Führende 3D-Druckdienstleistungen

Knieausrichtgerät – Abteilung für Orthesenforschung und Bewertung des Bewegungsapparates

PROBLEM:

Knee Alignment Devices (KADs) werden im Gait Lab der Orthotic Research and Locomotor Assessment Unit (ORLAU) bei der Diagnose von Patienten mit Mobilitätsproblemen eingesetzt.

Sie arbeiten, indem sie messen, wo das Knie des Patienten beugt, als Teil der Gangmessung. Zunächst verfolgt eine Reihe von Infrarotkameras die reflektierenden Marker, die am Körper des Patienten angebracht sind. reflektierende Marker, die über den Körper des Patienten gelegt werden, um 3D-Modelle der Person zu erstellen, die Spezialisten dann verwenden, um die Bewegung zu untersuchen und zu entscheiden, welche Rehabilitationsbehandlung erforderlich ist. Spezialisten die Bewegung untersuchen und entscheiden, welche Rehabilitationsbehandlung erforderlich ist.

Typischerweise müssen acht Patienten pro Woche bei ORLAU mit diesem Tool beurteilt werden, um die Bewegungen zu analysieren und einen Rehabilitationsplan zu erstellen.

Front-on Full Maker, der in der Ganganalyse verwendet wird (KADs rot markiert). KADs, die zur statischen Kalibrierung des VICON-Systems für die Knieachse verwendet werden (die Achse, um die sich das Knie beugt, unter der Annahme, dass es ein „perfektes Gelenk“ ist.

Die ursprünglichen KADs, mit denen ORLAU arbeiteten, waren veraltet und nicht mehr zu bekommen. Die Federn im Gerät waren bruchanfällig und die Schaumstoffpolster boten nur wenig Kontakt Kontakt mit dem Kniebereich und rutschten daher häufig aus der Position.

Darüber hinaus haben viele orthopädische Patienten Schwierigkeiten beim Gehen oder leiden an schwächenden Erkrankungen wie z. B. Zerebralparese, so dass das Aufstellen des Originalgeräts recht unbequem und herausfordernd sein könnte, da der Patient dabei zu lange stehen müsste und somit unnötigen Stress verursachen würde.

LÖSUNG:

Ricoh 3D hatte bereits mit ORLAU bereits bei der Herstellung einer orthopädischen Hebelvorrichtung zusammengearbeitet, so dass das klinische Team die Möglichkeiten des des 3D-Drucks zur Verbesserung medizinischer Werkzeuge und zur Herstellung organischer Formen Anwendungen geeignet sind. Daher wurde dieses neue Teil speziell für AM entwickelt und zunächst im FDM-Verfahren prototypisiert, das für das Endprodukt nicht genau genug war. was das Rehabilitationstechnik-Team bei ORLAU dazu veranlasste, sich an Ricoh 3D zu wenden. Ricoh 3D.

Durch die Freiheit des 3D-Drucks konnte das Team verbesserte Merkmale in das Teil einbringen, um die Ergonomie für den Patienten und die Funktion für das Klinikpersonal zu verfeinern. Die 3D-gedruckte Version hat nun eine ergonomischere Form mit einer Schale, die um das Knie herum passt, was zu einer größeren Kontaktfläche führt.

Dies hilft dem Patienten in Bezug auf den Komfort, sondern hilft auch dem Untersucher, den Patienten aufzustellen. Entscheidend ist, kann ein neues Gerät angepasst werden, während der Patient sitzt und es bequem hat, was Dies ist besonders hilfreich für Patienten, die Schwierigkeiten beim Stehen haben.

Die Kontaktpads wurden konkav gestaltet, um das Knie zu profilieren, und bieten eine größere Kontaktfläche als ein flaches Pad, wodurch die natürliche Form des Knies nachgeahmt wird. Die Polstergröße wurde ebenfalls erhöht, um die Kontaktfläche und die Stabilität des Geräts zu verbessern. Das ursprüngliche KAD verwendete ein „Uhrfedersystem“, das teuer war und regelmäßig ausgetauscht werden musste. In der 3D-gedruckten Version wurde es durch einen Standard-Drehverschluss ersetzt, der üblicherweise in Fahrradschuhen verwendet wird und daher leichter erhältlich ist.

Im Inneren des Teils hat das Rehabilitation Engineering Team einen Referenzpfeil, ähnlich einem Fadenkreuz, entworfen, um eine genaue Platzierung des Geräts am Patienten zu ermöglichen. Dieser clevere Zusatz garantiert die Ausrichtung zwischen beiden Knien und eine größere Genauigkeit, was bedeutet, dass die Anpassung einfacher ist und effektiv reproduziert werden kann.

Die FEA-Analyse lieferte Bestätigung, dass das vorgeschlagene Design in der vorgesehenen Umgebung funktionieren würde mit einem robusten Sicherheitsfaktor, der sicherstellt, dass die Markierer nicht zu sehr nicht zu sehr abweichen, wenn sie am Knie befestigt werden. Last- und Gewichtsfaktoren wurden auch Last- und Gewichtsfaktoren angewandt, um so wenig Material (und damit Kosten) wie möglich zu erzeugen.

FEA-Test der Markerverschiebung, um sicherzustellen, dass die Marker beim Anziehen am Knie nicht zu stark abweichen

Die Marker sind nun fest installiert und nicht mehr auf einem beweglichen Rahmen. Prüfer bei ORLAU haben bereits berichtet, dass dies eine enorme Verbesserung gegenüber dem alten System ist, das schwierig einzurichten und korrekt zu platzieren war.

Aufgrund des Kostenbewusstseins des NHS empfahl das Ricoh 3D-Team empfohlen, das Teil in MJF Nylon 12 zu drucken, einem steifen allgemeinen steifes Material ist, das sowohl Kosteneffizienz als auch die Fähigkeit bietet, komplexe geometrischen Details.

Von-Mises-Spannungsanalyse

Die MJF-Teile übertrafen die Erwartungen des klinischen Teams in Bezug auf die Genauigkeit, so dass die laufende Produktion auf dieses Material ausgeweitet wurde.

Keith Miller, Sanierungsingenieur bei ORLAU, sagte: „Wir sind absolut begeistert von den neuen KADs.

Original KADs

„Das alte Design war schwierig und unkomfortabel für den Patient und Prüfer schwierig und unangenehm zu gestalten. Die neu gestalteten KADs bieten dem Patienten eine bessere Patientenerfahrung sowie eine genauere Diagnose.

„Dies ist das zweite Mal, dass wir uns mit Ricoh 3D zusammengetan haben, um unsere medizinischen Werkzeuge zu verbessern. Wir waren wieder einmal beeindruckt von der flexiblen Palette von Ricoh 3D verfügbaren Technologien und Materialien sowie von der angebotenen angebotene Unterstützung.

„Ricoh 3D ist der ideale Fertigungspartner für uns, und ich bin sicher, dass der 3D-Druck in den kommenden Jahren noch viele weitere Lösungen für die Medizin- und insbesondere die Rehabilitationstechnik finden wird.“

Beschriftete Darstellung der KAD-Teile.