مواد، بیومکانیک و مهندسی
این حوزه به بررسی مبانی مهندسی پروتز و ارتز میپردازد: موادی که دستگاهها از آنها ساخته میشوند، بیومکانیکی که نحوه تعامل آنها با بدن را در حین ایستادن و راه رفتن کنترل میکند، مدیریت بار مکانیکی در رابط بین بدن و دستگاه، و روشهای طراحی و ساخت دیجیتال که به طور فزایندهای شکلدهنده ساخت هستند. این رشتهها در کنار هم توضیح میدهند که چگونه یک پروتز یا ارتز به گونهای مهندسی میشود که قوی، سبک، راحت و از نظر عملکردی با حرکت مطابقت داشته باشد.
Definition
مواد، بیومکانیک و مهندسی در پروتز و ارتز، مجموعهای از دانش است که به مواد ساختاری، رفتار مکانیکی، بارگذاری رابط، و فرآیندهای طراحی و ساخت میپردازد که از طریق آنها دستگاههای کمکی خارجی ایجاد شده و با حرکت فرد مطابقت داده میشوند.
Scope
این حوزه خواننده را در چهار موضوع راهنمایی میکند: مواد مورد استفاده در ساخت پروتز و ارتز؛ تحلیل بیومکانیکی و مکانیک راه رفتن؛ توزیع بار و مدیریت فشار در رابط اندام و دستگاه؛ و طراحی به کمک کامپیوتر و چاپ سهبعدی. این موارد به عنوان یک نقشه مرجع از دانش مهندسی زیربنای طراحی دستگاهها در نظر گرفته میشوند، نه به عنوان دستورالعملهای ساخت یا تجویزهای بالینی.
Sub-topics
Core questions
- چه ویژگیهای مادهای یک جزء پروتزی یا ارتزی را قوی، سبک، بادوام و زیستسازگار میکند؟
- دستگاههای پروتزی و ارتزی چگونه مکانیک ایستادن و راه رفتن را تغییر میدهند؟
- بار مکانیکی چگونه در رابط بین دستگاه و بدن توزیع میشود و چرا این موضوع اهمیت دارد؟
- طراحی دیجیتال و ساخت افزودنی چگونه نحوه تولید دستگاهها را تغییر میدهند؟
Key concepts
- مواد ساختاری و زیستسازگار
- چرخه و تحلیل راه رفتن
- فشار و برش رابط
- ذخیره و بازگشت انرژی
- همترازی
- طراحی و ساخت به کمک کامپیوتر
- ساخت افزودنی
Clinical relevance
درک مبانی مهندسی دستگاهها به پزشکان و مهندسان کمک میکند تا در مورد اینکه چرا یک دستگاه به شیوه خاصی عمل میکند، چگونه انتخابهای طراحی بر راحتی و عملکرد تأثیر میگذارند، و چگونه شواهد مقایسهکننده اجزا را ارزیابی کنند، استدلال نمایند. این حوزه یک مرجع توصیفی در مورد نحوه مهندسی و ارزیابی دستگاهها است؛ این حوزه راهنمایی برای تجویز یا ساخت دستگاه برای بیماران خاص ارائه نمیدهد.
Evidence & guidelines
شواهد در این حوزه از مطالعات اولیه بیومکانیکی تنش رابط و راه رفتن تا مرورهای سیستماتیک در مورد چگونگی تأثیر اجزای پروتز بر عملکرد را شامل میشود. یک مرور سیستماتیک توسط ون در لینده و همکاران (۲۰۰۴) دشواری نتیجهگیریهای قوی در سطح جزء از مطالعات بیومکانیکی ناهمگن را نشان میدهد، در حالی که مرورهای مهندسی، پذیرش سریع ساخت افزودنی مبتنی بر پلیمر در این زمینه را پیگیری میکنند.
History
مهندسی پروتز و ارتز در طول قرن بیستم از ساخت مبتنی بر صنایع دستی چوب و چرم به سمت اجزای مدولار استاندارد و کامپوزیتهای سبکوزن حرکت کرد. بیومکانیک کمی و اندازهگیری راه رفتن و رابط با ابزار دقیق از دهههای ۱۹۸۰ و ۱۹۹۹۰ به بلوغ رسید، و طراحی دیجیتال با ساخت به کمک کامپیوتر و اخیراً ساخت افزودنی به تدریج نحوه طراحی و تولید دستگاهها را تغییر داده است.
Related topics
Seminal works
- sanders-1993
- van-der-linde-2004
Frequently asked questions
- حوزه مواد، بیومکانیک و مهندسی چه مواردی را پوشش میدهد؟
- این حوزه موادی را که دستگاهها از آنها ساخته میشوند، بیومکانیک نحوه تعامل دستگاهها با حرکت، مدیریت بار مکانیکی در رابط بین بدن و دستگاه، و روشهای طراحی دیجیتال و چاپ سهبعدی مورد استفاده در ساخت را پوشش میدهد.
- آیا این حوزه در مورد نحوه ساخت یا تجویز یک دستگاه است؟
- خیر. این یک مرور کلی مرجع از دانش مهندسی پشت دستگاههای پروتزی و ارتزی است، نه یک راهنمای ساخت یا مبنایی برای تجویز بالینی.