بایگانی دسته ی مقالات

The effect of inter vertebral forces on cylindrical and cubic cage in the spine

با مطالعه نحوه ی پیشرفت درمان بیماری هایی از جمله دیسک بین مهره ای فرسوده (DDD) شامل فتق دیسک، تنگی مجرای ستون فقرات (Spinal stenosis)، در رفتگی مهره (Degenerative spondylolisthesis)  و کاهش ارتفاع ناشی از فساد بافتی دیسک متوجه کار آمد تر بودن کیج های بین مهره ای در روش Interbody spine fusion خواهیم شد. مزیت کیج های مختلف نسبت به جایگذاری استخوان متراکم بین دو مهره، منجر به استفاده ی گسترده جراحان از این سیستم درمانی شده است.

با در نظر گرفتن نقش اساسی کیج ها در درمان و با توجه به این که درد کمر دومین دلیل مراجعه پزشکان در ایالات متحده می باشد و هزینه ای سالانه معادل 100 میلیون دلار را به خود اختصاص می دهد، تحقیق بررسی در مورد خواص مکانیکی مدل های مختلف کیج منجر به شناخت فاکتور های طراحی و سعی در بهینه کردن آنها به منظور طراحی کیج با حداکثر مزیت خواهد شد.

در این پروژه با مطالعه بر روی کیج های پرکاربرد (مکعبی و استوانه ای)، فاکتور های اصلی و کلیدی طراحی استخراج و در نهایت با استفاده از نرم افزار توزیع تنش بر روی ترکیبی از طرح های موجود بررسی شده است.

دانشمند ایرانی در کلینیک مایو دانشگاه صنعتی میشیگان و همکارش در حال ساخت یک پای مصنوعی با قوزک پیشرفته هستند که افراد معلول را قادر می‌سازد راه‌رفتن طبیعی‌تری را تجربه‌ کنند. راز موفقیت این پای مصنوعی در قوزک آن نهفته است و دکتر محمد رستگار، استادیار دانشگاه مهندسی مکانیک دانشگاه میشیگان و همکارش اواندرو فیکانا، در حال ساخت پروتزی هستند که توسط میکروپردازنده کنترل می‌شود و دستیابی به طیف حرکتی این مفصل بسیار پیچیده را واقعی‌تر می‌کند.

این پای مصنوعی رایانه‌ محور دارای حسگرهای حساس به فشار بر روی کف پا بوده و چگونگی راه‌ رفتن فرد معلول را شناسایی می‌کند. این حسگرها به صورت آنی سیگنال‌ها را به یک میکروپردازنده می‌فرستند و میکروپردازنده نیز به نوبه خود پروتز را برای راه‌رفتن طبیعی‌تر سازگار می‌کند. به گفته دکتر رستگار، پروتزهای موجود در بازار که با میکروپردازنده کنترل می‌شود، می‌توانند پای مصنوعی را فقط در یک جهت حرکت دهند و انگشت بزرگ پا را نیز در جهت بالا یا پایین تکان دهند. اما انسان‌ها بر روی خط مستقیم راه نمی‌روند و زمانی که به مانعی برخورد می‌کنند ، مجبورند بچرخند.

بنابراین دکتر محمد رستگار و همکارش در حال ساخت پای مصنوعی با قوزکی هستند که می‌تواند بر روی دو محور راه برود، چرخش را انجام داده و انگشت بزرگ پا را بالا و پایین ببرد. کابلی که پروتز پا با این نوع قوزک را حرکت می‌دهد، مشابه کابل به کار رفته در ترمز دوچرخه است و می‌تواند پا را تقریباً در هر جهتی بچرخاند. این تیم علمی، به عنوان بخشی از مطالعه‌ خود، تردمیل مدور بزرگی را طراحی کردند که پای رباتیک بر روی آن در دایره‌هایی راه می‌رود. در آزمایشات انجام‌شده ، پروتز قادر به تقلید از زوایای قوزک پای انسان به هنگام راه‌رفتن در خط مستقیم و چرخیدن بود.

گفته می‌شود این دانشمندان با همکاری کنتون کاوفمان، مدیر «آزمایشگاه تحلیل حرکت/بیومکانیک» کلینیک مایو، در تلاش هستند تا این سامانه را برای معلولان و به ویژه سربازان جنگی قابل دسترس کنند. کاوفمان بر این باور است که این سیستم، پیشرفته‌ترین نسل پروتزهایی است که توسط میکروپردازنده کنترل می‌شود، گامی در جهت درست بوده و کنترل فعال مفصل و ارتقای ایمنی و کارکرد را ارائه می‌دهد. این دانشمند مزیت سامانه جدید را تقلیدپذیری آن از پای طبیعی عنوان کرد که این امر به آن امکان الگوی راه‌رفتن طبیعی را می‌دهد. چنین قابلیتی به پیاده‌روی بهتر و سقوط‌های کمتر می‌انجامد. محققان امیدوارند بازبینی این طرح را در کلینیک مایو در تابستان 2014 آغاز کنند. آن‌ها نتیجه دستاورد خود را در سال 2013 و در «کنفرانس کنترل و سیستم‌های دینامیک ASME» ارائه می‌دهند که در تاریخ 21 تا 23 اکتبر (29 مهر تا اول آبان) امسال در دانشگاه استنفورد برگزار می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت جزئیات این پای مصنوعی می توانید به صفحه اختصاصی دکتر رستگار در دانشگاه صنعتی میشیگان مراجعه فرمایید.