20375

۲۰۳۷۵

ساخت نمونه پروتز زانو Ottobock 3R36

كارشناسي ارشد

بيومكانيك

۹۷-۹۸

۱۳۹۷/۱۲/۲۲

دكتر محمد حق پناهي

دكتر برهان بيك زاده

مكانيك

چكيده پيشرفت هاي تكنولوژيكي عمده در بازار پروتز اندام زيرين، رو به افزايش است. پيشرفت هاي چشمگير نوآوري در تكنولوژي ، مدرن سازي پروتز را تسريع كرده و رشد قابل توجهي در بازار پروتز را به همراه داشته است. با قدر داني از اين پيشرفت ها، دستگاه هاي پروتز امروز، نيازهاي خاص بيماران را تامين مي كنند. محصولاتي كه از زانو هاي معمولي و پايه هاي نگهدارنده انرژي استفاده مي كنند، كمك مي كنند كه عمدتا زندگي عادي و سازنده را به عهده بگيرند. بازار پروتز در اثر وقوع بيماري، جنگ و حوادث رخ مي دهد. در حالي كه بيماري هايي مانند ديابت و بيماري عروق محيطي علت اصلي قطع عضو هستند، حوادث و جنگ همچنان نقش مهمي در بازار پروتز اندام دارند. براي افراد قطع عضو بالاي زانو ، پروتز مفصل زانو از مهمترين اجزاي پروتزها است. جايگزين كردن يك مفصل به جاي زانوي پيچيده شگفت آور انسان از چالش هاي جاري از زمان آغاز پروتزهاي مدرن بوده است. پروتز زانو بايد عملكردش را از زانوي نرمال(طبيعي) تقليد كند.در حالي كه وجود تهيه ثبات و ايمني همراه با وزن و قيمت مناسب بايد مورد توجه قرار گيرد. در يك پروتز زانوي توليد شده، بيشتر عملكرد آن مورد نياز است. طراحي مطلوب پروتز اندام تحتاني، به ويژه دستگاه هاي(ابزارهاي) زانو، براي بازگرداندن قابليت هاي از دست رفته و زيبايي شناختي حركات آمپوته ضروري است. در ميان تمام دستگاه هاي زانو، مفصل چهار محور (بازو، بار) هنوز هم ساز و كار گسترده تري دارد، زيرا، به رغم سادگي آن، اجازه مي دهد كه پروتز به اندازه كافي پايدار و در عين حال حركت طبيعي مفصل با دقت كافي را داشته باشد. با شروع از يك حركت مرجع آزمايشي و با توجه به برخي از نيازهاي بيمار مربوط به توانايي او براي كنترل و تثبيت پروتز، اين روش، پيوند چهار محوري را مطابق با مشخصات داده شده به بهترين نحو براي حركت تجربي مطابقت مي دهد. عملكرد افراد با قطع عضو زانو به طور قابل توجهي كمتر از افراد طبيعي است. انواع اجزاي مختلف براي جبران عملكرد آن ها طراحي شده است. در ميان اجزاي پروتز مختلف، مفصل زانو تأثير زيادي بر عملكرد دارد. دو نوع مفاصل زانو (3R36, 3R20) به طور گسترده اي براي پروتز بالا زانو استفاده مي شود. واضح است كه پروتزھاي زانو ساده چند منظوره داراي قابليت ھاي بالاتري از پروتزھاي تك محور هستند با اين حال داراي، طراحي، كنترل و ساخت پيچيده تر و پر ھزينه تري هستند. بنابراين، اگرچه بسياري از قطعات پروتز ممكن است توليد انبوه باشد، لازم است كه هر اندام در هماهنگي صحيح مونتاژ شود و به بهره برداري برسد تا به نياز فردي كاربر مورد نظر برسد. براي ساخت و مناسب اندام هاي مصنوعي به درستي نياز به درك كامل از اصول تشريحي و فيزيولوژيكي و مكانيك دارد؛ مهارت هاي هنري و توانايي هنري نيز مورد نياز است. واژه‌هاي كليدي: مفصل چهار محور (بازو، بار)، قطع عضو بالاي زانو، پروتز اندام زيرين، اجزاي پروتز، دستگاه هاي(ابزارهاي) زانو

1398/01/30

Manufacturing a Sample of Knee Prosthesis Ottobock 3R36

4/19/2019 12:00:00 AM

Abstract: Major technological advancements drive the limb prosthetics market. Outstanding innovative advancements in technology have catalyzed the modernization of prosthetics, spurring a significant growth in the prosthetics market. Thanks to these developments, today’s prosthetic devices cater to the specific needs of patients. Products ranging from conventional knees to energy-storing feet help amputees lead more normal and productive lives. The prosthetics market is impacted by the occurrence of disease, war, and accidents. thus, increasing the consumer base and presenting opportunities for service providers. While diseases such as diabetes and peripheral vascular disease are the leading causes of amputation, accidents and war continue to play a major role in driving the limb prosthetics market. For the above-knee amputee, the prosthetic knee joint is one of the most critical components of the prosthesis. Replacing the amazingly complex human knee has been an ongoing challenge since the beginning of modern prosthetics. A prosthetic knee has to mimic the function of the normal knee while providing stability and safety at a reasonable weight and cost. A prosthetic knee that produces the most functional outcomes is needed. The optimal design of human lower limb prostheses, in particular of knee devices, is fundamental in order to restore the lost functionality and aesthetic aspect of the amputee’s locomotion. Among all knee devices, the four-bar linkage is still the most widespread mechanism, since, despite its simplicity, it allows the prosthesis to be sufficiently stable and, at the same time, to replicate the natural motion of the joint with a sufficient accuracy. Starting from an experimental reference motion and given some patient-specific requirements related to his capacity to control and to stabilize the prosthesis, the procedure identifies the four-bar linkage that best-fits the experimental motion, at the same time respecting the given specifications. The performance of the subjects with above-knee amputation is noticeably poorer than normal subjects. Various types of components have been designed to compensate their performance. Among various prosthetic components, the knee joint has great influence on the function. Two types of knee joints (3R36, 3R20) have been used broadly for above-knee prostheses. However, the use of these modern engineering technologies in biomedical applications for the delivery of human healthcare has increased exponentially in the last three decades. Thus, though many parts of a prosthesis may be mass-produced, it is necessary for each limb to be assembled in correct alignment and fitted to the stump to meet the individual requirements of the intended user. To make and fit artificial limbs properly requires a complete understanding of anatomical and physiological principles and of mechanics; craftsmanship and artistic ability are also required. Keywords: four-bar linkage, above-knee amputee, limb prosthetics, prosthetic components, knee devices