11364

11364

استخراج اطلاعات ديناميكي حاصله از آناليز حركت راه رفتن افراد قطع عضو از ناحيه ي زير مچ جهت طراحي پروتز مناسب با به كارگيري نتايج حاصل از حل ديناميك معكوس

كارشناسي ارشد

مكانيك - كنترل، ديناميك و ارتعاشات

دي ماه 1391

دي ماه 1391

دكتر محمدرضا ملاك زاده

مهندس احمد طيورپرواز

چكيده با توجه به پيشرفت¬هاي پزشكي صورت گرفته در زمينه¬ي جراحي قطع اندام، تعداد افراد معلول از ناحيه¬ي زير مچ رشد زيادي داشته است. اما بر خلاف اين پيشرفت¬هاي صورت گرفته، در زمينه¬ي طراحي پروتز¬هاي مناسب براي اين گروه از افراد، تحقيقات چنداني انجام نشده است. معلولين قطع عضو از ناحيه¬ي زير مچ به علت عدم فعاليت عضلات پشت ساق، داراي قدرت شتاب¬گيري كمي هستند. بنابراين در همين راستا و در اين پروژه، هدف بهبود و بهينه¬سازي فرآيند طراحي و همچنين ارزيابي عملكرد بايومكانيكي نوعي جديد از پروتز¬هاي اندام تحتاني است كه طرح آن در مركز اورتز و پروتز كوثر ارايه شده است. در اين طرح، از يك ارتز كربني در پروتز اين افراد استفاده گرديده است تا به كمك انرژي ذخيره شده در مرحله¬ي تماس اوليه و آزاد سازي آن در فاز شتاب¬گيري، بتوان ضعف عضلاني ماهيچه¬هاي پشت ساق را در مرحله¬ي ترمينال استنس را كاهش داده و پارامترهاي بيومكانيكي حركت را بهبود بخشيد. به اين منظور ابتدا خواص مكانيكي مواد كامپوزيتي مورد استفاده در ساخت ارتز¬هاي كربني با كمك تست¬هاي كشش و نيز تئوري¬هاي مواد مركب بدست آمد. سپس با استفاده از اين خواص و نيز برخي نتايج گروه كنترل، پارامترهايي چون ضريب سختي خمشي ارتز كربني و نيز ضريب اطمينان آن¬ها به ازاي ابعاد و تعداد لايه¬هاي مشخص الياف، تحت بارگذاري راه رفتن محاسبه گرديد. در مرحله¬ي بعدي، به ارزيابي اين طرح با به كارگيري روش¬هاي علمي و مقايسه¬ي عملكردي اين پروتز با دو نوع پروتز رايج پرداخته شد. جهت ارزيابي اين طرح از روش آزمايش آناليز حركت استفاده گرديد و نتايج حاصله با كمك نرم¬افزارهاي Matlab و OpenSim پردازش شد. نتايج بدست آمده نشان از بهبود پارامترهاي فضاي حركت از قبيل سرعت حركت و طول گام نسبت به دو نوع ديگر دارد. همچنين گشتاور وارده به مفصل مچ تا حد زيادي به گروه افراد سالم نزديك گرديده است. در ادامه با كمك ضريب سختي خمشي محاسبه شده، سهم تيغه¬ي كربني از گشتاور و توان توليدي در مفصل مچ بدست آمد. اين نتايج نشان از سهم 46 درصدي ارتز كربني در توليد گشتاور و تامين 56 درصد از توان توليدي در مفصل مچ در مرحله¬ي پوش آف دارد. بعلاوه اين امر باعث كاهش فشار¬هاي وارده به عضلات پشت ساق شده است. واژه‌هاي كليدي: ارتز كربني، بازيافت انرژي، آناليز گيت، پارشيال فوت