עומס מאז שהוא יוצר estimations קרוב יותר להתנהגות הטבעית של המאפיינים הביומכניים של פני השטח הצומח. גישה זו מספקת תחזיות מציאותיות יותר של לחץ ממשק וכוחות מגע.

מודל

התוצאות בניסוי הראשון הראו בהצלחה את החיזוי של אזורי רגל בלבד יותר נוטה לסבול ריכוז לחץ מאז הערכים נמצאים בהסכם טוב עם בדיקות ניסיוניות.אימות נגד מדידות ניסיוניות הוא חיוני להקמת אמון בתחזיות FEA.

ההתאמות הוקמו על פי תוצאות FEA והוערכו על ידי בדיקות מכניות.כמעט תוצאות דומות של FEA נמצאו במהלך בדיקות מכניות.תהליך אימות זה מאשר כי המודל חישובי מייצג באופן מדויק התנהגות של העולם האמיתי, וניתן להשתמש בו באופן אמין עבור אופטימיזציה עיצובית.

FE תחזיות מאומתות על ידי מדידות ניסיוניות שנערכו על צוללים ועל אותו נושא שהתנדב ל-MR סריקת. גישות אימות מרובות מחזקות את האמון בתחזיות מודל ותומכות בשימוש שלהם בקבלת החלטות קליניות.

שלב 4: אופטימיזציה עיצוב וניתוח Parametric

אופטימיזציה מטרות ו- Constraints

אופטימיזציה עיצובית כוללת התאמה שיטתית של הפרמטרים עיצוב כדי להשיג את הביצועים הטובים ביותר האפשרי תוך סיפוק כל המגבלות.תהליך אופטימיזציה למכשירים אורתאוטיים מתייחס בדרך כלל למטרות מתחרות מרובות:

• (FLT:0) צמצום לחץ ממשקי שיא של LT:1 כדי למנוע נזק לרקמות וחוסר נוחות
• (ב) ,0) להעריך יציבות מבנית של 1FLT 1 כדי לספק תמיכה ותיקון נאות
• (ב) ,0) ,5 ,5 ,5 , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) ,הבטחו גורמי בטיחות נאותים (FLT) 1 כדי למנוע כשל במכשיר

תוצאות בדיקות מכניות הוכיחו יציבות מבנית טובה יותר של המכשיר.זה עוזר ללכת על gait נורמלי יותר.תוצאות פונקציונליות אלה יש להשיג תוך שמירה על נוחות המטופל ועל עמידות המכשיר.

עיצוב ניסיוני

אנו שואפים למצוא את השילוב האופטימלי של כוחות אורתוטוטיים לתיקון בונות קלים עד בינוניים באמצעות ניתוח אלמנט סופי ועיצוב מבחן אורטוקוננאלי.חילנו שלושה כוחות אורתאוטוקונים (F1, F2, ו-F3) למפרק המטטארוזנטלי הראשון של מודל כף רגל תחת גודל ועמדות שונות.

בדיקות אורתגונל יכולות להשיג דגימות הכשרה באמצעות פחות נקודות מדגם ולהקטין את המורכבות העיצובית.גישה שיטתית זו מאפשרת למהנדסים לחקור ביעילות את חלל העיצוב ולזהות שילובים אופטימליים פרמטרים ללא בדיקות ממצה של כל התצורה האפשרית.

השילוב האופטימלי של כוחות היה FS1= 150 N, FS2 = 100 N, FS3 = 200 N, FS4 = 200 N, ו- FS5 = 200 N. שילוב זה הפחית את HVA מ-27.75 עד 17.49 מעלות ו- IMA מ 12.5 מעלות ל-10.21 מעלות, תוך הימנעות מריכוז זה מראה כיצד אופטימיזציה שיטתית יכולה לזהות כוחות אשר יכולים להשיג תוך שמירה על רמות טיפוליות תוך שמירה על רמות בטוחות.

ניתוח ספקטרום ו-Sensance Analysis

מחקרים Parametric כרוכים באופן שיטתי פרמטרים עיצוביים שונים כדי להבין את ההשפעה שלהם על ביצועי המכשיר. השימוש של אותוזיס כף רגל תומכת קשת נמצא להיות הגורם העיצוב החשוב ביותר בצמצום הלחץ הצמחי העליון מאשר הנוקשות של החומר האורתוטי. מלבד השימוש של קשת תמיכה ברגל אותוזיס, הנוקשות של בידוד נמצאה להיות השני החשוב ביותר עבור הפחתה של הלחץ לטווח קצר יותר, כלומר, בגורמים ברורים פחות.

ניתוח זה עוזר למהנדסים לאשר תכונות עיצוב ולהקצות משאבים ביעילות.הבנת אילו פרמטרים יש את ההשפעה הגדולה ביותר על הביצועים מאפשר מאמצי אופטימיזציה ממוקדים והתאמות עיצוב יעילות יותר.

אופטימיזציה Multi-Objective

עיצוב מודרני אורתוטי דורש לעתים קרובות איזון מטרות מתחרות בו זמנית.התוצאות ניתחו כדי להשוות את הביצועים של שלושת החומרים. התפלגות מתח, הדמיה עיוות, וגורם של בטיחות (FoS) מדדים תועדו עבור כל חומר כדי לזהות את האפשרות המתאימה ביותר עבור ייצור AFO.ניתוח גם הודיע שיפורים פוטנציאליים עיצוב לטפל באזורי ריכוז או עיוות יתר.

אלגוריתמים אופטימיזציה רב-אובייקטיביים יכולים לזהות פתרונות Pareto-optimal המייצגים את הטוב ביותר האפשרי בין מטרות מתחרותיות.זה מאפשר לרופאים ולמטופלים לקבל החלטות מושכלות לגבי אילו מאפיינים עיצוביים יש עדיפות על בסיס הצרכים וההעדפות האישיים.

אופטימיזציה במשקל

מכשיר זה הוא מחוץ ל-She-the-shelf ו 45% בהיר יותר מאשר מכשירים זמינים מסחרית.זה 45% קל יותר מאשר מכשיר זמין מסחרית זמין prefabricated.הפחתה משמעותית במשקל יכול לשפר באופן דרמטי את קבלת המטופל ואת תאימות, מה שהופך אופטימיזציה משקל למטרה עיצוב קריטי.

אופטימיזציה במשקל בדרך כלל כרוך טכניקות אופטימיזציה טופולוגי זיהוי ההפצה החומרית היעילה ביותר להשגת ביצועים מבניים הנדרשים.חומר יכול להיות הוסר מאזורי מתח נמוך תוך שמירה או אפילו שיפור ביצועים באזורים קריטיים.

שלב 5: עיצוב גוף של שלוש נקודות

עקרונות של שלוש נקודות כוח

מערכת הכוח של שלוש נקודות מייצגת עיקרון ביומכני בסיסי, אשר נעשה שימוש נרחב בעיצוב אורתוטי.עקרון תיקון הכוח של שלוש נקודות, הוחל באופן נרחב על כף הרגל ועל אורתאוטיקה ספינים.מערכת זו חלה על כוחות מתקן בשלושה מיקומים אסטרטגיים להשגת היערכות או תמיכה מטרות תוך שמירה על איזון.

מערכת שלוש הנקודות מורכבת מכוח אחד המופעל בכיוון אחד ושני כוחות מנוגדים המופעלים בכיוון ההפוך במקומות שונים.תצורה זו יוצרת רגע שיכול לתקן עיוותים, לספק תמיכה או שליטה בתנועה. הגודל והמיקום של כל כוח יש לחשב בקפידה כדי להשיג את ההשפעה הביומכנית הרצויה ללא יצירת ריכוזים מופרזים.

כוח מגיניד - Determination

כאשר המטופל לובש את אותוזיס היד, היישום של כוח שלוש נקודות מותאם בעיקר על ידי ה הדוקות של Velcro. מאז הכוח הפעיל בין הרקמות הרכות והאותוזיס הוא הדדי, הכוח של שלוש נקודות מוחל על פני השטח הפנימי של אורת'רו במהלך השימוש הווירטואלי שלו.

קביעת גודל כוח מתאים דורש איזון יעילות טיפולית עם סובלנות רקמות.כוחות חייב להיות מספיק כדי להשיג את התיקון הרצוי או תמיכה אבל לא כל כך גדול כדי לגרום נזק רקמות, אי נוחות, או פשרה במחזור.

אופטימיזציה של

F1 ו- F2 היו הגורמים המשפיעים ביותר לתיקון HVA ו- IMA, בהתאמה.מיקום הכוחות החלים משפיע באופן משמעותי על יעילותה של מערכת שלוש הנקודות.כוחות המופעלים על נטיות בוני עלולים לגרום לאי נוחות, בעוד כוחות החלים על אזורים רקמות רכים עשויים להיות נסבלים יותר אך פחות יעילים עבור היערכות של השלד.

מהנדסים חייבים לשקול מגבלות אנטומיות, סובלנות רקמות, ומנף ביומכני בעת בחירת נקודות יישום כוח.אנליזה של רכיב פיניט יכולה להעריך תרחישים מרובים של מיקום כוח לזהות תצורה אשר אופטימיזציה אפקט טיפולי תוך צמצום מתחים של רקמות שליליות.

התאמת דינמיות Capabilities

העיצוב העקום של האורתוזיס מבטיח התאמה מדויקת של היד האנושית, ובכך לשפר את אפקט התיקון שלה.בנוסף, את התצורה של הנץ, תמיכה בר, ו רצועות Velcro ניתן להתאים בזמן אמת, מה שהופך אותו אפשרות מתאימה עבור הליכים דינמיים אוטופודיים. התאמת יכולת מאפשרת למרפאות להקל על יישום כוח כטיפול מתקדם או המטופל צריך לשנות.

על ידי יישום קבוע של מספר רב של כוחות נקודה, אי נוחות ניתן להקל ביעילות רבה יותר עיוותים ניתן לתקן.מספר מערכות של שלוש נקודות ניתן לשלב כדי לטפל עיוותים מורכבים או לספק תמיכה מקיפה על פני אזורים אנטומיים מרובים.

שלב 6: עיצוב ממשק וניהול לחץ

Total Contact Design Philosophy

יותר מודרני thermoplastic מכסה אזורים גדולים יותר של הגוף ולכן להפיץ את הכוח על שטח גדול יותר.זה מוביל ללחץ נמוך על העור. פלסטיק AFO עם מגע הכולל, להפחית את הלחץ כמו הכוח מחולק על פני שטח רחב יותר. עיצוב מגע הכולל ממקסים את שטח פני השטח שבו כוחות מחולקים, ובכך מצמצם את הלחץ על ממשקי שיא.

לחץ מותאם אישית של כף הרגל אותוזיס המספקת מגע הכולל של הרגל הצומח של חולי סוכרת במהלך ניהול משקל היה אסטרטגיה טיפול חשובה עבור לחץ צמחי לחץ סוכרת הקשורה טיפול. התקן אותוטי מותאם אישית ונעליים מעמיקות יש לרשום לחולים סוכרת בסיכון של ulceration צמחי בכל הזדמנות וזמין.

עיצוב מגע מלא הוא קריטי במיוחד עבור חולים עם סובלנות רקמות פגועה, כגון אלה עם סוכרת, נוירופתיה היקפית, או חוסר יעילות פולשנית.מטופלים אלה עשויים לא לתפוס לחץ מופרז עד נזק רקמות התרחש, מה שהופך את ניהול הלחץ חיוני.

אסטרטגיות הקלה בלחץ

גם עם עיצוב מגע הכולל, אזורים אנטומיים מסוימים דורשים אמצעי הקלה נוספים לחץ.דפיקה שמקורו בצפיפות נמוכה פלייט, EVA, או PPT עשויה גם להיות משולבת על הסתברות בוני במהלך הייצור של המכשיר כדי להפחית עוד יותר את הלחץ על אזורים אלה כפי שהוא קומפקטי כאשר טעון.

ניתן להשיג הקלה בלחץ באמצעות מספר אסטרטגיות:

• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) קיצוץ:0) ,(הופנה מהדף ⁇ :1) חומרים מתחומים בלחץ גבוה כדי לחסל מגע ישיר
• (ב) העברתם של [[המאה ה-1]]: [[1924]]]]
• (ב) נוקשות:0) נוקשות: שימוש בחומרים עם קשיחות שונה לשלוט בחלוקת לחץ

המונחים:

קידוד בממשק המכשיר אותוטי / פיסת החומר אינו תמיד עובי אחיד.ריאציות עובי, הרכב, ונכסים מכניים ברחבי אזור הממשק דורשים שיקול זהיר במהלך עיצוב.

אזורים עם כיסוי רקמה רך מינימלי על העצם פגיעים במיוחד לסיבוכים הקשורים ללחץ.מהנדסים חייבים לקחת בחשבון את הריאציות האנטומיות הללו כאשר חישוב דרישות תמיכה ועיצוב ממשק גיאוגרפיה.

להימנע משגיאות עיצוב Common Interface

אם חלק מהאותוזיס גורם ללחץ גבוה ללא מאמץ המשתמש בשירות או ההורה/קר עשוי לבקש חלק זה להימחק.לפעמים כאשר זה נעשה את האזור שהכוח מתפשט על ידי המשוואה לעיל P=F/A, הלחץ הוא למעשה גדל.זה יכול להוביל לכאב מוגבר לאחר זמן מה.

תופעה נוגדת-מניעה זו מדגישה את החשיבות של הבנת עקרונות ההפצה של לחץ לחץ.פשוט הסרת החומר מאזור בלחץ גבוה עלולה להחמיר את הבעיה על ידי ריכוז כוחות על שטח קטן יותר.ניהול לחץ תקין דורש חלוקה מחדש של כוחות לאזורים הסמוכים עם סובלנות גדולה יותר, לא רק חיסול מגע.

שלב 7: ניתוח בטיחות וכישלון

קביעת גורמי בטיחות מתאימים

גורמי בטיחות מייצגים את היחס בין העומס שיגרום לכישלון ואת עומס השירות הצפוי ביותר.גורמי בטיחות מתאימים להבטיח כי מכשירים אורתוטוטיים לשמור על שלמות מבנית לאורך חיי השירות המיועדים שלהם, גם בתנאי טעינה בלתי צפויים או השפלה חומרית.

בחירת גורם בטיחות תלויה במספר שיקולים:

• (ב) ,0) ,לא ברור בתנאי טעינה: FLT:1 , גורמי בטיחות גבוהים יותר לפעילויות בלתי צפויות
• (ב) ⁇ :0) , ⁇ רכוש אווירי: 1) חשבון ייצור סובלנות וחומר
• (ב) ,0) אי-השוויון של כישלון: 1FreaLT:1 גורמי בטיחות גבוהים יותר כאשר כישלון עלול לגרום לפציעה
• (ב) שיקולים:0 (FLT:1)
• (ב) ,0) גורמים רוחניים: FLT:1 טמפרטורה, לחות ואפקטים כימיים

גורם של אמצעי בטיחות (FoS) תועדו עבור כל חומר לזהות את האפשרות המתאימה ביותר עבור ייצור AFOation. לתעד גורמי בטיחות עבור תצורה שונה עיצוב חומרים מאפשר קבלת החלטות מושכלות על רמות סיכון מקובלות.

בדיקות סטרקטיטוריות ואימות

לאחר שמערכת האורתיאוטית נבנתה ונכפה, בוצעו בדיקות ספסל להערכת התנגדות מבנית, אשר הראו תוצאות מספקות עד הטווח המוגדר בהיקף של 38Nm. בדיקות פיזיקליות מאמתות תחזיות חישוביות ומאשר כי מכשירים עומדים בדרישות כוח מינימליות.

פרוטוקולים לבדיקת פרוצדורות סטרקטיות כוללים בדרך כלל:

• (ב) עיין ב-[[1924]]: [[1924]]]]
• בדיקה אחרונה ב-6 ביולי 2008. ^ FLT:0Cyclicעייפות Test: FLT:1 subject to re Reload Cyclesסימולating Extended Useating
• בדיקה אחרונה ב-13 ביולי 2008. ^ FLT:0.comltimate Power Testing: FLT:1 Load
• (FLT:0) מיזוג סביבתי: FLT:1 ביצוע בדיקות לאחר חשיפה לטמפרטורה, לחות או סוכנים כימיים

ניתוח מצב

הבנת מצבי כישלונות פוטנציאליים מאפשרת למהנדסים לעצב מכשירים אשר נכשלים בבטחה אם מצבי כישלונות מועדפים על ידי P כוללים תשואה הדרגתית עם עיוות גלוי ולא שבר קטסטרופלי פתאומי.זה מספק אזהרה למשתמשים ולמרפאות לפני שכישלון מוחלט של המכשיר מתרחש.

מצבי כישלונ נפוצים במכשירים אורתאוטיים כוללים:

• (ב) ,0) ,(התב"ה) ,"התב"ה, ב"התב" (ב) ,"התב" (ב"ד)
• (ב) ⁇ :0) ,FLT:1ure Crack growth under cyclic לטעון
• (ב) כשלון:0 (ב) כשלון: 1FLT: 1) מדפים, או נקודות התקשרות שבורות או משוחררות
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שלב 8: אימות קליני והערכה חיצונית

הערכה ביולוגית

ביצועי ההנגיט של המכשיר הוערכו והשוו עם שימוש מסחרי זמין מראש SCO. התוצאות חשפו gait טוב יותר. אימות קליני מאשר כי דרישות תמיכה מהנדס לתרגם לתוצאות פונקציונליות משופרות עבור חולים.

הערכה בביצוע ביומכני כוללת בדרך כלל:

• ניתוח:0 (Gelit Analysis: FLT:1) Quantify שינויים בדפוסי הליכה, זוויות משותפות וכוחות תגובה קרקעיים
• מיפוי:0 (FLT) מיפוי:0) מיפוי: 1 (FLT) בודק כי לחץ ממשק נשאר בגבולות בטוחים במהלך פעילות תפקודית
• (FLT:0)Range of Motion Assessment: FLT:1ua התקן מספק שליטה נאותה בתנועה ללא הגבלה מופרזת
• בדיקה אחרונה ב-13 ביולי 2008. ^ "FLT:0.]]

תוצאות חיפוש: Patient-Reported Outcomes

ההצלחה של גישה שיקום כזו תלויה מאוד בציות, כלומר, משתמשים לבושים באוזוזיס באופן עקבי.באופן ספציפי, עבור רוב הילדים הצעירים, פונקציונליות היא משנית למראה ותפיסת עמיתים. עם זאת, נקודת ההתחלה של גישת העיצוב המסורתית היא לטפל פונקציונליות ולאחר מכן לנסות להפוך את המראה יותר טבלה לבבש. כתוצאה מכך, עמידה היא בעיה נפוצה, וכתוצאה מכך, וכתוצאה מכך, התקדמות איטית ולא אחידה.

קבלה וציות של המטופל הם גורמי הצלחה קריטיים שיש לקחת בחשבון לצד ביצועים ביומכניים.מכשיר אורתוטי המספק תמיכה מצוינת אך נדחה על ידי המטופל עקב אי נוחות, מראה או אי נוחות לא יצליחו להשיג מטרות טיפוליות.

תוצאות של המטופל צריכות להעריך:

• (ב) הערכה סובייקטיבית של נוחות המכשיר במהלך פעילויות שונות
• (ב) ,0) ,(א) ,ה) ,הכוח לעשות, לעשות ולתאם את המכשיר באופן עצמאי.
• שיפור תזונתי: שיפור מהותי: 1FLT שינויים בניידות, כאב או השתתפות בפעילות
• (FLT:0) שביעות רצון: פיתוי 1 (ראה: ⁇ ) שביעות רצון כללית עם מראה וביצועים
• (ב) ,0) ,בבבבבבב"ה (ב) ,ב[[1924]]

סירוב תזונתי מבוסס על טיפול קליני

למרות מחקר זה מאמת את הרציונליות של עיצוב אורתוזיס יד ויעילות הטיפול הנכון מנקודת מבט ביומכנית באמצעות ניתוח אלמנט סופי, כמה היבטים עדיין דורשים שיפור נוסף.

אימות קליני לעתים קרובות מגלה הזדמנויות עבור תכנון זיכוך שלא היה ברור במהלך ניתוח חישובי. integrating משוב קליני לתוך תהליך העיצוב יוצר מחזור של שיפור מתמשך אשר משפר גם ביצועים ביומכניים וגם קבלה של המטופל.

נושאים מתקדמים ב- Orthotic Support Calculation

מודל פיצויי מטופלים

המטרה העיקרית של מאמר זה הייתה לספק תובנות מדויקות יותר להתנהגות הביומכנית של נקודות לחץ רגל באמצעות שיטות הנדסיות המוכוונות להערכה חדשנית עבור התאמה מוחלטת של מכשירים אורתטיים.מודל ספציפי לחולה מייצג את קצה חיתוך של עיצוב אורתוטי, יצירת מכשירים המותאמים לאנטומיה אישית, פתולוגיים, דרישות פונקציונליות.

מטופל עם valgus valgus מסדרון מתון גייס.טי הדמיה בפורמט DICOM הוצאו לשיקום מודל 3D רגל. הדמיה רפואית מספקת את הבסיס ליצירת מודלים גיאומטריים ספציפיים לחולה שלוכדים וריאציות אנטומיות בודדות.

בהתבסס על נתונים מטופלים נמדדים קלינית, פרמטרים מודל כגון Modulus ואל יחסו של פומפסון ישתנה.דמיית המודל תהיה קשורה לאחר מכן עם התערבות אורתוטוטית כדי לאמת את ההשפעה האורתוטית על חולים. שילוב תכונות חומרים ספציפיים לחולה משפר עוד יותר דיוק מודל ויכולת חיזוי.

שילוב של מודל מוסקולקל

ניתוח gait 3D ואחריו musculoskeletal מודלים שימש כדי לקבוע את תנאי הגבול של נושא בריא עבור מודל FE. בעוד כוחות שרירים מיושמים באופן מפורט ברוב המחקרים, מודל FE זה הציג דרך יעילה יותר על ידי שימוש ברגעים הקרסוליים וכוחות תגובה משותפים.

מודלים מוסקולקליים מספק מידע מפורט על כוחות פנימיים, הפעלת שרירים, ועומסים משותפים במהלך פעילות תפקודית.מידע זה יכול להשתלב במודלים של יסוד סופי כדי ליצור סימולציות מקיפים יותר אשר מהוות את האינטראקציה המורכבת בין מכשירים אורתאוטיים לבין מערכת הנוירומוסקולארית.

יישומי בינה מלאכותית ולמידה של מכונות

יישומים מתעוררים של אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונה מתחילים לשנות תהליכי עיצוב אורתאוטיים.אלגוריתמים של למידת מכונות יכולים לזהות דפוסים במאגרי נתונים גדולים של תוצאות המטופל, תיקון פרמטרים עיצוב עם הצלחה קלינית. תובנות אלה יכולות להנחות החלטות עיצוב ולחזות אילו תצורה היא כנראה להצליח עבור אוכלוסיות ספציפיות של מטופלים.

רשתות ניאל יכולות גם להיות מאומנים לחזות במהירות תוצאות ניתוח של אלמנטים סופיים, פוטנציאל להפחית זמן חישובי משעות עד שניות.זה מאפשר אופטימיזציה עיצוב בזמן אמת ומפגשי עיצוב אינטראקטיביים שבהם רופאים וחולים יכולים לחקור אפשרויות מרובות ולראות מיד תוצאות צפויות.

גישה Multi-Scale Modeling

מודלים בקנה מידה רב-מידה משלבים תופעות המתרחשות בקנה מידה שונים, מתשובות סלולריות ורקמות להתנהגות מבנית של כל-כך. גישה זו יכולה לחזות לא רק תגובות מכניות מיידיות אלא גם הסתגלות לטווח ארוך, עיצוב מחדש וסיבוכים אפשריים.

לדוגמה, מודלים בקנה מידה רב יכולים לדמות כיצד לחץ מתמשך משפיע על ההיתוך של רקמות ברמה התאית, לחזות סיכון של כאבי לחץ על סמך התפלגות לחץ ממשק ומשך טעינה. מידע זה יכול להנחות שינויים עיצוב כדי למנוע סיבוכים לפני שהם מתרחשים.

שיקולים מעשיים

⁇ עדיפות ומעשיות

למרות שרוב הניתוחים הקיימים בכף הרגל בוצעו תחת פשטות ונחות מסוימות, הם סיפקו תרומות חיוניות לזיהוי התגובה המכנית של הרגל בנעליים מזדמנים או אתלטיים.

בעוד מודלים חישוביים מתוחכמות מספקים תובנות יקרות ערך, עיצוב אותוטי מעשי חייב לאזן דיוק אנליטי עם תאימות קלינית.מודלים מורכבים יתר על המידה עשויים לספק שיפורים שוליים דיוק תוך הגדלת זמן ועלויות באופן משמעותי. מהנדסים חייבים לזהות את הרמה המתאימה של מורכבות המודל עבור כל יישום.

שיקולים של עלויות-אוויר

ההצלחה של ®SCO טרום-מציאותי מוגבל בגלל משקל, רוביות, חוסר משיכה קוסמטית נאותה, ועלות.עלות נותרה מחסום משמעותי לגישה אורתוטוטית עבור חולים רבים.

הצמיחה המואצת של טכנולוגיות ייצור תוספים אפשרה לממצאים חדשים לגבי חומרים חדשים במכשירים מסייעים, עם יתרונות מסוימים כגון גישה קלה, affordability ויעילות זמן. טכנולוגיות ייצור מתפתחות מציעות הזדמנויות להפחית את העלויות תוך שמירה או שיפור איכות.

סליחות וסטנדרטים

מכשירים אורתטיים מוסדרים מכשירים רפואיים ברוב תחומי השיפוט, המחייבים עמידה בסטנדרטים ובתקנות החלים.יש לתעד חישובים הנדסיים כדי להוכיח כי מכשירים עומדים בדרישות בטיחות מינימליות וביצועים.

דרישות רגולטוריות משתנות על ידי סיווג המכשיר, שימוש מיועד, השוק הגיאוגרפי.מהנדסים חייבים להיות מוכרים עם תקנות החלות ולשלב דרישות תאימות בתהליך העיצוב מההתחלה ולא לנסות תאימות רטרוfit לאחר השלמת עיצוב.

מסמכים ותקשורת

תקשורת יעילה של חישובים הנדסיים ועיצוב רציונלית חיונית ליישום קליני.מרפאות לפני מרשם מכשירים אורתאוטיים צריך להבין את העקרונות הביומכניים העומדים בבסיס המלצות עיצוב.מטופלים זקוקים להסברים ברורים של איך מכשירים עובדים ומה התוצאות לצפות.

המסמכים צריכים לכלול:

• מטרות עיצוב:0 (ראה: ⁇ ) 1 (ב) בבירור מטרות ברורות לתמיכה, תיקון או הגנה
• (ב) ,0) הנחה: כוחות ופעילויות הצפויים שהמכשיר חייב להתאים
• (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"א: "ה', ו'"ה' (ב"ב)
• (ב) ,0) גורמים בטוחים: 1.10 מקורות בטיחות וכישלון
• תוצאות חיפוש > תוצאות חיפוש > FLT:0.Validation: FLT:1 Testing data
• (ב) ,0) הוראות: 1FLT: תיקון נכון, התאמה ותהליכי טיפול

כיוונים עתידיים בהנדסת אורתאומטית

מכשירים אורתטיים

מערכת אלקטרונית פשוטה וזולה מיועדת לפעולת משותפת על ידי אחד לטעון ליניארי טעינה-קל, הקשורה למערכת משובצת היקפית.כלל, אורתוזיס הברך המוצעת דינמימטר מייצג פתרון ראשוני במדידת ביומכנית בפרוטוקולים שיקום, המציעה פתרון נייד, תכליתי ויעילות להערכת ושיפור תפקוד הברך.

שילוב של חיישנים ואלקטרוניקה למכשירים אורתוטוטיים מאפשר מעקב בזמן אמת של תנאי טעינה, עמידה בחולה והתקדמות טיפולית. אורתוזים חכמים יכולים לספק משוב לחולים ולמרפאות, להתאים את רמות התמיכה באופן אוטומטי בהתבסס על פעילות, ולאסוף נתונים למחקר תוצאות.

התפתחויות עתידיות עשויות לכלול מכשירים אורתאוטיים שמתאימים לתכונות המכאניות שלהם בתגובה לתנאים משתנים, ומספקים תמיכה אופטימלית בטווח של פעילויות ללא התאמה ידנית.

חומרים מתקדמים ומתקדמים

טכנולוגיות הדפסה עשויות בסופו של דבר לאפשר יצירת ממשקים אורתוטוטיים עם תכונות חומריות מדורגות המעבר חלקה מהמכשיר לרקמות, שיפור נוחות ואינטגרציה. חומרים מתקדמים עם תכונות ניתנות לתוכנה יכולים לאפשר למכשירים בודדים לספק תכונות תמיכה שונות באזורים שונים או בתנאים שונים של טעינה.

חומרים של שימור עצמי יכולים להאריך את חיי שירות המכשיר על ידי תיקון אוטומטי נזק קטן.חומרי Shape-memory יכולים לאפשר מכשירים התואמים בדיוק את האנטומיה כאשר מופעלים על ידי טמפרטורת הגוף.

אינטגרציה רפואית אישית

מטרת המחקר היא לפתח ולאמת מסגרת שיטתית – תוך שילוב העיצוב של אורתאוטיקה אישית לילדים צעירים – המשלבת את העקרונות המוערכים לעיל.מתודולוגיה שלנו מתייחסת לאתגר זה על ידי שילוב העדפות הרדמה של הילד במהלך שלב העיצוב הראשוני, תוך הבטחת כי דרישות ביומכניות ניתנות נפגשות באמצעות אימות הנדסי.

העתיד של עיצוב אורתוטוטי הוא אישיזציה אמיתית אשר רואה לא רק האנטומיה והפתולוגיה אלא גם העדפות אישיות, אורח חיים, וגורמים פסיכו-חברתיים.היישום של ביומכניקה באסתטיקה ובאותאוטיים הוא חיוני עבור מספר סיבות: זה מאפשר יצירת מכשירים מותאמים לצרכים הספציפיים של חולים בודדים.

שילוב עם רשומות בריאות אלקטרוניות וחיישנים לבישים יכול לאפשר אופטימיזציה מתמשכת של תמיכה אורתיופית בהתבסס על דפוסי השימוש בעולם האמיתי ותוצאות. ניתוח חיזוי יכול לזהות חולים בסיכון לסיבוכים ולעורר התערבויות מונעות.

דרישות תמיכה מקיףות Checklist

כדי להבטיח חישוב יסודי של דרישות תמיכה בעיצוב אורתוטי, מהנדסים צריכים לטפל באופן שיטתי באלמנטים הבאים:

דרישות הערכה

• משקל גוף המטופל ומדידות אנתרומטריות
• רמות פעילות צפויות ודרישות פונקציונליות
• נתוני ניתוח Git כולל כוחות תגובה קרקעיים
• מיפוי מיפוי לחץ בממשקים רלוונטיים
• רגעים משותפים וכוחות במהלך פעילות תפקודית
• פרופילי טעינה דינמיים לדפוסי תנועה רלוונטיים
• עומסי שיא ודפוסי טעינה אופניים לניתוח עייפות

דרישות נכסים

• תכונות של ספקטרום ונוקשות
• כוח חלש וכוח רב-קרקעי
• התנגדות עייפות ומגבלות סיבולת
• שיקולים של הכחשת משקל
• התרחבות וטמפרטורות
• רגישות לעור ובדיקת רגישות העור
• אחריות ולבוש תכונות התנגדות
• שיקולים של עלויות וזמינות

דרישות ניתוח

• מודל גיאומטרי של האנטומיה והמכשיר
• מודלים של חומרים רפורמטיביים לכל הרכיבים
• תנאי גבולות ומגבלות
• תרחישי טעינה של נציג המכסים מקרים צפויים
• ממשק מגע מודל עם משככי חיכוך מתאימים
• מחקרים על מנת להבטיח דיוק
• ניתוח מתח וטיפוח
• תחזיות וגילויי עקירה
• גורם של חישובים בטיחותיים עבור רכיבים קריטיים

דרישות אופטימיזציה

• מטרות אופטימיזציה ומגבלות
• מחקרים פרמטריים מזהים משתנים עיצוביים משפיעים
• איזון בין Multi-objective דרישות מתחרות
• אופטימיזציה במשקל תוך שמירה על ביצועים מבניים
• אופטימיזציה להורדת לחץ לנוחות המטופל
• ייצור שיקולים של יכולת ועלויות
• קבלה אסתטית וקוסמטיקה

דרישות אימות ובדיקה

• השוואה של תחזיות חישוביות עם מדידות ניסיוניות
• בדיקות עומס סטטי כדי לאמת כוח ונוקשות
• בדיקת עייפות Cyclic סימולטור שימוש ממושך
• מדידות לחץ על Interface במהלך פעילות תפקודית
• ניתוח גאי עם המכשיר במקום
• נוחות והערכה של שביעות רצון
• מעקב מעקב ושימוש
• מעקב ארוך טווח עבור עמידות ותוצאות קליניות

מחקר מקרה: תמיכה מקיפה של ⁇ עבור Ankle-Foot Orthosis

כדי להמחיש את היישום המעשי של שיטות הנדסיות אלה, לשקול את העיצוב של אורתוזיס רגל סלולארי (AFO) עבור מטופל עם ירידה ברגל וכתוצאה מפציעה עצבית חד-צדדית.

(FLT:0) 1Step - הערכת עומס: ניתוח גאיט 1FLT 1 מגלה כי המטופל מייצר כוחות תגובה הקרקעית שיא של כ 800N במהלך הליכה.הסולל מדגים לא מספיק עומס במהלך שלב התננד, וכתוצאה מכך מיפוי לחץ מראה לחץ גבוה בלחץ העקביות ומאוחר יותר באמצע הדרך.

(FLT:0) 2Step - בחירה חומרית: FLT:1מחה על הנוקשות הנדרשת כדי למנוע ירידה ברגל בעת מתן עומס צמחי מבוקר, פגזים פוליפרופילן עם שיטות גמישות גמישות של 1.5 GPa נבחר.חומרים פדינג כוללים קצף EVA (שורה קשה 40) עבור ניתוק כללי ורך קל יותר עבור קצף Bony Prominence.

(FLT:0) 3Step - ניתוח סטרקטי: ההרחבה: איור אלמנט סופי נוצר מסורקי CT של הרגל התחתונה של המטופל ורגלו.המודל כולל עצמות, רקמות רכות, ואת עיצוב AFO המוצע. Simulations של טעינת שלב טעינת עמדה לחשוף את הלחץ של 15 MPa בפגז AFO, גם מתחת לתשואות פוליפרופילן של 30 MPa, מתן סיכון של 60 ק"מ"מ, 000 ל-C, 000 מוקדם יותר, 000, 000, 000, 000, 000 לחץ על מנת ל-C.

(FLT:0) 4Step - אופטימיזציה עיצוב: FLT:1 מחקרים Parametric לחשוף כי הגדלת נוקשות AFO Footplate על ידי 20% משפרת את הנקה במהלך שלב נדנדה ללא לחץ ממשק גדל משמעותית. קו הטרימסול מותאם לייעל את האיזון בין סיוע dorsiflexion לבין בקרת צמחייה.

(FLT:0) 5Step - 3-Point Force System: ההרחבה 1 (AFO) מתייחסת לכוח הקדמי בעגל, לכוח חיצוני הקרסול, וכוח חשוף במידות הקדמיות של כוח האדם, מחושב לספק 15 Nm של רגע סיוע דו-מפלקס, תוך שמירה על ממשק מתחת לסף בטוח.

(FLT:0) 6Step - Interface Design:FLT:1 Total Contact design ייושם עם חיתוך הקלה מעל הראש ה fibular ו-קניון.comd ⁇ עובי מספק 6mm של ushioning מעל פוני prominences, מוקרן ל 3 מ"מ על פני אזורים ממולאים היטב.

(FLT:0) Step 7 - ניתוח בטיחות: FLT:1igue ניתוח צופה שהמכשיר יעמוד על 1 מיליון מחזורי טעינה (כ 2 שנים של שימוש טיפוסי) לפני תחילת הפחתת העייפות.בדיקת כוח האולטימטיבי מאשרת את המכשיר יכול לעמוד 2400N (3x טעינה טיפוסי) לפני כישלון.

(FLT:0) 8Step - אימות קליני: ניתוח גאיט עם AFO מדגים הקלה טובה יותר, קריומטיות הקרסוליות הרגילות, והורדת צריכת האנרגיה במהלך הליכה.לחץ מאמת את הלחץ להישאר מתחת ל 50 kPa במהלך כל הפעילויות.

גישה שיטתית זו מבטיחה שכל דרישות התמיכה הקריטיות מטופלות באמצעות ניתוח הנדסי קפדני, וכתוצאה מכך מכשיר שמשנה בהצלחה ביצועים ביומכניים, נוחות סבלנית ועמידות ארוכת טווח.

מסקנה

חישוב דרישות תמיכה באותנאוטיקה מייצג אתגר מורכב ורב תחומי הדורש שילוב של עקרונות ביומכניים, חומרים מדע, מודלים חישוביים ומומחיות קלינית. ביומכניקה ממלא תפקיד חיוני בקביעת הפונקציונליות של מכשירים אורתאוטיים. על ידי הבנת העקרונות הביומכניים של התנועה הבסיסית, דפוסים יכולים לעצב ביעילות או לתקן ליקויים עצביים או לקויות נוירולוגיות.

שיטות הנדסה צעד אחר צעד המתואר במאמר זה מספקות מסגרת שיטתית לקביעת התמיכה הנדרשת במכשירים אורתאוטיים.מהערכה ראשונית של עומס באמצעות אימות קליני סופי, כל צעד בונה על ניתוחים קודמים כדי ליצור עיצובים מקיפים, המבוססים על ראיות המייעלים את תוצאות המטופל.

הגישות הבין-תחומיות מהאיחוד של הרפואה וההנדסה, הביומכניקה, וביוטכנולוגיה, כדי להזכיר כמה, להקל על שיפור של הפרוזזציות הנוכחיות, אורתוזיות, סיוע טרום-ניתוחי ותכנון, ושיקום טיפולים.אינטגרציה זו של דיסציפלינות ממשיכה להניע חדשנות בעיצוב אורתאוטי וייצור.

האסתטיקה והאוטופים חיוניים בתחום ההנדסה הביומכנית, המציעים פתרונות שמשפרים באופן משמעותי את איכות החיים עבור אנשים עם ליקויים פיזיים. מהשורשים ההיסטוריים שלהם לקידום מודרני, שדות אלה התפתחו ללא הרף, מונעים על ידי הצורך פונקציונליות טובה יותר, נוחות, ונגישות. בעוד שיש אתגרים להתגבר, העתיד מחזיק בהתקדמות מבטיחה שיכולה לחולל מהפכה בדרך שבה אנו פועלים שיקום וכושר ניידות.

ככל שכלים חישוביים הופכים ליותר מתוחכם, טכנולוגיות ייצור מתקדמות, וההבנה שלנו של להעמיק את הביומכניקה, הדיוק והיעילות של חישובי תמיכה אורתוטוטיים ימשיכו להשתפר.העתיד מבטיח פתרונות אורתאוטיים מותאמים אישית באמת, אשר משתלבים בצורה חלקה עם הגוף והאורח החיים של המטופלים, ומספק תמיכה אופטימלית תוך מיקסום נוחות, תפקוד ואיכות החיים.

עבור אנשי מקצוע בתחום הבריאות, מהנדסים וחוקרים העובדים בתחום זה, שליטה בשיטות הנדסיות אלה חיוני ליצירת מכשירים אורתאוטיים אשר מתרגמים בהצלחה עקרונות ביומכניים להטבות קליניות.על ידי התייחסות שיטתית לערכת עומס, ניתוח חומרי, אופטימיזציה עיצובית, אימות קליני, אנו יכולים להבטיח כי מכשירים אורתטיים מספקים את התמיכה המטופלים צריכים להשיג את המטרות התפקודיות שלהם ולחיות חיים מלאים יותר פעילים.

משאבים נוספים

עבור אלה המבקשים להעמיק את ההבנה שלהם של הנדסה אורתוטוטית ו ביומכניקה, המשאבים הבאים מספקים מידע יקר:

• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) מספר Analytics - מדריך האולטימטיבי לביוטכנולוגיה באורתאורנטיקה
• הנדסת חשמל:0 (הנדסה) - אסתטיקה ו Orthotics ReviewFLT
• (ב) ◄ .0.MDPI Applied Sciences - הערכה ביומכנית של התפלגות לחץ צמחיים
• (ב) ◄ ניתוחי אורתקלי (Pineite Element Parametric DesignFLT:1

משאבים אלה מציעים מידע טכני מפורט, מחקרים מקרה, וממצאים מחקר שמשלים את שיטות ההנדסה שנידונו במדריך מקיף זה.