
Bu çalışma, protez soketini yalnız kişinin uzvunun geometrisine göre değil, kullanım sırasında gerçekten ölçülen basınç dağılımına göre de şekillendirmeyi amaçlayan bütünleşik bir dijital üretim yöntemi geliştiriyor. Araştırmacılar, transfemoral amputasyonu bulunan tek bir katılımcıda 3B baskılı kapasitif sensörlerden oluşan giyilebilir bir astarla uzuv-soket arayüzündeki basıncı ölçmüş, farklı günlük faaliyetlerden elde edilen üç boyutlu basınç alanlarını ağırlıklı olarak birleştirmiş ve bu alanı Gyroid, Diamond ve Neovius tipi TPMS hücresel yapıların yoğunluğunu konuma göre değiştirmek için kullanmıştır. Çalışmada rampadan aşağı yürüme sırasında bildirilen en yüksek basınç 7500 kPa'a ulaşmıştır. Statik sonlu eleman analizinde Gyroid dolgulu soketin toplam şekil değiştirme enerjisi 11,33 J iken katı tasarımda 0,66 J olarak hesaplanmış; yürüyüşü temsil eden analizde ortalama soğurulan şekil değiştirme enerjisi katı tasarımda 0,37 J, yoğunluk dereceli Gyroid yapıda 5,15 J olmuştur. Ancak çalışma yalnız bir katılımcıya dayanan bir proof-of-concept'tir; daha yüksek enerji soğurma mekanik bir yastıklama potansiyeline işaret etse de kullanıcı konforunun, ağrının veya yürüme performansının klinik olarak iyileştiğini kanıtlamaz.
Araştırmanın önemli yanı, basınç ölçümünü üretim sonrası bir kontrol aracı olarak kullanmak yerine doğrudan protez soketinin sayısal tasarım girdisine dönüştürmesidir. Giyilebilir sensör → 3B basınç haritası → birleşik basınç alanı → yerel TPMS yoğunluğu → sonlu eleman analizi → 3B baskı zinciri tek bir kişiselleştirilmiş üretim yaklaşımında birleştirilmektedir.
Çalışma Kanada'da ve tek bir katılımcı üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bu nedenle bildirilen basınç değerleri veya tasarım parametreleri Türkiye'deki protez kullanıcılarına doğrudan genellenemez. Bununla birlikte yöntem; yerel hasta verileri, protez uygulama pratiği, kullanılan malzemeler ve üretim altyapısı ayrıca doğrulandığı takdirde Türkiye'deki protez ve eklemeli imalat araştırmaları açısından incelenebilecek bir mühendislik yaklaşımı sunmaktadır.
Araştırmanın temel problemi nedir?
Bir protez soketinin temel görevlerinden biri, kalan uzuv ile protez arasında yükü güvenli ve işlevsel biçimde aktarmaktır. Ancak soketin geometrik olarak kişiye uyarlanmış olması, kullanım sırasında oluşan basınçların mutlaka dengeli dağıldığı anlamına gelmez. Çalışmada vurgulandığı üzere uygunsuz veya bölgesel olarak aşırı yüklenen soketler ağrı, cilt sorunları, instabilite ve uzun dönemli kas-iskelet sorunlarıyla ilişkilendirilebilir.
Araştırmacıların hedeflediği boşluk, mevcut yaklaşımların önemli bir bölümünde basınç ölçümünün iki boyutlu kalması, karmaşık kalan-uzuv geometrisine tam uyum sağlayamaması veya ölçümlerin üretim tamamlandıktan sonra değerlendirme amacıyla kullanılmasıdır. Çalışma bunun yerine canlı kullanım sırasında elde edilen üç boyutlu basınç bilgisini doğrudan üretilebilir soket mimarisine dönüştüren bir “sensing-to-fabrication” iş akışı kurmaktadır.
Basınç ölçümünden üretime uzanan dijital zincir nasıl çalışıyor?
Verianla Live: Basınç ölçümünden 3B baskılı sokete tasarım zinciri
Bu süreç tablosu araştırmanın yöntem sırasını özetler. Buradaki aşamalar çalışmada tanımlanan gerçek işlem zincirine dayanmaktadır; yeni deney adımı eklenmemiştir.
| Aşama | Açıklama | Kaynak |
|---|---|---|
| 1. Sensörlü astar | Origami mimarili 3B baskılı kapasitif basınç sensörleri ve at nalı biçimli esnek bağlantılar giyilebilir protez astarına entegre edildi. | Yöntem 2.1–2.2, Şekil 1 |
| 2. Dinamik basınç ölçümü | Kalan uzuv ile soket arasındaki temas basıncı farklı duruşlar ve günlük hareketler sırasında gerçek zamanlı toplandı. | Yöntem 2.3–2.4, Şekil 1–2 |
| 3. 3B basınç alanı | Seyrek sensör ölçümlerinden RBF interpolasyonu kullanılarak sürekli üç boyutlu basınç alanı oluşturuldu. | Yöntem 2.3 |
| 4. Birleşik basınç haritası | Ayakta durma, yürüme, yana eğilme ve rampadan iniş haritaları 3:2:1:1 ağırlıklarıyla birleştirildi. | Denklem 1–2, Şekil 2i |
| 5. Yoğunluk derecelendirme | Normalize edilmiş 0–1 basınç alanı TPMS duvar kalınlığında 0,5–4 mm aralığına doğrusal olarak eşlendi. | Yöntem 2.6 |
| 6. TPMS soket tasarımı | Gyroid, Diamond ve Neovius hücresel yapıları kişiye özgü protez soketinin içine yerleştirildi. | Yöntem 2.6, Şekil 3a |
| 7. Mekanik değerlendirme | Yoğunluk dereceli soketler ANSYS Workbench kullanılarak sonlu eleman analiziyle karşılaştırıldı. | Yöntem 2.5, Tablo 1, Şekil 3 |
| 8. Fiziksel prototip | Seçilen yoğunluk dereceli Gyroid tasarımın %70 ölçekli TPU-95A prototipi FDM yöntemiyle üretildi. | Şekil 3f–g |
Verianla Live: Görselleştirme bu görünür bilimsel süreç tablosundan tarayıcıda oluşturulur. Tablo bilimsel kaynak-of-truth olarak korunur.
Şekil 1 neyi gösteriyor?
Çalışmanın ilk ana görseli yalnız deney düzeneğini değil, basıncın hareketle birlikte uzuv üzerinde nasıl yer değiştirdiğini de gösteriyor. Katılımcının sensörlü astarla protezi kullanması ve dizüstü bilgisayara bağlı gerçek zamanlı ölçüm sistemi gösterildikten sonra iki ayak üzerinde durma, tek ayak üzerinde durma, itiş fazı, topuk üzerinde tek ayak duruşu, yana eğilme ve salınım fazına ait üç boyutlu basınç dağılımları karşılaştırılıyor.
Dik duruşta basınç proksimal femur bölgesine daha yaygın dağılırken yaklaşık maksimum 2750 kPa bildirilmiştir. Düz zeminde tek ayak üzerinde duruşta proksimal tarafta yaklaşık 800–900 kPa'lık tepe ve medial/anterior bölgelerde artış görülmüştür. İtiş fazında temas basıncı ön bölgede yoğunlaşmış ve yaklaşık 400–500 kPa'a ulaşmıştır. Protez ayağın yerden kesildiği salınım fazında ise sensör sistemi basınç algılamamıştır. Tek ayaklı görevlerde güvenlik amacıyla destek raylarının kullanılması, ölçülen maksimum temas yükünü azaltmış olabilecek bir deneysel etkendir.
Dinamik ölçümler hangi bölgelerin kritik olduğunu gösterdi?
Dinamik deneylerde dört faaliyet ele alındı: dik durma, yana eğilme, düz zeminde yürüme ve rampadan aşağı yürüme. Ayakta dururken basınç haritasının uzamsal ortalaması yaklaşık 1500 kPa, anlık uzamsal maksimumu ise yaklaşık 2600 kPa idi. Yana eğilmede ortalama basınç tepe değerleri 1100 kPa'ın, maksimum basınç tepe değerleri ise 2500 kPa'ın altında kaldı.
Yürüme sırasında basınç, protez ayağın zeminle temas ettiği anlarla ilişkili döngüsel sıçramalar gösterdi. Düz yürüyüşte yüksek basınç bölgeleri özellikle anterior tarafta ve distal-posterior bölgede ortaya çıktı. Rampadan aşağı yürüyüşte yük distal-inferior ve posterior bölgelere kaydı ve çalışmanın tamamında raporlanan en yüksek basınç 7500 kPa'a ulaştı. Araştırmacılar bu koşulu test edilen faaliyetler arasındaki en kritik yük dağılımı olarak değerlendirdi.
| Koşul | Çalışmada bildirilen basınç bulgusu | Yorum sınırı |
|---|---|---|
| Dik duruş — anlık harita | Maksimum yaklaşık 2750 kPa | Tek katılımcıya ait ölçümdür. |
| Düz zeminde tek ayak duruşu | Proksimal bölgede yaklaşık 800–900 kPa tepe | Güvenlik için destek rayı kullanılmıştır. |
| İtiş fazı | Anterior bölgede yaklaşık 400–500 kPa | Anlık duruş ölçümüdür. |
| Dinamik ayakta durma | Ortalama yaklaşık 1500 kPa; maksimum yaklaşık 2600 kPa | Basınç haritası üzerindeki uzamsal ortalama ve maksimum değerlerdir. |
| Dinamik yana eğilme | Ortalama tepe <1100 kPa; maksimum tepe <2500 kPa | Faaliyet boyunca değişen basınç dizisine aittir. |
| Rampadan aşağı yürüme | Raporlanan maksimum 7500 kPa | Çalışmadaki tek katılımcının test koşuludur; genel klinik eşik değildir. |
Şekil 2'nin önemli mesajı yalnızca hangi faaliyetin daha yüksek basınç oluşturduğu değildir. Şekil; her faaliyetin zaman serisini, faaliyet süresince ortalanmış üç boyutlu basınç alanını ve daha sonra tasarım girdisine dönüştürülen birleşik haritayı aynı zincirde gösterir. Bu nedenle ölçüm ile üretim arasında kurulan bağın ana görsel kanıtlarından biridir.
Farklı günlük faaliyetler tek tasarım haritasına nasıl çevrildi?
Her faaliyet için zaman boyunca ortalama bir basınç dağılımı hesaplandı. Ardından faaliyet haritaları normalize edildi ve tek bir birleşik üç boyutlu basınç alanı elde etmek için ağırlıklı ortalama kullanıldı. Ağırlıklar ayakta durma, yürüme, yana eğilme ve rampadan iniş için sırasıyla 3:2:1:1 olarak seçildi.
Bu ağırlıklandırma optimize edilmiş evrensel bir çözüm değildir. Yazarlar açıkça bunun katılımcının bildirilen günlük faaliyet örüntüsünü temsil etmek amacıyla seçilmiş, kişiye özgü ve sezgisel bir proof-of-concept tercihi olduğunu belirtmektedir. Sistematik ağırlık optimizasyonu gelecekte yapılması gereken bir adımdır.
Basınç haritası TPMS yapısına nasıl dönüştürüldü?
Birleşik basınç alanı önce 0 ile 1 arasına normalize edildi. Daha sonra bu skaler alan, TPMS duvar kalınlığı için 0,5 mm ile 4 mm arasında doğrusal bir aralığa eşlendi. Böylece daha yüksek basınçla ilişkilendirilen bölgelerde hücresel yapının yerel yoğunluğu değiştirilebildi.
Tasarım nTop 5.12.2 yazılımında gerçekleştirildi. Gyroid, Diamond ve Neovius olmak üzere üç Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) geometrisi kullanıldı. Her yapı için birim hücre boyutu 15 × 15 × 15 mm, dış kabuk kalınlığı ise 2 mm olarak belirlendi. Oluşturulan örtük geometriler sonlu eleman analizi ve eklemeli imalat için ağ yapılarına dönüştürüldü.
Gyroid neden öne çıktı?
Üç TPMS yapısı ve katı referans, aynı sınır ve yükleme koşulları altında karşılaştırıldı. Statik analizde soketin iç yüzeyine 600 kPa düzgün basınç uygulandı. Bu değer, deneyde görülen en yüksek basıncı yeniden üretmek için değil, farklı dolgu mimarilerini aynı mekanik koşul altında karşılaştırmak için seçildi. Dolayısıyla aşağıdaki sonuçlar gerçek kişideki heterojen basınç alanının mutlak tahmini değil, yapıların göreli mekanik davranış karşılaştırmasıdır.
| Dolgu yapısı | Maksimum deformasyon (mm) | Maksimum von Mises gerilmesi (MPa) | Toplam şekil değiştirme enerjisi (J) |
|---|---|---|---|
| Katı | 0,6 | 2,1 | 0,66 |
| Gyroid | 2,4 | 3,5 | 11,33 |
| Diamond | 1,1 | 2,3 | 3,2 |
| Neovius | 1,7 | 2,3 | 2,2 |
Tablo 1'deki kesin değerler Gyroid yapının toplam şekil değiştirme enerjisinde açık ara en yüksek değeri verdiğini gösteriyor. Yazarlar bunu, yük altında daha fazla mekanik enerji soğurma ve dolayısıyla darbe/yük aktarımını yumuşatma hedefi açısından avantajlı bir sonuç olarak yorumlamaktadır.
Yürüyüşü temsil eden analizde ne oldu?
Araştırmacılar daha sonra deneyde gözlenen yürüyüş basınç örüntüsünden esinlenen yarı-dinamik bir FEA uyguladı. Üç saniyelik duruş fazı modellenirken t=1 s ve t=2 s anlarında soketin içine iki adet 600 kPa yük uygulandı; yüklerden biri düzgün dağıtılmış, diğeri anterior tarafta yoğunlaştırılmıştı.
Katı sokette maksimum deformasyon 0,7 mm iken yoğunluk dereceli Gyroid sokette 3,3 mm'ye çıktı. Maksimum von Mises gerilmesi 2 MPa'dan 4,3 MPa'a yükseldi. Çalışmada bu gerilme, literatürden alınan 39 MPa TPU akma dayanımının altında değerlendirildi.
En önemli fark enerji soğurmada görüldü. Duruş fazı boyunca ortalama soğurulan şekil değiştirme enerjisi katı tasarımda 0,37 J, Gyroid dolguda 5,15 J oldu. Yazarlar bu farkı yaklaşık %1290 artış olarak raporlamaktadır.
Şekil 3; üç TPMS mimarisinin CAD geometrilerini, statik enerji karşılaştırmasını, katı ve Gyroid soketlerin yürüyüş boyunca deformasyon ve gerilme değişimini, şekil değiştirme enerjisini ve son olarak üretilen fiziksel prototipi birlikte gösterir. Böylece çalışma yalnız sayısal optimizasyonla kalmayıp tasarımın eklemeli imalatla üretilebilirliğini de %70 ölçekli bir prototiple göstermektedir.
Çalışmanın desteklediği sonuçlar
- Giyilebilir sensör astarıyla kalan uzuv–soket arayüzünde üç boyutlu basınç dağılımları ölçülebilmiştir.
- Farklı faaliyetlerden elde edilen basınç alanları, kişiye özgü bir birleşik tasarım alanına dönüştürülebilmiştir.
- Bu basınç alanı kullanılarak TPMS duvar kalınlığı ve dolayısıyla yerel yapı yoğunluğu uzamsal olarak derecelendirilebilmiştir.
- Çalışmadaki FEA koşullarında Gyroid yapı, katı, Diamond ve Neovius tasarımlarından daha yüksek şekil değiştirme enerjisi göstermiştir.
- Yoğunluk dereceli Gyroid soketin %70 ölçekli TPU-95A prototipi FDM yöntemiyle üretilebilmiştir.
Çalışmanın kanıtlamadığı sonuçlar
Bu araştırma, yoğunluk dereceli Gyroid soketin kullanıcının günlük yaşamda daha rahat olduğunu klinik olarak kanıtlamamaktadır. Ağrı puanı, kullanıcı konfor skoru, cilt hasarı, uzun dönemli dayanıklılık, metabolik yürüme maliyeti, yürüme kinetiği veya kas-iskelet sağlığı gibi klinik sonuçlar ölçülmemiştir. Daha yüksek soğurulan şekil değiştirme enerjisinin konfor açısından olası yararı mekanik bir çıkarımdır ve klinik doğrulamaya ihtiyaç duyar.
Ayrıca sonuçlar genel amputasyon popülasyonuna aktarılamaz. Çalışma yalnız bir katılımcıyla yapılmıştır ve farklı anatomiler, amputasyon seviyeleri, aktivite örüntüleri, vücut ağırlıkları ve soket tasarımlarında aynı sonuçların elde edileceği gösterilmemiştir.
En önemli sınırlılıklar nelerdir?
Sensör dizisinin başlangıç merkezden-merkeze aralığı yaklaşık 20 mm'dir ve silikon kalıplama sırasında bu mesafe daha da artmaktadır. Çalışma, giyilebilir astarın etkin uzamsal çözünürlüğünü yaklaşık 10 cm² başına bir sensör olarak vermektedir. Bu seyrek örnekleme, küçük fakat yüksek basınçlı bölgelerin yumuşatılmasına ve basınç gradyanlarının olduğundan daha düşük görünmesine yol açabilir.
Yazarlar 1 cm² başına bir sensörden daha yüksek yoğunluğun basınç alanı rekonstrüksiyonunu ve tepe basınç algılamasını önemli ölçüde geliştirebileceğini belirtmektedir; ancak bu çözünürlük mevcut çalışmanın kapsamı dışındadır.
RBF interpolasyonu seyrek ve düzensiz sensör noktalarından sürekli üç boyutlu bir alan üretmek için seçilmiştir. Bununla birlikte interpolasyon sonucu bağımsız bir ground-truth deneyle doğrulanmamıştır. Araştırmacılar bu alanı in-vivo basınçların tam mutlak rekonstrüksiyonu olarak değil, tasarıma yön veren göreli uzamsal basınç eğilimlerini ve gradyanlarını temsil eden bir skaler alan olarak konumlandırmaktadır.
Her deneysel faaliyet aynı oturumda üç kez tekrarlanmıştır. Oturumlar arası tekrarlanabilirlik ve sensörlerin uzun dönem kararlılığı değerlendirilmemiştir. Astar kayması ve sensör konumunun zamanla sürüklenmesi de gelecekte ele alınması gereken hata kaynaklarıdır.
Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları
Basınç sensörlerinin üretimi
Origami mimarisine sahip kapasitif basınç sensörlerinin CAD modeli STL olarak dışa aktarıldı ve G-code üretimi için Ultimaker Cura'ya aktarıldı. Esnek temel yapı elemanlarında NinjaTek Cheetah TPU 95A, diğer sensör bileşenlerinde NinjaTek Eel TPU 90A kullanıldı. Üretim T-Rex 3.0 çok malzemeli 3B yazıcıyla gerçekleştirildi.
| Üretim parametresi | Kaynakta verilen değer |
|---|---|
| Cheetah TPU baskı hızı | 15 mm/s |
| Eel baskı hızı | 10 mm/s |
| Doluluk | %100 |
| TPU baskı sıcaklığı | 220 °C |
| Eel baskı sıcaklığı | 230 °C |
| Katman yüksekliği | 0,3 mm |
| Tabla sıcaklığı | 100 °C |
Veri toplama ve sinyal işleme
Kapasitans ölçümünde sensörün bir elektroduna 5 V ve 200 MHz frekansta gerilim darbesi uygulandı; referans elektrottaki gerilim yanıtı kullanılarak kapasitans belirlendi. Sensör dizisi sinyali UART seri haberleşme üzerinden 3B basınç haritalama yazılımına her 100 ms'de bir aktarıldı.
Gürültüyü azaltmak için beş örnek genişliğinde hareketli ortalama filtresi uygulandı. Seyrek ve düzensiz konumlandırılmış sensörlerden sürekli basınç alanı üretmek için çok kuadrikli temel fonksiyon kullanan Radial Basis Function (RBF) interpolasyonu seçildi. Sensör kalibrasyonu EZ-LX çekme/basma test cihazında mekanik sıkıştırma deneyleriyle gerçekleştirildi.
İnsan üzerinde deney düzeni
Deneyler sol alt ekstremitede transfemoral amputasyonu bulunan genç yetişkin erkek bir gönüllü üzerinde yapıldı. Katılımcı normal protez astarını geçici olarak araştırmacıların basınç haritalama astarıyla değiştirdi ve protezini kullanırken sistem USB üzerinden dizüstü bilgisayara bağlandı.
Anlık ölçümlerde altı duruş incelendi: iki ayak üzerinde durma, tek ayak üzerinde durma, itiş, tek ayak topuk duruşu, yana eğilme ve salınım. Tasarım için kullanılan dinamik veri ise dik durma, düz zeminde yürüme, rampadan aşağı yürüme ve yana eğilme faaliyetlerinden toplandı. Her faaliyet tek oturum içinde üç kez tekrarlandı.
Faaliyet haritalarının matematiksel birleştirilmesi
Her faaliyet için zaman boyunca ortalama basınç alanı kaynakta şu ilişkiyle tanımlanmıştır:
\[ P_i^a(x,y,z)= \frac{\displaystyle\sum_{t=0}^{t_0} P_i(x,y,z,t)} {T_i} \]
Burada \(P_i(x,y,z,t)\), i'inci faaliyet sırasında t anındaki üç boyutlu basınç dağılımını; \(P_i^a(x,y,z)\), aynı faaliyetin süre boyunca ortalama basınç dağılımını; \(T_i\) ise faaliyetin toplam süresini ifade eder.
Faaliyetlere ait ortalama haritalar daha sonra şu ağırlıklı ortalama ile birleştirilmiştir:
\[ P_{\mathrm{combined}}(x,y,z)= \frac{\displaystyle\sum_{i=1}^{n} w_iP_i^a(x,y,z)} {\displaystyle\sum_{i=1}^{n} w_i} \]
\(P_{\mathrm{combined}}(x,y,z)\) hücresel dolgunun derecelendirilmesinde kullanılan birleşik basınç dağılımıdır. \(w_i\), her faaliyete verilen ağırlıktır. Bu çalışmada ayakta durma:yürüme:yana eğilme:rampadan iniş oranı 3:2:1:1 olarak kullanılmıştır. Bu katsayılar optimize edilmiş evrensel parametreler değildir.
Sonlu eleman modeli
TPU, iki parametreli Mooney–Rivlin hiperelastik malzeme modeliyle temsil edildi. Kaynakta malzeme sabitleri C10 = 2,93 MPa, C01 = 0,363 MPa ve sıkıştırılamazlık parametresi D1 = 0 olarak verilmiştir. Analizler ANSYS Workbench'te gerçekleştirilmiş ve model sonuçları deneysel çekme testiyle karşılaştırılarak doğrulanmıştır.
Statik TPMS karşılaştırmasında iç yüzeye 600 kPa düzgün basınç uygulandı ve dış yüzey mekanik stabiliteyi temsil edecek biçimde kısıtlandı. Bu yükleme, gerçek in-vivo basınç alanını aynen yeniden üretmek için değil, farklı hücresel mimarileri eş koşulda karşılaştırmak için kullanılmıştır.
Yoğunluk dereceli hücresel tasarım
Protez soketinin üç boyutlu CAD modeli ve birleşik basınç skaler alanı nTop 5.12.2'ye aktarıldı. 0–1 aralığına normalize edilen basınç verisi, TPMS duvar kalınlığında 0,5–4 mm aralığına doğrusal olarak eşlendi. Gyroid, Diamond ve Neovius yapılarının her birinde 15 × 15 × 15 mm birim hücre ve 2 mm dış kabuk kullanıldı.
Ana mekanik bulgular
Statik FEA'da Gyroid toplam 11,33 J şekil değiştirme enerjisiyle en yüksek enerji soğurma değerine ulaştı. Katı tasarım 0,66 J, Diamond 3,2 J ve Neovius 2,2 J verdi. Makale Gyroid'in enerji soğurmasını katı tasarıma göre yaklaşık %1600, Diamond'a göre %250 ve Neovius'a göre %415 daha yüksek olarak raporlamaktadır.
Yürüyüşü temsil eden analizde ortalama enerji katı yapıda 0,37 J'den Gyroid yapıda 5,15 J'ye yükseldi; çalışmada bu fark %1290 artış olarak ifade edilmektedir. Buna karşılık daha yüksek enerji soğurma daha fazla deformasyonla birlikte gerçekleşmiştir: maksimum deformasyon katı sokette 0,7 mm, Gyroid sokette 3,3 mm'dir.
Üretilebilirlik gösterimi
Basınç alanına göre derecelendirilmiş Gyroid soket, TPU-95A kullanılarak FDM yöntemiyle %70 ölçekte üretildi. Bu prototip tasarımın geometrik olarak üretilebilirliğini gösterir; tam ölçekli klinik kullanım, uzun dönem mekanik dayanım veya kullanıcı konforu doğrulaması değildir.
Kaynak ve Yöntem Notu
Tam özgün çalışma adı: Streamlined custom manufacturing for optimized 3D printed prostheses through 3D pressure mapping
Yazarlar: Hadi Moeinnia; Carl Ganzert; Loren Schubert; Woo Soo Kim.
Eş katkı/eş birinci yazar: Kaynakta eş birinci yazar veya eş katkı bildirimi yer almamaktadır.
Sorumlu yazar: Woo Soo Kim — Simon Fraser University.
Kurumlar: Additive Manufacturing Laboratory, School of Mechatronic Systems Engineering, Simon Fraser University, Surrey, British Columbia, Canada; Hodgson Orthopedic Group, Coquitlam, British Columbia, Canada.
Dergi: Biosensors and Bioelectronics.
Cilt / makale numarası: Volume 302, Article 118560.
DOI:10.1016/j.bios.2026.118560
Yayınevi: Elsevier B.V.
Yayın süreci: 13 Nisan 2025'te alınmış; 6 Şubat 2026'da revize edilmiş; 23 Şubat 2026'da kabul edilmiş; 24 Şubat 2026'da çevrimiçi erişime açılmıştır. Cilt 302'nin sayı tarihi 15 Haziran 2026'dır.
Kaynak türü ve hakemlik durumu: Hakem değerlendirmesi sonrası kabul edilmiş, yayımlanmış araştırma makalesidir. Çalışma biyosensör, protez mühendisliği, eklemeli imalat, insan üzerinde basınç ölçümü ve sonlu eleman analizini birleştiren proof-of-concept niteliktedir.
Özel sayı: Makale, Biosensors and Bioelectronics dergisinin “Transformative bio-medical sensors” özel sayısının parçasıdır.
Resmî yayın bağlantısı:ScienceDirect makale kaydı
Lisans: © 2026 The Authors. Elsevier B.V. tarafından yayımlanmıştır. Makale CC BY-NC-ND 4.0 açık erişim lisansı altındadır.
Etik onay: İnsan katılımcıdan üç boyutlu basınç haritalama verisi toplanmasına ilişkin araştırma protokolü Simon Fraser University Research Ethics Committee tarafından 3001671–3001673 başvuru numaralarıyla onaylanmıştır. Katılımcı fotoğraf, video ve araştırma verilerinin yayınlarda kullanılmasına ilişkin yazılı bilgilendirilmiş onam vermiştir.
Finansman ve teşekkür: Çalışma Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC), Grant ALLRP 580287-22 desteğini ve Hodgson Orthopedic Group katkısını bildirmektedir.
Veri erişilebilirliği: Yazarlar verilerin talep üzerine sağlanacağını bildirmektedir.
Çıkar çatışması: Woo Soo Kim, NSERC tarafından finansal destek sağlandığını bildirmiştir. Diğer yazarlar çalışmayı etkileyebilecek bilinen rekabet eden finansal çıkar veya kişisel ilişki bildirmemektedir.
CRediT katkıları: Hadi Moeinnia — Investigation, Methodology, Writing – original draft. Carl Ganzert — Funding acquisition, Writing – review & editing. Loren Schubert — Funding acquisition, Writing – review & editing. Woo Soo Kim — Conceptualization, Funding acquisition, Investigation, Validation, Writing – review & editing.
Temel yöntemsel sınırlılıklar: Çalışma N=1 örneklemli öncül bir demonstrasyondur. Faaliyetler aynı oturum içinde üç kez tekrarlanmış ancak oturumlar arası tekrarlanabilirlik ve uzun dönem sensör kararlılığı incelenmemiştir. Etkin sensör yoğunluğu yaklaşık 10 cm² başına bir sensördür. RBF ile oluşturulan sürekli basınç alanı bağımsız ground-truth deneyle doğrulanmamıştır. Faaliyet ağırlıkları 3:2:1:1 sezgisel ve katılımcıya özgüdür. FEA karşılaştırmalarındaki 600 kPa yük, gerçek heterojen in-vivo basıncın bire bir rekonstrüksiyonu değildir. Konfor, ağrı, yürüme metriği veya uzun dönem klinik sonuç ölçülmemiştir. Üretilen fiziksel soket %70 ölçekli prototiptir.
Bilimsel içerik notu: Bu Verianla açıklaması yüklenen özgün çalışmanın metin, denklemler, tablolar ve şekilleri temel alınarak hazırlanmıştır. Bibliyografik kimlik dışında dış kaynaklardan yeni deneysel bulgu, sayı veya mekanizma eklenmemiştir. Çalışmanın mekanik enerji soğurma sonuçları klinik konfor kanıtı olarak yorumlanmamıştır.

Bir yorum bırakın
E-posta adresiniz yayınlanmayacaktır. Gerekli alanlar * ile işaretlenmiştir