Diseño mejorado para el dispositivo de alineación de rodilla del NHS
Cliente: Unidad de Investigación Ortésica y Evaluación Locomotora (ORLAU) en el Centro Ortopédico Robert Jones y Agnes Hunt
PROBLEMA:
Los dispositivos de alineación de rodilla (KAD) se utilizan en el Laboratorio de Marcha de la Unidad de Investigación Ortésica y Evaluación Locomotora (ORLAU) en el diagnóstico de pacientes con dificultades de movilidad.
Funcionan midiendo dónde La rodilla del paciente se flexiona como parte de la medición de la marcha. Primero, una serie de Las cámaras infrarrojas rastrean los marcadores reflectantes que se colocan a lo largo del el cuerpo del paciente para crear modelos 3D de la persona, que luego utilizan los especialistas para Estudiar el movimiento y decidir qué tratamiento de rehabilitación es necesario.
Normalmente, ocho pacientes por semana en ORLAU requerirán una evaluación utilizando esta herramienta para analizar el movimiento y decidir un plan de rehabilitación.
Los KAD originales con los que trabajaba ORLAU eran anticuados y su adquisición, reparación y reemplazo se habían vuelto costosos. Los resortes del dispositivo eran propensos a romperse y las almohadillas de espuma proporcionaban muy poco contacto con la zona de la rodilla, por lo que se descolocaban con frecuencia.
Además, muchos pacientes ortopédicos tienen dificultades para caminar o padecen enfermedades debilitantes como parálisis cerebral, por lo que instalar el dispositivo original podría resultar bastante incómodo y desafiante, ya que obligaría al paciente a permanecer de pie durante demasiado tiempo y, por lo tanto, causaría un estrés innecesario.
SOLUCIÓN:
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.
El científico clínico Samuel Oliver explicó: «El objetivo principal del proyecto era aumentar la comodidad del paciente y la funcionalidad para los médicos, y la ambición era que un nuevo KAD más rentable reemplazara a los que se utilizan actualmente en nuestro laboratorio y en otros laboratorios de marcha».
Gracias a la libertad que ofrece la impresión 3D, el equipo logró diseñar características mejoradas en la pieza para optimizar la ergonomía para el paciente y la funcionalidad para el personal clínico. La versión impresa en 3D ahora presenta una forma más ergonómica con una copa que se ajusta a la rodilla, lo que resulta en una mayor área de contacto.
Esto ayuda al paciente. en términos de comodidad, pero también ayuda al evaluador a preparar al paciente. Fundamentalmente, Se puede colocar un nuevo dispositivo mientras el paciente está sentado y cómodo, lo que Es especialmente útil para aquellos pacientes que tienen problemas para mantenerse de pie.
Las almohadillas de contacto se diseñaron cóncavas para perfilar la rodilla y ofrecer una mayor superficie de contacto que una almohadilla plana, imitando así la forma natural de la rodilla. El tamaño de la almohadilla también se incrementó para mejorar la superficie de contacto y la estabilidad del dispositivo. El KAD original utilizaba un sistema de resorte de reloj, que era costoso y requería ser reemplazado regularmente. En la versión impresa en 3D, este se ha reemplazado por un cierre giratorio estándar, comúnmente utilizado en zapatillas de ciclismo y, por lo tanto, más fácil de conseguir.
Dentro de la pieza, el equipo de Ingeniería de Rehabilitación Diseñó una flecha de referencia, similar a una cruz, para permitir una medición precisa. Colocación del dispositivo en el paciente. Esta ingeniosa adición garantiza la alineación. entre ambas rodillas y una mayor precisión, lo que significa que el ajuste es más sencillo y puede ser reproducido eficazmente.
Análisis FEA proporcionado confirmación de que el diseño propuesto funcionaría en el entorno previsto con un robusto factor de seguridad incorporado, lo que garantiza que los marcadores no desviarse demasiado al apretarse a la rodilla. Los factores de carga y peso también fueron aplicado para generar la menor cantidad de material (y por tanto coste) posible.
Los marcadores ahora son fijos, en lugar de estar sobre una estructura móvil. Los evaluadores de ORLAU ya han informado que esto supone una gran mejora con respecto al sistema anterior, que era difícil de configurar e instalar correctamente.
Debido a la sensibilidad de costos del NHS, el equipo 3D de Ricoh Se recomienda que la pieza se imprima en nailon MJF 12, que es un material general rígido. material que ofrece rentabilidad, así como la capacidad de producir materiales complejos. detalle geométrico
Las piezas de MJF superaron las expectativas del equipo clínico en términos de precisión y, por lo tanto, se implementó la producción continua de este material.
Keith Miller, ingeniero de rehabilitación de ORLAU, dijo: “Estamos absolutamente encantados con los nuevos KAD.
“El diseño antiguo era difícil e incómodo para el El paciente y el evaluador lo configuran. Los KAD rediseñados ofrecen una mejor experiencia para el paciente. experiencia, así como un diagnóstico más preciso.
“Esta es la segunda vez que nos asociamos con Ricoh 3D para Mejorar nuestras herramientas médicas. Nos impresionó una vez más la flexibilidad de la gama. de tecnologías y materiales disponibles de Ricoh 3D, así como el diseño Soporte en oferta.
“Ricoh 3D es el socio de fabricación ideal para nosotros y estoy seguro de que la impresión 3D encontrará muchas más soluciones para la ingeniería médica y, especialmente, de rehabilitación, en los próximos años”.