Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Polymer materials to produce wrist-hand orthoses using the additive method

Szczygieł Paweł

Polimery

|

2024

|

Vol. 69, nr 2

103--111

EN

Wrist-hand orthosis was developed using PolyJet Matrix (PJM) and Fused Filament Fabrication (FFF) additive technologies. MED610 and PLACTIVE were used as the biocompatible materials. The orthosis was divided into parts A and B. The accuracy of both parts was checked using an optical scanner. The PJM method was more accurate. The compressive strength and stress relaxation of the orthosis were also tested. Greater strength was achieved for part A made using PJM technology, and for part B made using FFF technology.

PL

Ortezy nadgarstkowo-dłoniowe otrzymano przy użyciu technologii przyrostowych PolyJet Matrix (PJM) i Fused Filament Fabrication (FFF). Jako biokompatybilny materiał zastosowano MED610 oraz PLACTIVE. Ortezę podzielono na część A i B. Sprawdzono dokładność wykonania obu części za pomocą skanera optycznego. Większą dokładnością charakteryzowała się metoda PJM. Zbadano także wytrzymałość ortezy na ściskanie i relaksację naprężeń. Większą wytrzymałość uzyskano dla części A wykonanej w technologii PJM, a dla części B wykonanej w technologii FFF.

2

Prototyp ortezy stawu kolanowego oparty na regulowanym mechanizmie czworoboku przegubowego

Olinski Michał

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 2

223-232

PL

Celem artykułu jest przedstawienie prototypu ortezy stawu kolanowego zdolnego do realizacji złożonego ruchu stawu w płaszczyźnie strzałkowej. Jego kinematyka została oparta na zmodyfikowanym mechanizmie skrzyżowanego czworoboku przegubowego. Opracowany został również przestrzenny model CAD o określonych wymiarach, który był podstawą zbudowania prototypu. Wykorzystano części wykonane w technologii addytywnej oraz amortyzatory zastosowane jako krzyżujące się elementy o zmiennej długości. Prototyp zamontowany na stacjonarnym stanowisku doświadczalnym podczas eksperymentów wprawiany był w ruch dzięki siłownikowi. Na prototypie umieszczono kolorowe znaczniki, których nagły ruch analizowano w programie Matlab. Wyniki przeskalowano do wartości rzeczywistych i zaprezentowano w postaci wykresów przedstawiających przemieszczenia poziome, pionowe i trajektorie znaczników oraz obliczony kat zgięcia mechanizmu stawu kolanowego.

EN

The aim of the article is to propose a knee joint orthosis prototype capable of realising a complex joint motion in the sagittal plane. The mechanism’s kinematics based on a modified crossed 4-bar mechanism and 3D CAD design with specified dimensions are prepared. The prototype is assembled with 3D printed elements and common dampers applied as variable length crossing bars. Colour markers are placed on the prototype which is mounted in a stationary experimental rig. The movement is analysed on recorded video images with usage of Matlab software. Results of experiments are presented as plots of marker’s trajectories and knee joint angle.

3

Orteza szyjna jako element wspomagania korekty protrakcji głowy i kuracji syndromu „tech neck”

Chuchnowska Iwona

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2020

|

z. 20

13--19

PL

W pracy podjęto próbę syntetycznej prezentacji syndromu „tech neck” stanowiącego jeden z powszechniejszych problemów zdrowotnych społeczeństw krajów rozwiniętych. Przedstawiono jego zasięg, skalę, przyczyny i następstwa. Zasadniczym celem artykułu jest prezentacja projektu lekkiej ortezy wspomagającej prewencję oraz terapię nabytych nawykowych wad ustawienia szyjnego odcinka kręgosłupa. Na rynku dostępne są masywne ortezy szyjne wspomagające terapię pourazową. Projektowana orteza przeznaczona jest do codziennego użytku osób cierpiących bądź zagrożonych syndromem „tech neck”.

EN

The paper attempts to synthetically present the "text neck" syndrome, which is one of the most common health problems in the societies of developed countries. Its range, scale, causes and consequences were presented. The main purpose of the article is to present a lightweight orthosis design to support prevention and therapy of acquired habitual defects in the cervical spine positioning. Massive cervical orthoses supporting post-traumatic therapy are available on the market. The designed orthosis is intended for everyday use of people suffering or at risk of the "text neck" syndrome.

4

Wpływ buta typu Walker z zegarem na zmianę parametrów kinematycznych w stawach kończyn dolnych w chodzie

Lann vel Lace Karol, Błażkiewicz MIchalina

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2019

|

z. 17

35--42

PL

Celem pracy jest określenie wpływu różnych ustawień ortezy typu Walker na zmianę kątów w stawach kończyn dolnych podczas chodu. W badaniach wzięło udział 10 zdrowych osób. Do badań czterech rodzajów chodu -jeden bez ortezy i trzy w różnych ustawieniach ortezy wykorzystano system Vicon. Udowodniono, że sposób ustawienia ortezy ma istotny wpływ na zmianę kątów w stawie kolanowym i biodrowym kończyny dolnej, na której jest noszona orteza. Bardzo korzystny jest brak wpływu ortezy na kinematykę kończyny wolnej od ortezy.

EN

The aim of the work is to determine the effect of various settings of Walker type orthosis on lower limb kinematics parameters during walking. 10 healthy people participated in the study. The Vicon system was used to test four types of the gait - one without an orthosis and three in different orthosis settings. It has been proven that the way the orthosis is positioned has a significant impact on changing the angles in the knee and hip joints of the lower limb, on which the orthosis is worn. The absence of the orthotic effect on the kinematics of the limb free from orthosis is very beneficial.

5

Ocena biomechaniczna z wykorzystaniem sprzętu ortopedycznego

Łatacz Mateusz, Iwaśko Aleksandra, Nowakowska Katarzyna, Jochymczyk-Woźniak Katarzyna, Wolański Wojciech

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2019

|

z. 17

43--50

PL

Dotychczasowe badania z wykorzystaniem sprzętu ortopedycznego, takiego jak ortezy czy gorsety, miały na celu sprawdzenie ich efektywności działania po danym okresie użytkowania. Dostępnie dzisiaj metody zapewniają szersze spektrum możliwości oceny biomechanicznej. Niniejsze opracowanie opisuje próbę stworzenia metodyki badań, która pozwoli określić prawidłowe funkcjonowanie sprzętu ortopedycznego na etapie użytkowania.

EN

Most of nowadays research focus on effectiveness of the orthopedic equipment. Development of technology and available methods provide wider spectrum of abilities of orthopedic equipment's biomechanical assessment. This paper presents attempt to evolve methods that will allow to determine proper functionality of orthopaedic equipment.

6

How does applying of one or two orthoses influence gait parameters of children with hemiplegia?

Boryczka-Trefler Anna, Syczewska Małgorzata, Stępowska Jolanta

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2019

|

Vol. 21, no. 2

95--100

EN

The aim of this study was to evaluate how wearing one or two orthoses influence the gait parameters in children with hemiplegia. Four children with hemiplegic cerebral palsy participated in the study. Patients were from 3 to 7 years old; one girl and three boys; one patient with right side hemiplegia, three patients with left side hemiplegia. Patients underwent the VICON MX system gait analysis three times (sessions): one with bare feet, the other two with shoes and orthoses: one with orthoses used unilaterally on palsied limb, one with orthoses used bilaterally. The following gait parameters were analyzed: velocity, cadence, pelvis tilt, range of pelvic movement in sagittal plane, separately for affected and non-affected side: step length, stance time (as a percentage of the gait cycle), range of hip movement in sagittal plane, knee flexion at initial contact, maximum knee flexion in swing phase. Results of the study showed which and how many gait parameters changed while wearing one in comparison with two orthoses. The results did not give a clear indication which condition is better: wearing one or two orthoses, however they suggest that when the orthotic devices are considered for patients with hemiplegic cerebral palsy, the objective, instrumented gait analysis can be used to take the best decision whether one or two orthoses should be prescribed.

7

Acute effects of different orthoses on lower extremity kinetics and kinematics during running; a musculoskeletal simulation analysis

Sinclair Jonathan, Ingram Jane, Taylor Paul John, Chockalingam Nachiappan

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2019

|

Vol. 21, no. 4

13--25

EN

The current investigation aimed to examine the effects of different orthotic conditions on the biomechanical mechanisms linked to the aetiology of chronic pathologies using musculoskeletal simulation. Methods: 16 male and 20 females ran over an embedded force plate at 4.0 m/s, in five different conditions (medial, lateral, no-orthoses, semi-custom and off the shelf). Kinematics of the lower extremities were collected using an eight-camera motion capture system and lower extremity joint loading also explored using a musculoskeletal simulation approach. Differences between orthoses conditions were examined using 2  2 mixed ANOVA. Results: External instantaneous load rate was significantly reduced in the off the shelf orthoses (male = 1290.60 and female = 1567.10 N/kg/s), compared to the medial (male = 1480.45 and female = 1767.05 N/kg/s) and semi-custom (male = 1552.99 and female = 1704.37 N/kg/s) conditions. In addition, peak patellofemoral stress was significantly lower in the off the shelf orthoses (male = 68.55 and female = 94.91 KPa/kg) compared to the lateral condition (male = 70.49 and female = 103.22 KPa/kg). Finally, peak eversion angles were significantly attenuated in the medial orthoses (male = –6.61 and female = –7.72 deg) compared to the lateral (male = –9.61 and female = –10.32 deg), no-orthoses (male = –8.22 and female = –10.10 deg), semi-custom (male = –8.25 and female = –9.49 deg) and off the shelf (male = –7.54 and female = –8.85 deg) conditions. Conclusions: The current investigation shows that different orthotic devices/ configurations may provide distinct benefits in terms of their effectiveness in attenuating the biomechanical parameters linked to the aetiology of chronic running injuries.

8

Projekt ortezy nadgarstka wykonanej z wykorzystaniem metod inżynierii odwrotnej (RE)

Fudali P.

Przegląd Mechaniczny

|

2018

|

nr 7-8

20--22

PL

W pracy przedstawiono metodologię projektowania ortezy nadgarstka. Geometria nadgarstka została otrzymana z wykorzystaniem technik fotogrametrii przy użyciu amatorskiego aparatu fotograficznego. Wykonano serię zdjęć, na podstawie których utworzono model, korzystając ze specjalistycznego oprogramowania. Określono dokładność przykładowego modelu uzyskanego przy użyciu tej metody. Zaprojektowano ortezę z uwzględnieniem cech anatomicznych nadgarstka człowieka, nadając jej nowoczesny wygląd. Tak zamodelowane usztywnienie zostało wykonane z wykorzystaniem technologii druku 3D. Wydrukowana orteza służyła jako stabilizator dla osoby z uszkodzonym nadgarstkiem.

EN

Paper presents the design methodology of the wrist orthosis. The geometry of the wrist has been obtained with photogrammetry techniques using an amateur camera. A series of photos was taken based on which the model was generated using specialized software. The accuracy of the example model obtained by this method was determined. The orthosis was designed taking into account anatomical features of the human wrist, giving it a modern look. This modeled stiffening was made using 3D printing technology. The printed orthosis served as a stabilizer for a person with a damaged wrist.

9

Modelling of the human knee joint supported by active orthosis

Musalimov V., Monahov Y., Tamre M., Robak D., Sivitski A., Aryassov G., Penkov I.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2018

|

Vol. 23, no. 1

107--120

EN

The article discusses motion of a healthy knee joint in the sagittal plane and motion of an injured knee joint supported by an active orthosis. A kinematic scheme of a mechanism for the simulation of a knee joint motion is developed and motion of healthy and injured knee joints are modelled in Matlab. Angles between links, which simulate the femur and tibia are controlled by Simulink block of Model predictive control (MPC). The results of simulation have been compared with several samples of real motion of the human knee joint obtained from motion capture systems. On the basis of these analyses and also of the analysis of the forces in human lower limbs created at motion, an active smart orthosis is developed. The orthosis design was optimized to achieve an energy saving system with sufficient anatomy, necessary reliability, easy exploitation and low cost. With the orthosis it is possible to unload the knee joint, and also partially or fully compensate muscle forces required for the bending of the lower limb.

10

Biomechaniczna analiza chodu pacjentów zaopatrzonych w ortezy stawu skokowego – doniesienie wstępne

Jochymczyk-Woźniak K., Nowakowska K., Michnik R., Wolny S., Mikula B.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2018

|

z. 16

21--26

PL

W niniejszej pracy przedstawiono biomechaniczną analizę chodu pacjentów poruszających się w ortezach, u których zdiagnozowano mózgowe porażenie dziecięce lub pacjentów po operacji przepukliny oponowo-rdzeniowej. Badanie chodu przeprowadzono z wykorzystaniem systemu BTS Smart. Analizę przeprowadzono na podstawie zarejestrowanych w trakcie badania parametrów kinematycznych chodu oraz obliczonego wydatku energetycznego. Na podstawie uzyskanych wyników wykazano wpływ dobranych ortez na jakość chodu poszczególnych pacjentów.

EN

This article presents biomechanical analysis of gait patients with ankle-foot orthoses, who were diagnosed with cerebral palsy or patients after a surgery for myelomeningocele. The gait test was performed using the BTS Smart system. The analysis was based on the kinematic parameters of gait recorded during the study and the calculated energy expenditure. On the basis of the results obtained, the influence of selected orthoses on the quality of walking of individual patients was demonstrated.

11

Bioorteza robotyczna jako skuteczne urządzenie diagnostyczne i wspomagające rehabilitację

Wysocki M., Stachurski R., Dzwończyk S.

Medical Robotics Reports

|

2016

|

vol. 5

12--16

PL

ExoLimbs umożliwia optymalizację i zintensyfikowanie procesu usprawniania, skrócenie rekonwalescencji i zmniejszenie niepełnosprawności oraz zmniejszenie kosztów leczenia. Bioorteza kończyny dolnej wykorzystuje aktualne możliwości monitorowania i mechanicznego wspomagania pracy stawów z jednoczesną elektrodiagnostyką i stymulacją pracy mięśni. Jest to urządzenie o bardzo szerokim zastosowaniu w traumatologii, neurologii a przede wszystkim w fizjoterapii i rehabilitacji. Zapewnia pełne bezpieczeństwo terapii przy stałym kontakcie online z fizjoterapeutą. Jest urządzeniem stabilizującym, diagnostycznym oraz mobilnym robotem rehabilitacyjnym, szeroko dostępnym umożliwiającym dostęp do nowoczesnej rehabilitacji kolan. Dodatkowo umożliwia zdalne śledzenie parametrów terapii na ekranie komputera lub urządzenia mobilnego.

EN

ExoLimbs makes it possible to optimize and intensify the recovery process, shorten convalescence and reduce disability, as well as the cost of treatment. Bioorthosis of the lower limb utilizes the current monitoring capabilities and mechanical support of joint operation wit simultaneous electrodiagnostics and stimulation of muscle work. It is a device with a very broad application in traumatology, neurology and above all in physiotherapy and rehabilitation. It provides complete safety of the therapy with regular online contact with a physiotherapist. It is a stabilizing, diagnostic and mobile rehabilitation robot widely accessible for modern knee rehabilitation. Additionally, it enables remote tracking of therapy parameters on the computer screen or mobile device.

12

Research of the spatial-temporal gait parameters and pressure characteristic in spastic diplegia children

Pauk J., Ihnatouski M., Daunoraviciene K., Laskhousky U., Griskevicius J.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2016

|

Vol. 18, no. 2

121--129

EN

Purpose: Spastic diplegia is the most common form of cerebral palsy. It presents with symmetric involvement of the lower limbs and upper limbs. Children with spastic diplegia frequently experience problems with motor control, spasticity, and balance which lead to gait abnormalities. The aim of this study is twofold. Firstly, to determine the differences in spatial-temporal gait parameters and magnitude of plantar pressure distribution between children with spastic diplegia (CP) and typical children. Secondly, to compare and evaluate main changes of plantar pressure and spatial-temporal gait parameters instead of data between spastic diplegia children with prescribed ankle – solid foot orthosis (AFOs) and without using AFOs. Methods: The evaluation was carried out on 20 spastic diplegia children and 10 agematched children as a control group aged 6–15 years. Twenty children with spastic diplegia CP were divided into two groups: ten subjects with prescribed AFOs and ten subjects without use of assistive device. Patients used the AFOs orthosis for one year. Measurements included in-shoe plantar pressure distribution and spatial-temporal gait parameters. Results: Spatial-temporal gait parameters showed meaningful difference between study groups in velocity, stride length, step length and cadence ( p < 0.05). However no significant differences between patients with and without AFOs were found ( p > 0.05). Significant differences between typical and spastic diplegia children with AFOs were observed in the magnitude of plantar pressure under the toes, the metatarsal heads, the medial arch, and the heel ( p < 0.05). For typical subjects, the highest pressure amplitudes were found under the heel and the metatarsal heads, while the lowest pressure distribution was under the medial arch. In CP patients the lateral arch was strongly unloaded. The peak pressure under heel was shifted inside. Conclusions: Collected data and calculated scores present a state of the gait in test groups, showed the difference and could be valuable for physicians in decision making by choosing qualitative therapy. Furthermore, it allows predicting probability of further possible changes in gait of spastic diplegia patients with AFOs and without it. In conclusion, our current results showed that the use of AFOs, prescribed on a clinical basis by doctors improves gait patterns and gait stability in children with spastic cerebral palsy.

13

Badania wspomagające przygotowanie spersonalizowanych ortez typu AFO/DAFO

Jochymczyk-Woźniak K., Chuchnowska I., Wolański W., Michnik R., Śmiech M., Czyrnia R., Gzik M.

Modelowanie Inżynierskie

|

2015

|

T. 25, nr 56

40--47

PL

W ramach pracy przeprowadzone zostały badania wspomagające proces przygotowania i doboru zindywidualizowanych ortez kończyny dolnej. Badania obejmowały analizę chodu pacjentów z mózgowym porażeniem dziecięcym MPD o różnej postaci i stopniu upośledzenia ruchowego. W przypadku wszystkich przebadanych dzieci wyniki badań chodu wykorzystano do przygotowania zaopatrzenia ortopedycznego w postaci ortez stopy i stawu skokowego AFO lub dynamicznej ortezy stopy i stawu skokowego DAFO. W artykule przedstawiono również metodykę analizy wytrzymałościowej ortez z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES). W procesie przygotowania indywidualnych ortez do rehabilitacji wykorzystano ręczny skaner 3D. Na podstawie rezultatów skanowania opracowano model geometryczny 3D spersonalizowanej ortezy stawu skokowego, a następnie model dyskretny 3D. Obliczenia wytrzymałościowe modelu MES ortezy pozwoliły dobrać optymalną grubość ortezy.

EN

The research is concerned with support of the process of preparation and selection of lower limb individual orthosis. The paper presents the analysis of gait in patients with cerebral palsy CP in varying forms and degrees of motor impairment. The results obtained from laboratory tests of children’s gait were used for the preparation of orthopedic orthosis in the form of AFO (ankle foot orthosis) type or DAFO (dynamic ankle foot orthosis) type. The article also describes the methodology of strength analysis of orthosis with the use of the Finite Element Method (FEM). A manual 3D scanner was applied in the process of the preparation of individual orthosis. A 3D geometrical model was developed for individual ankle orthosis based on the results of the scan. Further a devised 3D discretized model FEM allowed to carry out of strength analysis and choose the optimum orthosis thickness.

14

Projekt egzoszkieletu stawu łokciowego do badań nad sterowaniem

Stranz J.

Medical Robotics Reports

|

2015

|

vol. 4

18--23

EN

A powered orthosis of an elbow joint was developed. The orthosis, or exoskeleton, can augment movements of human upper limb, working in paralell to its muscles. This technology is being intensively developed in recent years, giving hope to stroke patients, elders, and manual workers. The comparision of available drive units was performed. Special atiention was paid to optimisation with regard to criteria of low mass, dimensions, and device’s cost. The frame was shaped from aluminum profi les. A brushed DC motor has been used for a drive unit, connected to a planetary gear, custom bevel gear, and toothed belt gear. Greater wheel of the belt gear is fixed to a forearm part of the orthosis. The device features: EMG for biceps ant triceps, encoder, strain gauge system, and current sensor, to allow for future research on controlling algorithms. Obtained preliminary results show possibility of eff ective and precise augmentation of human muscles.

15

Modelowanie ortezy kończyny dolnej

Bogusławski G., Gralewski J., Grądzki R.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2013

|

z. 7

23--26

PL

Stosunkowo łatwo jest zaobserwować jak na przestrzeni lat zmieniły się protezy i ortezy. Indywidualne dopasowanie protez oraz ortez przyczyniło się do zminimalizowania dyskomfortu odczuwanego przez pacjenta podczas użytkowania wyżej wymienionych zaopatrzeń. Przedstawione wyniki prowadzonych badań pokazują specjalistom z dziedziny ortotyki alternatywne metody wspomagające przygotowanie ortez, a tym samym umożliwią na dokładniejsze prace korekcji konstrukcji ortotycznych. Opisane techniki pozwolą przeprowadzać kilka wariantów opracowania i określić efekty bez żmudnych rzemieślniczych prób. Zminimalizują problemy związane z pobieraniem form kończyny dolnej pacjenta, co wpłynie na poprawę dopasowania ortezy.

EN

It can be easily noticed how prostheses and orthoses have evolved within last decades. Current technology enables to produce medical equipment of the type, thanks to which patients do not have to give up active lifestyle they were used to. Possibility of personal adjustment of prostheses or orthoses minimises discomfort felt by users. Results of performed study will help orthotics specialists in more precise correction of orthoses structure. It will allow them to create and analyse multiple design variants and evaluate them avoiding standard laborious procedures. Minimising problems related to obtaining lower limb cast is expected as well, thus, better fit of orthoses will be achieved.