Leader des services d’impression en 3D

Dispositif d’alignement du genou – Unité de recherche en orthétique et d’évaluation locomotrice

PROBLÈME :

Les dispositifs d’alignement du genou (KAD) sont utilisés au laboratoire de marche de l’Orthotic Research and Locomotor Assessment Unit (ORLAU) pour le diagnostic des patients présentant des difficultés de mobilité.

Ils fonctionnent en mesurant où le genou du patient se plie dans le cadre de la mesure de la marche. D’abord, un ensemble de caméras infrarouges suit les marqueurs réfléchissants positionnés sur le corps du patient. le corps du patient pour créer des modèles 3D de la personne, que les spécialistes utilisent ensuite pour étudier le mouvement et décider du traitement de rééducation nécessaire. pour étudier le mouvement et décider du traitement de rééducation nécessaire.

En général, huit patients par semaine à ORLAU devront être évalués à l’aide de cet outil pour analyser le mouvement et décider d’un plan de réadaptation.

Jeu complet de maker de face utilisé dans l’analyse de la marche (KADs marqués en rouge). KADs utilisés pour calibrer statiquement le système VICON pour l’axe du genou (l’axe autour duquel le genou se plie, en supposant qu’il s’agit d’une « charnière parfaite ».

Les KADs originaux avec lesquels ORLAU avec lesquels ORLAU travaillait étaient démodés et étaient devenus introuvables. Les ressorts de l’appareil étaient susceptibles de se casser et les coussinets en mousse n’offraient que très peu de contact avec la zone du genou. avec la zone du genou et glissaient fréquemment.

En outre, de nombreux patients orthopédiques ont du mal à marcher ou souffrent d’une maladie débilitante telle que l’infirmité motrice cérébrale. La mise en place du dispositif d’origine pourrait donc s’avérer inconfortable et difficile, car le patient devrait rester debout trop longtemps, ce qui lui causerait un stress inutile.

SOLUTION :

Ricoh 3D avait déjà travaillé avec ORLAU sur la production d’un dispositif orthétique à levier, de sorte que son équipe clinique était consciente de la capacité de l’impression 3D à améliorer les outils médicaux et à créer des formes organiques adaptées aux personnes à faible revenu. l’impression 3D d’améliorer les outils médicaux et de créer des formes organiques adaptées aux applications à faible volume. applications à faible volume. Cette nouvelle pièce a donc été conçue spécifiquement pour l’AM et a été initialement prototypée en FDM, ce qui n’était pas assez précis pour la pièce d’utilisation finale. l’équipe d’ingénierie de la réadaptation d’ORLAU à contacter Ricoh 3D. Ricoh 3D.

En utilisant la liberté de l’impression 3D, l’équipe a pu concevoir des caractéristiques améliorées dans la pièce afin d’affiner l’ergonomie pour le patient et la fonction pour le personnel clinique. La version imprimée en 3D a désormais une forme plus ergonomique avec une cupule qui s’adapte au genou, ce qui donne une plus grande surface de contact.

Cela aide le patient en termes de confort, mais aide également l’évaluateur à installer le patient. C’est essentiel, un nouveau dispositif peut être mis en place alors que le patient est assis et confortable, ce qui particulièrement utile pour les patients qui ont du mal à se tenir debout.

Les coussinets de contact ont été conçus de manière à être concaves pour épouser le profil du genou et offrir une plus grande surface de contact qu’un coussinet plat, imitant ainsi la forme naturelle du genou. La taille des coussinets a également été augmentée pour améliorer la surface de contact et la stabilité du dispositif. Le KAD original utilisait un système de « ressort d’horloge » qui était coûteux et devait être remplacé régulièrement. Dans la version imprimée en 3D, il a été remplacé par un  » verrou tournant  » standard, couramment utilisé dans les chaussures de vélo et donc plus facilement disponible.

À l’intérieur de la pièce, l’équipe d’ingénierie de la réadaptation a conçu une flèche de référence, semblable à un réticule, afin de permettre un placement l’appareil sur un patient. Cet ajout astucieux garantit un alignement entre les deux genoux et une plus grande précision, ce qui signifie que l’adaptation est plus simple et peut être reproduite efficacement. être reproduit efficacement.

L’analyse FEA a fourni confirmation que la conception proposée fonctionnerait dans l’environnement prévu. avec un facteur de sécurité robuste intégré, garantissant que les marqueurs ne dévieraient pas trop lors du serrage au genou. que les marqueurs ne dévient pas trop lorsqu’ils sont serrés sur le genou. Des facteurs de charge et de poids ont également été de charge et de poids ont également été appliqués afin de générer la plus petite quantité possible de matériau (et donc de coût).

Essai FEA de déplacement des marqueurs pour s’assurer que les marqueurs ne dévient pas trop lorsqu’ils sont fixés au genou.

Les marqueurs sont désormais fixes, et non plus sur un cadre mobile. Les évaluateurs de l’ORLAU ont déjà signalé qu’il s’agit d’une énorme amélioration par rapport à l’ancien système, qui était difficile à installer et à mettre en place correctement.

En raison de la sensibilité aux coûts du NHS, l’équipe Ricoh 3D a recommandé que la pièce soit imprimée en Nylon 12 MJF, un matériau rigide et général. a recommandé que la pièce soit imprimée en MJF Nylon 12, un matériau général rigide qui offre un bon rapport coût-efficacité et permet de produire des pièces complexes. qui offre un bon rapport coût-efficacité, ainsi que la capacité de produire des détails géométriques complexes. géométrique complexe.

Analyse des contraintes de Von Mises

Les pièces MJF ont dépassé les attentes de l’équipe clinique en termes de précision et, par conséquent, la production continue a été étendue à ce matériel.

Keith Miller, ingénieur en réhabilitation chez ORLAU, a déclaré : « Nous sommes absolument ravis des nouveaux KAD.

KADs originaux

« L’ancien modèle était difficile et inconfortable pour le patient et l’évaluateur. patient et l’évaluateur. Les KAD réimaginés offrent une meilleure expérience au patient, ainsi qu’un diagnostic plus précis. l’expérience du patient, ainsi qu’un diagnostic plus précis.

« C’est la deuxième fois que nous faisons équipe avec Ricoh 3D pour améliorer nos outils médicaux. Nous avons été une fois de plus impressionnés par la gamme flexible de technologies et de matériaux disponibles chez Ricoh 3D, ainsi que par l’aide à la conception proposée. l’aide à la conception proposée.

« Ricoh 3D est le partenaire de fabrication idéal pour nous et je suis sûr que l’impression 3D trouvera de nombreuses autres solutions pour le secteur médical, et notamment l’ingénierie de la réadaptation, dans les années à venir. »

Schéma étiqueté des pièces du KAD.