ارتز و پروتز
مرجان بهرا می نسب
دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، ، صفحه 25-40
چکیده
پروتزهای زانو، بهعنوان یکی از محصولات پزشکی برای عملکرد مطلوب در درازمدت (عدم شلشدگی و جراحی مجدد)، هنوز نیازمند راهکارهای طراحی هستند. در مطالعة حاضر، طرح کسر عاملی کامل از طراحی آزمایشات، به همراه تحلیل المان محدود، استفاده شد تا اثر شکل داخلی قطعة فمورال پروتز زانو بر پایداری مکانیکی ایمپلنت و تنشهای بیومکانیکی ایجادشده ...
بیشتر
پروتزهای زانو، بهعنوان یکی از محصولات پزشکی برای عملکرد مطلوب در درازمدت (عدم شلشدگی و جراحی مجدد)، هنوز نیازمند راهکارهای طراحی هستند. در مطالعة حاضر، طرح کسر عاملی کامل از طراحی آزمایشات، به همراه تحلیل المان محدود، استفاده شد تا اثر شکل داخلی قطعة فمورال پروتز زانو بر پایداری مکانیکی ایمپلنت و تنشهای بیومکانیکی ایجادشده در خود ایمپلنت، سیمان استخوانی و استخوان مجاور، بررسی شود. سپس از روش واسپاس، که یکی از روشهای انتخاب چندشاخصه است، برای رتبهبندی طرحها استفاده شد. نتایج تحلیل واریانس، نشان داد که هندسة شکل داخلی قطعة فمورال بر عملکرد پروتز زانو اثرگذار است؛ بهطوریکه از میان عوامل درنظرگرفته شده، زاویة بین برشهای پایینی و جلویی، زاویة بین برشهای پایینی و پشتی و همچنین ضخامت سیمان استخوان، بهعنوان تأثیرگذارترین عوامل شناسایی شدند. بهعلاوه با تحلیل آماری، مدل ریاضی پیشبینی کنندة مربوط به هریک از معیارهای سنجش عملکرد نیز برآورد شدند. نتایج رتبهبندی و تحلیل حساسیت نشان داد، که طرحهای برتر اغلب لایة ضخیمتری از سیمان دارند. این مطالعه همچنین نشان داد که هندسة فعلی قطعة فمورال، بهترین طرح نیست و اصلاح آن، میتواند عملکرد پروتز را در بلندمدت بهبود دهد.
ارتز و پروتز
روح الله ثامری ندافی؛ علی معظمی گودرزی؛ علیرضا فتحی
دوره 9، شماره 3 ، آذر 1394، ، صفحه 305-316
چکیده
تعریف مسئله: بررسیهای آماری نشان میدهند که بیماریها، تصادفات، سوانح و جنگها از عوامل پایهای در افزایش معلولان در جهان هستند که از میان آنها، بخش عمدهای از معلولیتهای نقص عضو در اندامهای حرکتی و بهخصوص در عضوهای زیر زانو مشاهده میشود. چاقی مفرط، کم تحرکی، انجام ندادن حرکات ورزشی مناسب و همچنین ابتلا به برخی ...
بیشتر
تعریف مسئله: بررسیهای آماری نشان میدهند که بیماریها، تصادفات، سوانح و جنگها از عوامل پایهای در افزایش معلولان در جهان هستند که از میان آنها، بخش عمدهای از معلولیتهای نقص عضو در اندامهای حرکتی و بهخصوص در عضوهای زیر زانو مشاهده میشود. چاقی مفرط، کم تحرکی، انجام ندادن حرکات ورزشی مناسب و همچنین ابتلا به برخی بیماریها، از عواملی هستند که موجب ضعف زانو و چنین عوارضی می شود و عدم تحمل گشتاورهای بالا در مفصل زانو از عواقب آن است. در این تحقیق، علاوهبر بررسی رفتار دینامیکی اجزای یک پای سالم در طول حرکت در گیت قدم زدن، توان مکانیکی لازم برای توانمندسازی زانوی ضعیفی تعیین میشود که عضلات آن میتوانند تنها تا 50 درصد از حداکثر گشتاور لازم برای قدم زدن، مانند یک پای سالم، را اعمال کنند. راه حل: برای توانبخشی زانوی اشارهشده، یک اورتز زانو از نوع کنترل فعال طراحیشده است. در طرح پیشنهادی، اورتز از ترکیب یک عملگر الکترومکانیکی و یک عامل الاستیک تشکیلشده است که در یک سازة سبک چهار میلهای مفصلبندی شده به همدیگر متصل شدهاند. نتایج: با بررسی طرحهای مختلفی که تنها ضریب کشسانی عامل الاستیک در آنها متفاوت است، بهترین طرح انتخاب و مدول کشسانی فنر آن با توجه به قیدهای هندسی و مکانیکی طرح، 7 کیلونیوتون بر متر تعیین شد. در این شرایط، بیشینه گشتاور قابل اعمال توسط زانو تا 34 درصد افزایشیافته است.
بیومکانیک استخوان
محمد نیکخو؛ علی تحسری؛ محمد حقپناهی
دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، ، صفحه 203-212
چکیده
با توسعهی فنّاوریهای پیشرفته در زمینهی ایمپلنتهای ستون فقرات، طراحی و ساخت کیجهای گردنی برای اوّلین بار در ایران مورد توجه قرار گرفتهاست. این پروژهی تحقیقاتی صنعتی برمبنای مطالعات دقیق بیومکانیکی و براساس مدلهای عملکردی اجزای محدود و آزمایشهای مکانیکی مربوط به آن انجام میشود. درین تحقیق، بهینهسازی ...
بیشتر
با توسعهی فنّاوریهای پیشرفته در زمینهی ایمپلنتهای ستون فقرات، طراحی و ساخت کیجهای گردنی برای اوّلین بار در ایران مورد توجه قرار گرفتهاست. این پروژهی تحقیقاتی صنعتی برمبنای مطالعات دقیق بیومکانیکی و براساس مدلهای عملکردی اجزای محدود و آزمایشهای مکانیکی مربوط به آن انجام میشود. درین تحقیق، بهینهسازی طراحی و مطالعهی بیومکانیکی تنها کیج گردنی بومی سازی شده در ایران (ساخت شرکت دانشبنیان آتیلا ارتوپد) بررسی شد. بدین منظور، ابتدا مدل اجزای محدود گردنی (C2-C7) تهیّه و محدودهی حرکتی آن با نتایج آزمایشهای آزمایشگاهی صحهگذاری شد. سه پارامتر ابعادی به عنوان ورودی و دو پارامتر خروجی (شامل میزان تغییر شکل دندانههای کیج در آزمایش استاتیکی و دینامیکی، طبق استاندارد ASTM F2077 برای فرآیند بهینه سازی طراحی و استفاده شد. سپس، تغییرات مورد نیاز جهت شبیهسازی عمل جراحی همجوشی در سطح C5-C6 با جایگذاری کیج گردنی انجام شد. درنهایت، نتایج مطالعههای بیومکانیکی روی محصول نهایی کیج گردنی بومیسازی ارائه شد. نتایج مطالعههای بیومکانیکی نشان داد که این محصول به خوبی میتواند در اعمال جراحی مورد استفاده قرار گرفته و مطابق با استانداردهای نمونههای خارجی موجود در بازار، جهت کاربرد در جراحیها رقابت نماید.
ارتز و پروتز
مصطفی لشگری؛ فرزان قالیچی؛ بهنام میرزاکوچکی
دوره 7، شماره 4 ، اسفند 1392، ، صفحه 341-349
چکیده
به دلیل پیچیدگیها و عوامل مختلفی که بر ارتودنسی مؤثر هستند، متخصصان ارتودنسی در صدد مطالعه مکانیزم حرکت دندان از قبیل تعیین رابطه بین اندازه نیروی اعمالی ...
بیشتر
به دلیل پیچیدگیها و عوامل مختلفی که بر ارتودنسی مؤثر هستند، متخصصان ارتودنسی در صدد مطالعه مکانیزم حرکت دندان از قبیل تعیین رابطه بین اندازه نیروی اعمالی و نرخ حرکت دندان در ارتودنسی هستند. در این میان وجود نیروی اصطکاک با مقدار نامعین در محل تماس درمان ارتودنسی را غیر قابل پیشبینی میکند. در این تحقیق براکت استاندارد بامدلهای براکت طراحی شده بر اساس گرد کردن لبههای خروجی سیم از شیار براکت، با توجه به زوایای موجود در شیار براکت، با دو نوع سیم ارتودنسی با مقطع مستطیل شکل و دایرهای مدلسازی شدند و اثر هندسههای مختلف بر توزیع تنش و نیروی اصطکاک با استفاده از روش اجزای محدود بررسی شده است. نتایج نشان داد در براکتهایی که دارای انحنای بیشتر در باله هستند، شدت توزیع تنش در محل تماس سیم و براکت در مقایسه با براکت استاندارد کاهش یافته است. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش انحنای باله مقدار اصطکاک در براکت با باله استوانهای در مقایسه با براکت استاندارد کاهش قابل توجه دارد و در مقایسه با براکتهای دارای انحنا، کمتر است. بررسی نتایج تفاوت اصطکاک در دو نوع سیم با مقطع گرد و مستطیلی، کاهش اصطکاک را در سیم مقطع دایرهای در مقایسه با سیم مقطع مستطیلی نشان داد و مطالعات قبلی را تأیید کرد. در نهایت با توجه به کاهش اصطکاک در براکتهایی با باله دارای انحنای بیشتر، طراحی این نوع براکت و استفاده از آن بمنظور کاهش اصطکاک مناسب به نظر میرسد.
بیومکانیک استخوان
بهنود حقیقی؛ مسعود طهانی؛ غلامرضا روحی
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1390، ، صفحه 33-44
چکیده
پیچهای اورتوپدی ابزار رایجی برای تثبیت استخوان شکسته محسوب میشوند. شل شدن پیچها در اثر نبودن تنش کافی در استخوان مجاور پیچ و جذب استخوان ناشی از آن، یکی از عوامل موفق نبودن ترمیم شکستگیها است. در این مطالعه، پیچ اورتوپدی هدفمند از ماده تیتانیوم و هیدروکسی اپتایت، Ti-Hap، همراه استخوانهای اسفنجی و متراکم در نرمافزار اجزای ...
بیشتر
پیچهای اورتوپدی ابزار رایجی برای تثبیت استخوان شکسته محسوب میشوند. شل شدن پیچها در اثر نبودن تنش کافی در استخوان مجاور پیچ و جذب استخوان ناشی از آن، یکی از عوامل موفق نبودن ترمیم شکستگیها است. در این مطالعه، پیچ اورتوپدی هدفمند از ماده تیتانیوم و هیدروکسی اپتایت، Ti-Hap، همراه استخوانهای اسفنجی و متراکم در نرمافزار اجزای محدود، مدلسازی شده است. پارامتر انتقال تنش، STPو پارامتر انتقال چگالی انرژی کرنشی، SEDTPتعریف میشود که به ترتیب نسبت تنش و نسبت چگالی انرژی کرنشی را در دندانههای پیچ به نقاط مجاور در استخوان بیان میکنند. مقادیر کم این پارامترها انتقال ضعیف تنش و چگالی انرژی کرنشی را به استخوان مجاور نشان میدهد که نشانهای از پدیده مضر سپر تنش است. نتایج این تحقیق نشان داد که مقدار پارامترهای STPو SEDTP، برای پیچ هدفمند در مقایسه با پیچ فلزی، بیشتر است. بعلاوه با کاهش مدول الاستیسیته جزء فلزی و با افزایش جزء حجمی سرامیک، آثار منفی سپر تنش کاهش مییابد. برای پیچی که دارای یک قسمت همگن و یک قسمت هدفمند است؛ هر چه طول قسمت هدفمند بیشتر باشد، پارامترها مقدار بزرگتری را نشان میدهند. بنابراین اثر سپر تنشی و مقدار شلشدگی پیچ کاهش مییابد. همچنین هر چه قسمت هدفمند در موقعیتی نزدیکتر به دندانههای ابتدایی قرار گیرد، مقدار پارامترهای STPو SEDTP، افزایش مییابد. به علاوه نتایج نشان داد با کاهش توان ترکیب توزیعی که نشاندهندة نحوه تغییر ترکیب هدفمند از فلز به سرامیک است، مقدار پارامترها افزایش مییابد. نتایج این تحقیق با مطالعات بالینی و آزمایشگاهی در دسترس، تطابق خوبی دارد.
مهندسی توانبخشی
دیاکو مردانبگی؛ محمدرضا ملاکزاده
دوره 4، شماره 4 ، اسفند 1389، ، صفحه 267-278
چکیده
در این مقاله به ساخت یک ردیاب حرکات چشم با ویژگیهای تصویـری، بیدرنگ، ارزان و در عین حال کاربردی با نام Dias Eye Tracker اشـاره میشود. این سیستم برقراری ارتباط معلولان با رایانه را بهبود میبخشد. آنچه سیستم مذکور را نسبت به سایر ردیابهای تحقیقاتی و ارزان قیمت مخصوص چشم متمایز ساخته، ...
بیشتر
در این مقاله به ساخت یک ردیاب حرکات چشم با ویژگیهای تصویـری، بیدرنگ، ارزان و در عین حال کاربردی با نام Dias Eye Tracker اشـاره میشود. این سیستم برقراری ارتباط معلولان با رایانه را بهبود میبخشد. آنچه سیستم مذکور را نسبت به سایر ردیابهای تحقیقاتی و ارزان قیمت مخصوص چشم متمایز ساخته، دقت در تشخیص نقطة دید، تنوع بخشهای کاربردی نرمافزار و همچنین سختافزارِ سبک و بیسیم آن با قابلیت نصب بر روی سر است. در مقالة حاضر روشهای استفاده شده در سیستم و همچنین نرم افزار و سخت افزار آن، معرفی شده است. همچنین دو روش استفاده شده برای ردیابی مردمک با یکدیگر مقایسه شده، عدم قطعیت بر روی نگاشتِ بکار رفته در این سیستم نیز تحلیل شده است. عملکرد این ردیاب چشم برای معلولان، با کمک سه پرسشنامه و بررسی پاسخهای افراد پس از اجرای سه فعالیت بخصوص با دستگاه، ارزیابی شده است. نتایج این ارزیابی عملکرد خوب این سیستم را در کمک به برقراری ارتباط با کامپیوتر نشان میدهد.
پردازش سیگنالهای حیاتی
محمدمهدی رمضانی؛ احمدرضا شرافت
دوره 4، شماره 2 ، شهریور 1389، ، صفحه 123-134
چکیده
در این مقاله با استفاده از کورنتروپی، روشی مؤثر برای دستهبندی سیگنال الکترومایوگرام سطحی به منظور کنترل پروتزهای مایوالکتریک ارائه شده است. چون سیگنال الکترومایوگرام سطحی در دامنههای پائین نیرو ماهیتی غیرگوسی دارد درحالیکه اغتشاش محیط گوسی فرض میشود، از کورنتروپی برای استخراج ویژگی از این سیگنال استفاده میکنیم؛ زیرا کورنتروپی ...
بیشتر
در این مقاله با استفاده از کورنتروپی، روشی مؤثر برای دستهبندی سیگنال الکترومایوگرام سطحی به منظور کنترل پروتزهای مایوالکتریک ارائه شده است. چون سیگنال الکترومایوگرام سطحی در دامنههای پائین نیرو ماهیتی غیرگوسی دارد درحالیکه اغتشاش محیط گوسی فرض میشود، از کورنتروپی برای استخراج ویژگی از این سیگنال استفاده میکنیم؛ زیرا کورنتروپی تنها دربرگیرنده اطلاعات مربوط به مؤلفههای غیرگوسی است و تخمین آن از نمونههای محدود بسیار ساده است. سپس با بهکارگیری ویژگیهای استخراج شده، از طبقهبندی کننده آنالیز تفکیک خطی برای دستهبندی سیگنال الکترومایوگرام سطحی استفاده میکنیم. نتایج بهدست آمده با استفاده از روش پیشنهادی این مقاله، در مقایسه با نتایج سایر روشهای پیشرفته شناسایی الگوی سیگنال الکترومایوگرام سطحی هم بهبود یافته و هم محاسبات کمتری دارد.
مهندسی توانبخشی
علی مالکی؛ علی فلاح
دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1387، ، صفحه 131-140
چکیده
بیماران ضایعه نخاعی سطوح مهره های پنجم و ششم گردنی قادر به کنترل ارادی حرکت های مفصل شانه هستند اما برای حرکت مفصل آرنج، بعضی از عضلات مربوط فلج شده است. با استفاده از FES و تحریک مناسب عضلات فلج می توان بیمار را در انجام حرکت های روزمره زندگی یاری کرد. یکی از عمده مشکلات استفاده از FES برای بازتوانی حرکت دست رسانی، فراهم آوردن ...
بیشتر
بیماران ضایعه نخاعی سطوح مهره های پنجم و ششم گردنی قادر به کنترل ارادی حرکت های مفصل شانه هستند اما برای حرکت مفصل آرنج، بعضی از عضلات مربوط فلج شده است. با استفاده از FES و تحریک مناسب عضلات فلج می توان بیمار را در انجام حرکت های روزمره زندگی یاری کرد. یکی از عمده مشکلات استفاده از FES برای بازتوانی حرکت دست رسانی، فراهم آوردن فرامین ارادی برای سطوح بالای کنترل است. سینرژی کینماتیک و سینرژی عضلات دو گزینه اصلی برای این منظورند. در این مقاله این دو منبع فرمان مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته اند، علاوه بر این، شیوه ای تلفیقی نیز پیشنهاد شده است که از کارایی بالاتری برخوردار است. برای همین منظور، داده های EMG و کینماتیک طی انجام گروهی از حرکت های روزمره زندگی(ADL) ، ثبت و پیش پردازش شد. سپس بررسی های دقیقی انجام شده است تا مقادیر مناسب برای متغیرهای شبکه عصبی کنترل گر سطح بالا تعیین گردد. در ادامه شش ساختار مختلف کنترل گر شبکه عصبی با داده های EMG و/یا کینماتیک آموزش داده شد. با این شیوه، درصد همبستگی متقابل بین تخمین و اندازه گیری برای تراژکتوری های همه ثبت ها، 94.76% برای سینرژی کینماتیک و 98.08% برای سینرژی عضلات است. در روش تلفیقی، این مقادیر به ترتیب به 94.82% و 98.84% بهبود یافته است. علاوه بر این، روش تلفیقی با تخمین وضعیت مطلوب برای مفصل دیستال و میزان فعالیت عضلات فلج، راه را برای بهبود کارایی کنترل گر سطح پایین هموار می سازد.
بیومکانیک استخوان
خلیل فرهنگ دوست؛ علی بنی هاشم؛ علی قانعی
دوره -2، شماره 1 ، تیر 1384، ، صفحه 1-8
چکیده
استفاده از پوشش های سرامیکی در ایمپلنت های دندانی به دلایل زیادی از جمله سازگاری با استخوان، فقدان بافت فیبری در محل اتصال– ایمپلنت و اتصال محکم تر پوشش– استخوان به صورت عمومی درآمده است. در بین این پوشش ها، هیدروکسی آپاتیت (HA) و فلوئوروآپاتیت (FA) استفاده بیشتری دارند. در این تحقیق، برای اولین بار با استفاده از تحلیل تنش ...
بیشتر
استفاده از پوشش های سرامیکی در ایمپلنت های دندانی به دلایل زیادی از جمله سازگاری با استخوان، فقدان بافت فیبری در محل اتصال– ایمپلنت و اتصال محکم تر پوشش– استخوان به صورت عمومی درآمده است. در بین این پوشش ها، هیدروکسی آپاتیت (HA) و فلوئوروآپاتیت (FA) استفاده بیشتری دارند. در این تحقیق، برای اولین بار با استفاده از تحلیل تنش به روش اجزای محدود و به صورت دوبعدی متقارن 24 عدد ایمپلنت به صورت تقریبا دقیق و با تمام اجزای سازنده، همراه پوشش، مدل سازی و تحلیل شدند. 12 عدد از ایمپلنت ها متعلق به سیستم IMZ و 12 عدد دیگر متعلق یه سیستم Dyna بودند. ضخامت پوشش هیدروکسی آپاتیت و فلوئورآپاتیت در ایمپلنت های مورد بررسی به ترتیب 33،50،67،80،100 و 10 میکرون بود. نتایج تحلیل تنش نشان داد با افزایش ضخامت پوشش ایمپلنت، مقادیر تمرکز تنش در سطح تماس ایمپلنت– پوشش، سطح تماس پوشش– استخوان و در استخوان اطراف ایمپلنت کاهش می یابد. هم چنین مقادیر تمرکز تنش در ایمپلنت های با پوشش فلوئوروآپاتیت همواره بیشتر از ایمپلنت های با پوشش هیدروکسی آپاتیت بود. در تمام ایمپلنت ها تمرکز تنش در استخوان اطراف ایمپلنت در قسمت طوق ایمپلنت (کرست استخوان) مشاهده گردید.
بیومکانیک استخوان
سید حامد حسینی نسب؛ فرزام فرهمند؛ محمدحسین کارگرنوین؛ محسن کرمی
دوره -1، شماره 2 ، بهمن 1383، ، صفحه 159-172
چکیده
در این مطالعه، چندین مدل المان محدود خطی و غیر خطی از ستون مهره در حالت سالم و تثبیت شده مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل سالم با استفاده از تصاویر سی تی اسکن توسعه یافته و پس از بررسی اعتبار آن، عمل تثبیت با استفاده از دو نوع ایمپلنت رایج شبیه سازی شده است. نتایج مدل ها، شامل رفتار بار- تغییر مکان و توزیع تنش در ساختارهای مختلف مورد بررسی ...
بیشتر
در این مطالعه، چندین مدل المان محدود خطی و غیر خطی از ستون مهره در حالت سالم و تثبیت شده مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل سالم با استفاده از تصاویر سی تی اسکن توسعه یافته و پس از بررسی اعتبار آن، عمل تثبیت با استفاده از دو نوع ایمپلنت رایج شبیه سازی شده است. نتایج مدل ها، شامل رفتار بار- تغییر مکان و توزیع تنش در ساختارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. هم چنین اثر تغییر در پارامترهای هندسی پدیکل، خطای جایگذاری و خصوصیات پیوند استخوانی بر نحوه توزیع تنش در ساختارها ستون مهره و اجزای ایمپلنت، با استفاده از یک مدل پارامتری بررسی شده است. نتایج حاصله بر مزیت ایمپلنت های تیتانیومی نسبت به ایمپلنت های فولادی، لزوم استفاده از یک پیوند استخوانی قدامی و افزایش احتمال شکست پیچ در اثر پوکی استخوان در مجموعه های تثبیت شده تاکید می کنند. هم چنین بر مبنای نتایج مطالعه، استفاده از پیچ هایی با قطر بزرگتر برای پدیکل هایی که دارای طول قدامی– خلفی هستند و پرهیز از خطاهای جایگذاری، به منظور کاهش احتمال شکست پیچ های پدیکل به جراحان توصیه شده است.