Yük Dağılımı ve Basınç Yönetimi
Yük dağılımı ve basınç yönetimi, mekanik yükün bir cihaz ile vücut arasında, özellikle bir güdük ile protez soketi veya bir ortez ile cilt arasındaki arayüzde nasıl aktarıldığıyla ilgilenmektedir. Cilt ve yumuşak doku, bazı yüklenme bölgelerini diğerlerinden daha iyi tolere edebildiğinden, cihazlar basıncı basınca dayanıklı bölgelere yönlendirecek ve basınca duyarlı bölgelerden uzaklaştıracak şekilde tasarlanmaktadır ve uyumu karakterize etmek için arayüz basıncı ve kayma (shear) ölçülebilmektedir.
Tanım
Yük dağılımı ve basınç yönetimi, doku koruması, konfor ve uyumun iyileştirilmesi amacıyla, normal basınç ve kayma gerilimi (shear stress) dahil olmak üzere mekanik yükün bir protez veya ortez cihazı ile vücut arasındaki arayüzde nasıl aktarıldığı ve dağıtıldığı üzerine yapılan bir çalışma ve mühendislik alanıdır.
Kapsam
Bu konu, arayüz basıncı ve kayma (shear) kavramlarını, basınca dayanıklı ve basınca duyarlı doku arasındaki ayrımı ve vücut-cihaz arayüzündeki yükü ölçme yöntemlerini kapsamaktadır. Bu, arayüz yüklenmesinin mekaniği ve ölçümü üzerine bir referans materyalidir ve belirli bir kişi için bir cihazın takılması veya ayarlanması konusunda klinik bir rehberlik değildir.
Temel sorular
- Mekanik yük, bir cihaz ile vücut arasında nasıl aktarılmaktadır?
- Arayüz basıncı ile kayma (shear) arasındaki fark nedir?
- Hangi dokular basınca dayanıklı, hangileri basınca duyarlıdır?
- Arayüz basıncı ve kayma (shear) nasıl ölçülmektedir?
Anahtar kavramlar
- Arayüz basıncı
- Kayma gerilimi (Shear stress)
- Basınca dayanıklı ve basınca duyarlı bölgeler
- Tüm yüzeyden yük taşıma (Total-surface-bearing) ve belirli bölgeden yükleme
- Soket uyumu
- Basınç ölçüm sensörleri
- Doku toleransı
Mekanizmalar
Bir kişi bir cihaz aracılığıyla ağırlık taşıdığında, yük, arayüz boyunca normal basınç (yüzeye dik) ve kayma (ona paralel) kombinasyonu olarak geçmektedir. Yumuşak doku bölgeleri, ne kadar yüklenmeyi tolere ettikleri açısından farklılık göstermektedir, bu nedenle soket ve ortez tasarımları, basınca dayanıklı bölgeleri öncelikli olarak yüklemeyi ve basınca duyarlı bölgeleri rahatlatmayı hedeflemektedir; bu, bir soketi belirli anatomik bölgelere göre şekillendirerek veya yükü tüm yüzeye yayarak yapılabilmektedir. Dağılım, uzuv yüklendiğinde ve boşaltıldığında yürüme döngüsü boyunca dinamik olarak değişmektedir. Arayüze yerleştirilen enstrümanlı sensörler basıncı ve bazı çalışmalarda birden fazla yöndeki kaymayı ölçerek, uyum ve tasarımın nicel olarak karakterize edilmesini sağlamaktadır.
Klinik önem
Arayüz yüklenmesinin anlaşılması, soket ve ortez uyumunun konforu ve doku sağlığını neden etkilediğini açıklamakta ve cihazların nasıl tasarlandığı ve değerlendirildiği hakkında bilgi vermektedir. Bu madde, yük dağılımının mekaniğini ve ölçümünü referans materyali olarak tanımlamaktadır; birey için bir cihazın takılması, ayarlanması veya reçete edilmesi için bir temel değildir ve belirli bir hastada cilt bozulmasının yönetilmesini ele almamaktadır.
Kanıt ve kılavuzlar
Kanıtlar büyük ölçüde uzuv-soket arayüzünü enstrümanlarla inceleyen biyomekanik birincil çalışmalardan gelmektedir. Sanders ve arkadaşları (1993) tarafından yapılan temel çalışmalar, arayüzdeki gerilimleri üç yönde ölçmüştür ve Wolf ve arkadaşları (2009) ile Convery ve Buis (1998) gibi sonraki çalışmalar, yürümenin duruş fazı sırasındaki basınç dağılımlarını karakterize ederek, arayüz yüklenmesinin dinamik doğasını ve ilgili ölçüm zorluklarını göstermektedir.
Tarihçe
Protez soketlerinin güdüğü nasıl yüklediğine olan ilgi, yükü kasıtlı olarak basınca dayanıklı bölgelere yönlendiren patellar-tendon-taşıyıcı soketlerin gelişimiyle birlikte artmıştır. Yirminci yüzyılın sonlarından itibaren, enstrümanlı basınç ve kayma sensörleri arayüzde doğrudan ölçüm yapılmasına olanak tanımış ve yürüme sırasındaki dinamik kayıt, yüklenmenin döngü boyunca nasıl değiştiğini açıklığa kavuşturarak hem soket tasarım felsefelerini hem de değerlendirme yöntemlerini şekillendirmiştir.
İlgili konular
Temel eserler
- sanders-1993
- convery-1998
Sıkça sorulan sorular
- Cihaz arayüzündeki basınç ve kayma (shear) arasındaki fark nedir?
- Basınç, cilt yüzeyine dik etki eden yüktür, kayma (shear) ise ona paralel etki eden yüktür; her ikisi de uzuv-cihaz arayüzünde meydana gelmekte ve her ikisi de konforu ve doku sağlığını etkileyebilmektedir.
- Soket tasarımları neden bazı bölgeleri diğerlerinden daha fazla yüklemektedir?
- Yumuşak dokular, ne kadar yüklenmeyi tolere ettikleri açısından farklılık göstermektedir, bu nedenle soket tasarımları, konforu artırmak ve dokuyu korumak amacıyla yükü basınca dayanıklı bölgelere yönlendirmeyi ve basınca duyarlı bölgeleri rahatlatmayı hedeflemektedir.