سامانه همایش های دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

صفحه اصلی / اولین همایش بین المللی تحول خدمات سلامت: تلفیق مراقبت، درمان، بازتوانی و امیدبخشی

رویکردی نوین در طراحی و تولید ارتزهای ارگونومیک زانو برای کودکان مبتنی بر مدلسازی پارامتریک و فناوری ساخت افزایشی

نویسندگان :

مهسا عسگری¹ سیدحسن میرطلائی² فاطمه مرتضوی³

1- دانشگاه آزاد نجف آباد 2- دانشگاه کرمان 3- دانشگاه آزاد نجف آباد

کلمات کلیدی :

ارتوپدی کودکان،طراحی پارامتریک،بیومکانیک مفصل،سفارش سازی پزشکی،CATIA

چکیده :

مقدمه در حوزه توانبخشی ارتوپدی، طراحی تجهیزات کمکی برای جمعیت کودکان با چالشهای بیومکانیکی پیچیدهای روبروست. ارتزهای استاندارد موجود در بازار، به دلیل عدم توجه به پویایی رشد (Growth Dynamics) و تفاوتهای مورفولوژیک در ساختار اسکلتی کودکان، اغلب منجر به بروز استرسهای مکانیکی در بافتهای نرم، آسیبهای پوستی و عدم انطباق با مرکز ثقل بدن میشوند. این عدم تناسب، نه تنها کارایی درمانی را کاهش میدهد، بلکه میتواند منجر به انحرافات جبرانی در حرکات مفصلی گردد. لذا، گذار از تجهیزات “یکسان برای همه” به سمت “تجهیزات کاملاً شخصیسازیشده” در حوزه ارتوپدی کودکان یک ضرورت استراتژیک است. هدف پژوهش: این پژوهش با هدف توسعه یک پروتکل طراحی و ساخت یکپارچه برای ارتزهای زانوی سفارشیسازیشده انجام شده است. تمرکز اصلی بر بهینهسازی پارامترهای ارگونومیک، کاهش جرم ساختاری (Mass Reduction) و ایجاد قابلیت تنظیمپذیری در زوایای حرکتی مفصل جهت انطباق با پروتکلهای فیزیوتراپی کودکان است. روش : در این مطالعه، از رویکرد طراحی مبتنی بر محاسبات (Computer-Aided Design) استفاده شد. ابتدا با استفاده از تکنیکهای مدلسازی سهبعدی، هندسه دقیق آناتومیک پا و زانو استخراج گردید. سپس با بهرهگیری از نرمافزارهای CATIA و Autodesk Inventor، طراحی پارامتریک ارتز انجام شد تا امکان تغییر ابعاد بدون تخریب ساختار هندسی فراهم شود. جهت مدیریت پیچیدگیهای مکانیکی، یک مکانیزم قفلکننده چندزاویهای با دقت بالا در طراحی ادغام گردید. فرآیند تولید نهایی با استفاده از تکنولوژی FDM (Fused Deposition Modeling) و پلیمرهای مهندسی انجام شد تا ضمن دستیابی به وزن بسیار کم، استحکام ساختاری لازم برای تحمل بارهای دینامیکی بدن فراهم گردد. نوآوری و یافتهها: نوآوری این پژوهش در ایجاد یک زنجیره دیجیتال (Digital Chain) از مدلسازی آناتومیک تا تولید مستقیم است. برخلاف روشهای سنتی، این رویکرد اجازه میدهد ارتز با دقت بالا و متناسب با هندسه آناتومیک بیمار باشد..این سیستم با فراهم کردن قابلیت تنظیم زاویه مفصل، امکان شخصیسازی پروتکلهای توانبخشی را فراهم آورده و پتانسیل بالایی در کاهش هزینههای تولید تجهیزات ارتوپد سفارشی دارد. واژگان کلیدی: ارتوپدی کودکان ،طراحی پارامتریک ،بیومکانیک مفصل ،سفارش سازی پزشکی ، CATIA