Биомеханические особенности проектирования ортезов нижних конечностей для снижения физической нагрузки

Дата изготовления: май 2025 года. 

Учебное заведение: неизвестно.

Цель данной курсовой работы состоит в исследовании биомеханики ортезов нижних конечностей и их влияния на уменьшение физической нагрузки, а также в анализе их роли в профилактике профессиональных заболеваний. Также были поставлены такие задачи, как:

1) Исследовать виды ортезов, применяемых для снижения нагрузки на нижние конечности;

2) Оценить биомеханические принципиальные основы действия ортезов.

3) Изучить современные инновации в разработке ортезов и их возможное влияние на профессиональное здоровье.

ВВЕДЕНИЕ 3

1 Актуальность проблемы 5

2 Основы биомеханики экзоскелетов нижних конечностей и их влияние на профилактику профессиональных заболеваний 8

2.1. Определение биомеханики и ее значение в медицине 8

2.2 Классификация экзоскелетов нижних конечностей: виды и назначение 10

2.3 Кинематика действия экзоскелета 16

2.4 Факторы, влияющие на эффективность ортезов в снижении физической нагрузки 21

3 Технические аспекты реализации 28

4 Практическое применение ортезов нижних конечностей в профилактике профессиональных заболеваний 31

4.1 Оценка эффективности систем экзоскелетов для профессии хирурга 31

4.1.1 Проблематика профессиональных заболеваний у хирургов при длительном стоянии 31

4.1.2 Применение экзоскелетов нижних конечностей в хирургической практике 31

4.1.3 Инновационные разработки экзоскелетов для хирургов 32

4.1.4 Экономическая эффективность 33

4.2 Перспективы дальнейших исследований в области ортезирования и профилактики заболеваний 34

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 39

1.Гусев И. Д. и др. Анализ перспектив использования аддитивных технологий в проектировании каркасных реабилитационных изделий //В сб." Концепции, теория, методики фундаментальных и прикладных научных исследований в области инклюзивного дизайна и технологий".-М.: РГУ им. АН Косыгина. – 2020. – С. 25-29.

2. Скоблин А. А. Основные проблемы ортезирования и пути их решения //Медико-социальная экспертиза и `реабилитация. – 2003. – №. 1. – С. 7-7.

3. Хуссейн Т. С., Изюмов А. И. ДИЗАЙН И АНАЛИЗ ОРТЕЗА ГОЛЕНОСТОПНОГО СУСТАВА ПЛАСТИКОВОГО И МЕТАЛЛОПЛАСТИКОВОГО ТИПА // ИВД. 2022. №5 (89). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/dizayn-i-analiz-orteza-golenostopnogo-sustava-plastikovogo-i-metalloplastikovogo-tipa (дата обращения: 24.02.2025).

4. ЕГОРОВ А. В. и др. Метод и средство оценки качества сборки, технического состояния и остаточного ресурса электропривода для электромеханического ортеза нижней конечности экзоскелета //Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии. – 2019. – №. 4. – С. 44-58.

5. Дашевский И., Никитин С. БИОМЕХАНИКА РАЗГРУЗКИ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ ПРИ ОРТЕЗИРОВАНИИ // Российский журнал биомеханики. —  2016. —  Т. 20. —  № 2. —  C. 134-149.

6. Тихилов Р.М. Российские клинические рекомендации по профилактике венозных тромбоэмболических осложнений в травматологии и ортопедии. —  2012.

7. Сергеев С.В., Спивак Б.Г. Медицинская реабилитация с использованием ортезирования // Медико-социальные проблемы инвалидности. 2017. № 2. С. 36-41. EDN: YZBWON

8. Евгений Золотов Скелет в шкафу // Бизнес-журнал. 2014. №7 (220). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/skelet-v-shkafu (дата обращения: 25.03.2025).

9. Голабчи, А., Джасими Зиндашти, Н., Миллер, Л. и др. Производительность и эффективность пассивного экзоскелета для поддержки спины при ручной обработке материалов в строительной отрасли. Constr Robot 7, 77–88 (2023). https://doi.org/10.1007/s41693-023-00097-4

10. Yurteri-Kaplan, L., Mete, M., St Clair C. (2019). Occupational lower extremity pain among surgeons: prevalence and impact on surgical practice. Journal of Surgical Research, 242, 72-79.

11. Nguyen, L., Joshi G., Wu C. (2021). Workplace Ergonomics and Surgeon Health: A Systematic Review. JAMA Surgery, 156(2), 136-144.

12. Garcia-Mendez, Y., Pearlman, J.L., Elery T. (2020). Passive exoskeletons for reducing lower limb and back strain among surgeons. Surgery & Ergonomics, 35(4), 412-421.

13. Lim, D., Kim J., Lee J. (2019). Adaptation of FORTIS Exoskeleton for Surgical Applications: Design Modifications and Preliminary Results. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 66(10), 2820-2830.

14. Chen, X., Wong T., Garcia R. (2022). Effectiveness of SuitX lower-limb exoskeleton among orthopedic surgeons: an 18-month follow-up study. Journal of Orthopaedic Surgery, 30(1), 1-8.

15. Wang, L., Zhang H., Li C. (2023). Smart adaptive exoskeletons for personalized support in surgical settings: design and validation. Nature Biomedical Engineering, 7(3), 241-253.

16. Tanaka, S., Ito N., Kamiya K. (2021). Development and evaluation of hybrid exoskeleton for microsurgery: optimizing stability and precision. Surgical Innovation, 28(4), 389-401.

17. Zhang, M., Liu Y., Tan W. (2022). Cost-effectiveness analysis of passive exoskeletons in preventing work-related musculoskeletal disorders among surgeons. Health Economics Review, 12(1), 1-12.