Conception améliorée du dispositif d’alignement du genou du NHS
Client : Unité de recherche orthopédique et d’évaluation locomotrice (ORLAU) du centre orthopédique Robert Jones et Agnes Hunt
PROBLÈME:
Les dispositifs d’alignement du genou (KAD) sont utilisés au laboratoire de marche de l’unité de recherche orthopédique et d’évaluation locomotrice (ORLAU) pour le diagnostic des patients ayant des difficultés de mobilité.
Ils fonctionnent en mesurant où Le genou du patient est plié pour mesurer la marche. Tout d’abord, un ensemble de Les caméras infrarouges suivent les marqueurs réfléchissants qui sont positionnés sur le corps du patient pour créer des modèles 3D de la personne, que les spécialistes utilisent ensuite pour étudier le mouvement et décider quel traitement de rééducation est nécessaire.
En règle générale, huit patients par semaine à l’ORLAU nécessitent une évaluation à l’aide de cet outil pour analyser le mouvement et décider d’un plan de réadaptation.
Les KAD d’origine utilisés par ORLAU étaient obsolètes et leur achat, leur réparation et leur remplacement étaient devenus coûteux. Les ressorts du dispositif étaient sujets à la casse et les coussinets en mousse offraient un contact très faible avec le genou, ce qui les faisait fréquemment glisser.
De plus, de nombreux patients orthopédiques ont du mal à marcher ou souffrent de maladies invalidantes telles que la paralysie cérébrale. L’installation du dispositif d’origine pourrait donc être assez inconfortable et difficile, car elle obligerait le patient à rester debout trop longtemps et provoquerait donc un stress inutile.
SOLUTION:
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.
Le scientifique clinicien Samuel Oliver a expliqué : « L’objectif principal du projet était d’améliorer le confort des patients et la fonctionnalité pour les cliniciens, et l’ambition était qu’un nouveau KAD plus rentable remplace ceux actuellement utilisés dans nos laboratoires de marche et dans d’autres. »
Grâce à la liberté offerte par l’impression 3D, l’équipe a pu concevoir des fonctionnalités améliorées pour la pièce, améliorant ainsi l’ergonomie pour le patient et la fonctionnalité pour le personnel soignant. La version imprimée en 3D présente désormais une forme plus ergonomique, avec une coque qui épouse le genou, offrant ainsi une plus grande surface de contact.
Cela aide le patient en termes de confort, mais aide également l’évaluateur à installer le patient. Surtout, un nouvel appareil peut être installé pendant que le patient est assis et confortable, ce qui est particulièrement utile pour les patients qui ont du mal à se tenir debout.
Les coussinets de contact ont été conçus pour être concaves afin de profiler le genou et offrir une surface de contact plus importante qu’un coussinet plat, imitant ainsi la forme naturelle du genou. La taille du coussinet a également été augmentée pour améliorer la surface de contact et la stabilité du dispositif. Le KAD original utilisait un système à ressort spiralé, coûteux et nécessitant un remplacement régulier. Dans la version imprimée en 3D, ce système a été remplacé par un système de verrouillage rotatif standard, couramment utilisé sur les chaussures de vélo et donc plus facilement disponible.
À l’intérieur de la pièce, l’équipe d’ingénierie de réadaptation conçu une flèche de référence, semblable à un réticule, pour permettre une Placement du dispositif sur le patient. Cet ajout astucieux garantit l’alignement entre les deux genoux et une plus grande précision, ce qui signifie que l’ajustement est plus simple et peut être reproduit efficacement.
Analyse FEA fournie confirmation que la conception proposée fonctionnerait dans l’environnement prévu avec un facteur de sécurité robuste intégré, garantissant que les marqueurs ne dévier trop lorsqu’il est serré au niveau du genou. Les facteurs de charge et de poids ont également été appliqué pour générer la moindre quantité de matière (et donc de coût) possible.
Les marqueurs sont désormais fixes, et non plus sur un cadre mobile. Les évaluateurs d’ORLAU ont déjà signalé qu’il s’agissait d’une nette amélioration par rapport à l’ancien système, qui était difficile à mettre en place et à mettre en place correctement.
En raison de la sensibilité des coûts du NHS, l’équipe Ricoh 3D recommandé que la pièce soit imprimée en nylon MJF 12, qui est un matériau général rigide matériau qui offre une rentabilité, ainsi que la capacité de produire des produits complexes détail géométrique.
Les pièces MJF ont dépassé les attentes de l’équipe clinique en termes de précision et, par conséquent, la production continue a été déployée sur ce matériau.
Keith Miller, ingénieur en réadaptation chez ORLAU, a déclaré : « Nous sommes absolument ravis des nouveaux KAD.
« L’ancienne conception était difficile et inconfortable pour les patient et l’évaluateur à configurer. Les KAD repensés offrent une meilleure expérience patient l’expérience, ainsi qu’un diagnostic plus précis.
« C’est la deuxième fois que nous collaborons avec Ricoh 3D pour améliorer nos outils médicaux. Nous avons été une fois de plus impressionnés par la flexibilité de notre gamme. des technologies et des matériaux disponibles chez Ricoh 3D, ainsi que la conception soutien proposé.
« 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 en particulier pour l’ingénierie de réadaptation, dans les années à venir. »