Verbessertes Design für NHS-Knieausrichtungsgerät
Kunde: Orthotic Research and Locomotor Assessment Unit (ORLAU) am Robert Jones and Agnes Hunt Orthopaedic
PROBLEM:
Im Gait Lab der Orthotic Research and Locomotor Assessment Unit (ORLAU) werden Knieausrichtungsgeräte (KADs) zur Diagnose von Patienten mit Mobilitätsproblemen eingesetzt.
Sie funktionieren, indem sie messen, wo Das Knie des Patienten beugt sich als Teil der Gangmessung. Zuerst eine Reihe von Infrarotkameras verfolgen die reflektierenden Markierungen, die über die Körper des Patienten, um 3D-Modelle der Person zu erstellen, die Spezialisten dann verwenden, um Untersuchen Sie die Bewegung und entscheiden Sie, welche Rehabilitationsbehandlung erforderlich ist.
Normalerweise müssen bei ORLAU acht Patienten pro Woche mit diesem Tool untersucht werden, um die Bewegung zu analysieren und einen Rehabilitationsplan festzulegen.
Die ursprünglichen KADs, mit denen ORLAU arbeitete, waren veraltet und ihre Beschaffung, Reparatur und ihr Austausch waren teuer geworden. Die Federn im Gerät neigten zum Brechen und die Schaumstoffpolster boten nur sehr wenig Kontakt mit dem Kniebereich, sodass sie häufig aus ihrer Position rutschten.
Darüber hinaus haben viele orthopädische Patienten Schwierigkeiten beim Gehen oder leiden unter schwächenden Erkrankungen wie Zerebralparese. Daher kann die Einrichtung des Originalgeräts ziemlich unbequem und schwierig sein, da der Patient zu lange stehen muss und dadurch unnötiger Stress entsteht.
LÖSUNG:
Ricoh 3D had worked with ORLAU previously on the production of an orthotic lever device, so its clinical team was aware of the capability for 3D printing to improve medical tools and create organic shapes suitable for low volume applications. As such, this new part was designed specifically for AM and initially prototyped in FDM, which wasn’t accurate enough for the end-use part, prompting the Rehabilitation Engineering team at ORLAU to reach out to Ricoh 3D as their additive manufacturing partner.
Der klinische Wissenschaftler Samuel Oliver erklärte: „Der Hauptfokus des Projekts lag auf der Verbesserung des Patientenkomforts und der Funktionalität für Kliniker. Unser Ziel war es, dass ein neues, kostengünstigeres KAD die derzeit in unserem und anderen Ganglabors verwendeten Geräte ersetzen würde.“
Dank der Freiheit des 3D-Drucks konnte das Team verbesserte Funktionen in das Teil integrieren, um die Ergonomie für den Patienten und die Funktionalität für das Klinikpersonal zu optimieren. Die 3D-gedruckte Version hat nun eine ergonomischere Form mit einer Schale, die sich um das Knie legt und so eine größere Kontaktfläche bietet.
Dies hilft dem Patienten Komfort, sondern unterstützt den Untersucher auch bei der Vorbereitung des Patienten. Entscheidend ist, Ein neues Gerät kann angepasst werden, während der Patient sitzt und es sich bequem macht. ist besonders hilfreich für Patienten, die Schwierigkeiten beim Stehen haben.
Die Kontaktpads wurden konkav gestaltet, um sich dem Knie anzupassen und eine größere Kontaktfläche als flache Pads zu bieten. Dadurch wird die natürliche Form des Knies nachgeahmt. Die Padgröße wurde ebenfalls vergrößert, um die Kontaktfläche und Stabilität des Geräts zu verbessern. Das ursprüngliche KAD verwendete ein teures „Wickelfeder“-System, das regelmäßig ausgetauscht werden musste. In der 3D-gedruckten Version wurde dieses durch einen Standard-Drehverschluss ersetzt, der üblicherweise in Fahrradschuhen verwendet wird und daher leichter erhältlich ist.
Im Inneren des Teils, das Rehabilitationstechnik-Team einen Bezugspfeil, ähnlich einem Fadenkreuz, entworfen, um eine genaue Platzierung des Geräts am Patienten. Diese clevere Ergänzung garantiert die Ausrichtung zwischen beiden Knien und eine höhere Genauigkeit, was bedeutet, dass die Anpassung einfacher ist und effektiv reproduziert werden.
FEA-Analyse bereitgestellt Bestätigung, dass das vorgeschlagene Design in der vorgesehenen Umgebung funktioniert mit einem robusten Sicherheitsfaktor eingebaut, der sicherstellt, dass die Marker nicht zu stark abweichen, wenn sie am Knie festgezogen werden. Belastungs- und Gewichtsfaktoren wurden ebenfalls angewendet, um möglichst wenig Material (und damit Kosten) zu erzeugen.
Die Markierungen sind nun fest und nicht mehr auf einem beweglichen Rahmen angebracht. Gutachter bei ORLAU haben bereits berichtet, dass dies eine enorme Verbesserung gegenüber dem alten System darstellt, dessen Einrichtung und korrekte Platzierung schwierig war.
Aufgrund der Kostensensibilität des NHS hat das Ricoh 3D-Team empfohlen, das Teil in MJF Nylon 12 zu drucken, einem steifen Material, das Kosteneffizienz bietet, sowie die Fähigkeit, komplexe geometrisches Detail.
Die Genauigkeit der MJF-Teile übertraf die Erwartungen des klinischen Teams, weshalb die laufende Produktion auf dieses Material umgestellt wurde.
Keith Miller, Rehabilitationsingenieur bei ORLAU, sagte: „Wir sind absolut begeistert von den neuen KADs.
„Das alte Design war schwierig und unbequem für die Patient und Gutachter einzurichten. Die neu konzipierten KADs bieten eine verbesserte Patienten Erfahrung sowie genauere Diagnose.
„Dies ist das zweite Mal, dass wir mit Ricoh 3D zusammenarbeiten, um Verbesserung unserer medizinischen Instrumente. Wir waren erneut beeindruckt von der flexiblen der von Ricoh 3D verfügbaren Technologien und Materialien sowie das Design Unterstützung im Angebot.
„Ricoh 3D ist für uns der ideale Fertigungspartner und ich bin sicher, dass der 3D-Druck in den kommenden Jahren noch viele weitere Lösungen für die Medizin und insbesondere die Rehabilitationstechnik hervorbringen wird.“