Oblast istraživanja
Ergonomska i funkcionalna optimizacija pomagala za imobilizaciju vratne kičme sa fokusom na personalizaciju putem digitalnih tehnologija i samostalnu upotrebu.
Tema istraživanja
Dizajn i razvoj personalizovane modularne vratne kragne zasnovane na digitalnom modelovanju i unapređenim ergonomskim karakteristikama.
Stanje u oblasti
Vratne ortoze predstavljaju standardna pomagala za stabilizaciju vratne kičme i dele se na mekane, polučvrste i čvrste. Većina postojećih rešenja zasniva se na standardizovanim dimenzijama koje ne odgovaraju u potpunosti individualnoj anatomiji korisnika, što može uticati na udobnost, naleganje i funkcionalnost ortoze.
Savremeni pristupi uključuju primenu digitalnih tehnologija i parametarskog modelovanja radi razvoja personalizovanih ortoza. Kao referenca za razvoj parametarskog modelovanja korišćen je tutorijal autora iz Francuske, koji prikazuje generisanje pravoizvodnih formi u Grasshopperu. U procesu modelovanja korišćen je i DLoft iz EvoluteTools dodatka, koji omogućava formiranje ravanskih segmenata zakrivljene forme pogodnih za razvijanje u ravni. Ovi principi primenjeni su najpre na modelu ruke, a zatim na vratnoj ortozi.
U okviru istraživanja testirane su metode 3D skeniranja i fotogrametrije korišćenjem aplikacija Polycam (model 1), Polycam (model 2), Polycam (model 3), RealityScan i Scaniverse. Kao probni primer korišćen je model ruke.
Tokom testiranja uočeni su problemi poput deformisanih i nepotpunih modela, nedovoljne preciznosti i ograničenja besplatnih verzija aplikacija. Zbog toga je odlučeno da se u daljem radu koriste postojeći 3D modeli koji će biti skalirani prema realnim anatomskim merama korisnika. Metode parametarskog modelovanja i razvijanja površi najpre će biti ispitivane na modelu ruke, a zatim primenjene na model vratne ortoze.
Problemi
- Kompromis između stabilnosti i udobnosti.
- Ograničena prilagodljivost standardizovanih ortoza.
- Potreba za pomoći pri postavljanju ortoze.
- Neudobnost tokom dužeg nošenja i ležanja.
Cilj istraživanja
Razviti koncept personalizovane modularne vratne kragne koja:
- omogućava prilagođavanje anatomiji korisnika putem parametarskog modelovanja,
- omogućava samostalno postavljanje i korišćenje,
- poboljšava ergonomiju i udobnost tokom nošenja,
- može biti realizovana putem 3D štampe.
Kriterijumi
- Ergonomska prilagodljivost anatomiji korisnika i udobnost pri nošenju i ležanju.
- Jednostavnost postavljanja i korišćenja.
- Preciznost digitalne izrade.
Hipoteza
Primena digitalnog modelovanja i parametarskog dizajna omogućava razvoj personalizovane vratne kragne sa unapređenom ergonomijom, funkcionalnošću i udobnošću u odnosu na standardizovana rešenja.
Metode istraživanja
- Analiza postojećih ortoza i njihovih mehanizama.
- Testiranje metoda 3D skeniranja i fotogrametrije.
- Parametarsko modelovanje i razvijanje površi najpre na modelu ruke, a zatim na modelu vratne ortoze.
- Razvoj digitalnog modela personalizovane kragne.
- Izrada prototipa putem 3D štampe.
- Testiranje funkcionalnosti, udobnosti i samostalne upotrebe.