Bio­me­cha­ni­sche Simu­la­ti­on orthe­ti­scher Teil­sys­te­me in der Entwurfsphase

M. Böh­me, J. Zentner
Mit Hil­fe bio­me­cha­ni­scher Simu­la­tio­nen kann die Ent­wick­lung orthe­ti­scher Sys­te­me ziel­si­che­rer sowie zeit- und res­sour­cen­ef­fi­zi­en­ter gestal­tet wer­den. In frü­hen Ent­wurfs­pha­sen, wenn die Man­nig­fal­tig­keit in Fra­ge kom­men­der prin­zi­pi­el­ler Lösun­gen noch rela­tiv hoch ist, kön­nen simu­la­ti­ons­ba­sier­te Metho­den hel­fen, die Pro­dukt­ent­wick­lung auf einen Weg mit höchs­ter Erfolgs­wahr­schein­lich­keit zu brin­gen. In die­sem Bei­trag wird für ein zu ent­wi­ckeln­des Bewe­gungs­un­ter­stüt­zungs­sys­tem die Knie­ex­ten­si­on beim Trep­pen­auf­stieg unter­sucht. Für die­se Funk­ti­on wer­den exem­pla­risch drei prin­zi­pi­el­le Lösun­gen (2 × pas­siv; 1 × aktiv) ana­ly­siert. Dazu wer­den die­se in ein Men­sch­mo­dell imple­men­tiert und das Knie­ex­ten­si­ons­mo­ment, basie­rend auf rea­len Bewe­gungs- und Kraft­da­ten, invers berech­net. Im Ergeb­nis zeigt sich, dass alle drei Vari­an­ten den Bewe­gungs­ap­pa­rat unter­stüt­zen, die akti­ve Vari­an­te im Ver­gleich aber bes­ser geeig­net ist.

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Pro­the­sen­fü­ße für die addi­ti­ve Fer­ti­gung nach dem Roll-over-Shape-Modell

H. Schmück, J. Pröbs­ting, N. Gün­ther, F. Von­derthan

In die­sem Arti­kel wer­den drei unter­schied­li­che pas­si­ve Pro­the­sen­fuß­kon­zep­te nach dem Roll-over-Shape-(ROS-)Modell vor­ge­stellt. Grund­le­gen­de Idee die­ser Kon­zep­te war es, einen Pro­the­sen­fuß zu ent­wi­ckeln, der an das Gang­ver­hal­ten der vor­he­ri­gen Pro­the­sen­ver­sor­gung des Ampu­tier­ten anpass­bar ist. Um die ent­wi­ckel­ten Kon­zep­te bewer­ten zu kön­nen, wur­den der Vor­fuß- und der Fer­sen­be­las­tungs­fall in einer FEM-Simu­la­ti­on berech­net. Durch die simu­lier­ten Ver­for­mun­gen konn­te abge­schätzt wer­den, ob das Fuß­mo­dell die ange­streb­te ROS erreicht. In einer 2‑D-Gang­ana­ly­se wur­de die ROS bestimmt und mit dem Refe­renz­auf­bau ver­gli­chen. Die Pro­the­sen wur­den addi­tiv aus Poly­amid gefertigt.

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