部的生物机械建模和评估 卧床患者的自动辅助重新定位

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 医疗工程 医疗工程
• 计算机建模 计算建模

背景情况:

• 压力 (PUs) 是卧床患者的主要护理挑战.
• 自动倾斜护理床提供了一个潜在的解决方案,但缺乏用于深层组织反应分析的模型.
• 优化倾斜角度对于长期护理中有效的自动重新定位至关重要.

研究的目的:

• 开发一种新的计算模型来模拟自动辅助重新定位.
• 在重新定位过程中分析深层组织的生物力学反应.
• 为了优化倾斜角度,有效减轻负载和减轻压力.

主要方法:

• 开发了一个结合部和床的计算模型,用于重新定位模拟.
• 采用逆向建模用于3D部重建和节点等价性用于网状简化.
• 利用响应表面方法 (RSM) 来优化软组织参数.
• 进行有限元 (FE) 分析以评估生物力学反应和优化策略.

主要成果:

• 模型验证显示低变形误差 (6.93 ± 7.41毫米) 和可接受的接口压力差异 (在22.4%以内).
• 模拟表明,30°转角度可以将软组织总应变量减少20%.
• 在30°倾斜的关键组织接口上,峰值等价应力减少了20%以上.

结论:

• 开发的计算模型对于模拟辅助重新定位是有效和生物可靠的.
• 30°的转角度是最佳的,可降低压力度和深层组织压力.
• 这些发现可以为自动辅助重新定位系统的设计提供信息,以改善患者的治疗结果.