عنوان

سیستم اندازه گیری و کنترل دمای داخل سوکت پروتز زیر زانو :طراحی، ساخت و ارزیابی

IR

۱۹۶۰پ

فارسی

IR

سیستم اندازه گیری و کنترل دمای داخل سوکت پروتز زیر زانو :طراحی، ساخت و ارزیابی

[پایان‌نامه]

Measurement and control system for inside socket temperature of transtibial prosthesis: Design, manufacture and evaluation

علوم بهزیستی و توانبخشی University of Social Welfare and Rehabilitation Sciences))

، ۱۳۹۴

ز،۱۲۸ص.

چاپی

دکترا

اعضاء مصنوعی و وسایل کمکی Orthotics and Prosthetics

۱۳۹۴/۰۲/۲۳

علوم بهزیستی و توانبخشی University of Social Welfare and Rehabilitation Sciences))

مقدمه :در اغلب افراد دارای قطع عضو تمام مکانیسمهای انتقال گرما، تابش، تبخیر، و هدایت گرمایی به سبب وجود سوکت پروتز، کم شدن سطح بدن و نیز مشکلات عروقی دچار اختلال هستند .افزایش دما در داخل سوکت می تواند باعث آسیب پوستی شده و ضمن ایجاد ناراحتی، تعریق پوستی، و بوی نامطبوع، میزان تعلیق پروتز و مدت زمان استفاده از پروتز را کاهش دهد .هدف مطالعه حاضر طراحی، ساخت و ارزیابی پروتوتایپ یک سیستم اندازه گیری و کنترل دمای داخل سوکت پروتز می باشد تا در جهت رفع مشکلات گرمایی پروتز به کار برده شود .روش اجرا :پروتوتایپ سیستم اندازه گیری و کنترل دمای داخل سوکت پروتز طراحی و ساخته شد .این سیستم متشکل از شش سنسور داخل و شش سنسور خارج لاینر سیلیکونی بود .مدار کنترلی به گونه ای برنامه ریزی شد که براساس اختلاف میانگین دمای سنسورهای داخل با خارج لاینر، یکی از دو عملکرد گرمادهی و یا سرمادهی یک مولد حرارتی / برودتی را برای ایجاد تعادل گرمایی فعال می نمود .برای هدایت دما در فواصل مختلف اطراف لاینر سیلیکونی از یک لایه نازک آلومینیومی بهره گرفته شد .عملکرد این پروتوتایپ در اندازه گیری و کنترل دمای داخل سوکت پروتز هم بر روی یک مدل آزمایشگاهی و هم بر روی پروتز یک فرد دارای قطع عضو زیر زانو مورد بررسی قرار گرفت .یافته ها :اجرایی بودن ساخت یک سیستم هوشمند برای اندازه گیری و کنترل دمای داخل سوکت پروتز نشان داده شد .همچنین این سیستم توانست با دقت بالا تغییرات دمایی در سوکت مدل آزمایشگاهی را اندازه گیری نماید و با فعال نمودن مولد حرارتی / برودتی در جهت ایجاد تعادل گرمایی فعالیت نماید .نتایج مطالعه نشان دادند که این سیستم دارای روایی بالا و پایایی متوسط بود و توان گرمادهی و سرمادهی مولد آن به ترتیب 105/0 و035/0 - وات بودند و این سیستم توانست 6 درجه سانتیگراد گرمادهی و سرمادهی را به ترتیب در مدت زمان 3 و 15 دقیقه انجام دهد .نتایج ارزیابی های بالینی متفاوت بودن دمای قسمتهای مختلف باقیمانده عضو قطع شده و کاهش دمای سطحی پوست از قسمت پروگزیمال به قسمت دیستال باقیمانده عضو قطع شده را نشان دادند .افزایش دمای سطحی پوست بلافاصله پس از پوشیدن پروتز و تشدید آن با انجام فعالیت راه رفتن نشان داده شد .همچنین عملکرد موثر سیستم کنترل دمای داخل سوکت در کاهش دادن دمای سطحی پوست در هنگام پوشیدن و راه رفتن با پروتز نشان داده شد .کاهش میزان راحتی گرمایی و افزایش احساس گرمایی بعد از پوشیدن پروتز و راه رفتن با آن به صورت غیر معنادار مشاهده شد .نتیجه گیری :تکنیک و پروتوتایپ معرفی شده می توانند در جهت رفع مشکل افزایش دما و تعریق پوستی داخل سوکت پروتز بکار برده شود .بهینه سازی ساختار سیستم اندازه گیری و کنترل دمای داخل سوکت، افزایش توان گرمای خروجی مولد حرارتی / برودتی، کاهش وزن، و کاهش هزینه ساخت از اولویت های کاری پیش از ساخت نمونه صنعتی این محصول هستند .کلمات کلیدی :قطع عضو زیر زانو، سوکت پروتز، دمای پوستی، تعریق، سیستم اندازه گیری و کنترل دما

Introduction: In the majority of amputee people all thermal transfer mechanisms including convection, radiation, evaporation, and conduction are disturbed due to the prosthetic socket barrier, decreased body surface area, and vascular disease. Heat accumulation inside prosthetic socket causes tissue injury and besides to discomfort, perspiration, and unpleasant odor, reduces prosthesis suspension and use. The objective of the present study was to design, fabricate, and evaluate the prototype of a prosthetic thermoregulatory system implementable in prostheses to resolve their thermal related problems. Methods: The prototype of a thermoregulatory system was designed and fabricated to measure and control temperature inside prosthetic socket. The system was comprised from six internal and six external temperature sensors to a silicone liner. The control system was programmed to select required heating or cooling functions of a thermal pump to provide thermal equilibrium based on difference between temperature averages of internal and external sensors. A thin layer of Aluminum was used to conduct temperature between thermal pump and different sites around the silicone liner. The functionality of this prototype to measure and control the temperature was evaluated on both a phantom and a real prosthetic socket of a transtibial amputation. Results: The feasibility of designing and fabricating a smart thermoregulatory system for inside prosthetic socket was confirmed. The system could accurately measure temperature differences inside phantom prosthetic socket and activate the required heating or cooling functions of thermal pump to provide thermal equilibrium. The results showed high validity and moderate reliability of thermoregulatory system. Its heating and cooling powers were 0.105 and -0.035 watts, respectively. Moreover, the system could heat and cool up to 6 C in 3 and 15 minutes, respectively. Clinical evaluations showed different skin temperatures at different sites around the residual limb, and a temperature decreasing from its proximal to distal part. The skin temperature was increased immediately after prosthesis wearing and exacerbated by walking activity. Thermoregulatory system could actively decrease skin temperature during prosthesis wearing and walking. Although no significant, the thermal comfort and thermal sense were decreased and increased, respectively. Conclusion: The introduced technique and prototype can be used to resolve heat and perspiration discomfort inside prosthetic sockets. Enhancing the structure of this thermoregulatory system, increasing the thermal power of the heating/cooling pump, and decreasing its weight and cost are the most important working priorities before its industrial production. Keywords: Transtibial amputation, prosthetic socket, skin temperature, perspiration, thermoregulatory system

ba

Measurement and control system for inside socket temperature of transtibial prosthesis: Design, manufacture and evaluation

Transtibial amputation

قطع عضو زیرزانو

Transtibial amputation

قصیری،کامیار

Ghoseiri,Kamiar

صفری، محمدرضا

ایران

دانشگاه علوم توان بخشی و سلامت اجتماعی

1960t.pdf

محرمانه

محرمانه

1960t.pdf

5989910

مرجع

متن

0

۰۶۹۱پ

محل نگهداری: دانشگاه علوم بهزیستی و توانبخشی

نمایه‌سازی قبلی

چاپی-الکترونیکی

TF

1

a

Y