Ин таҳқиқот усули ҳамгирошудаи истеҳсоли рақамиро таҳия мекунад, ки ҳадафаш шакл додани сокети протез на танҳо мувофиқи геометрияи узви шахс, балки ҳамчунин мувофиқи тақсимоти фишоре мебошад, ки воқеан ҳангоми истифода чен карда мешавад. Муҳаққиқон дар як иштирокчии дорои ампутатсияи трансфеморалӣ фишори сатҳи тамоси узви боқимонда–сокетро бо лайнере, ки аз сенсорҳои иқтидории 3D-чопшуда иборат буд, чен намуда, майдонҳои сеандозаи фишорро аз фаъолиятҳои гуногуни ҳаррӯза ба таври вазннок якҷо карданд ва ин майдонро барои вобаста ба мавқеъ тағйир додани зичии сохторҳои ҳуҷайравии TPMS-и навъи Gyroid, Diamond ва Neovius истифода бурданд. Дар таҳқиқот фишори баландтарини гузоришшуда ҳангоми поён рафтан аз рампа ба 7500 kPa расид. Дар таҳлили статикии унсурҳои ниҳоӣ энергияи умумии деформатсияи сокети пуршуда бо Gyroid 11,33 J буд, дар тарҳи сахт бошад 0,66 J ҳисоб шуд; дар таҳлиле, ки роҳравиро намояндагӣ мекард, энергияи миёнаи деформатсияи ҷаббидашуда дар тарҳи сахт 0,37 J ва дар сохтори Gyroid-и зичиаш дараҷабандӣшуда 5,15 J буд. Аммо таҳқиқот proof-of-concept мебошад, ки танҳо ба як иштирокчӣ асос ёфтааст; ҷаббидашавии бештари энергия ба иқтидори механикии нармкунонӣ ишора мекунад, вале исбот намекунад, ки бароҳатии корбар, дард ё фаъолияти роҳравӣ аз ҷиҳати клиникӣ беҳтар шудааст.

Ҷанбаи муҳими таҳқиқот ин аст, ки ченкунии фишорро ба ҷои воситаи назорати баъди истеҳсол бевосита ба вуруди рақамии тарҳи сокети протез табдил медиҳад. Сенсори пӯшиданӣ → харитаи 3D-и фишор → майдони якҷояшудаи фишор → зичии маҳаллии TPMS → таҳлили унсурҳои ниҳоӣ → занҷири чопи 3D дар як равиши ягонаи истеҳсоли фардисозишуда муттаҳид карда мешавад.

Таҳқиқот дар Канада ва танҳо дар як иштирокчӣ анҷом дода шудааст. Аз ин рӯ, арзишҳои фишор ё параметрҳои тарҳи гузоришшуда ба корбарони протез дар Туркия мустақиман умумӣ карда намешаванд. Бо вуҷуди ин, агар маълумоти маҳаллии беморон, амалияи истифодаи протез, маводҳои истифодашаванда ва инфрасохтори истеҳсолӣ алоҳида тасдиқ карда шаванд, ин усул барои таҳқиқоти протез ва истеҳсоли изофавӣ дар Туркия як равиши муҳандисии қобили баррасӣ пешниҳод мекунад.

Мушкилоти асосии таҳқиқот чист?

Яке аз вазифаҳои асосии сокети протез интиқоли бехатар ва функсионалии бор байни узви боқимонда ва протез мебошад. Аммо аз ҷиҳати геометрӣ ба шахс мутобиқ шудани сокет маънои онро надорад, ки фишорҳои ҳангоми истифода ба вуҷудомада ҳатман мутавозин тақсим мешаванд. Тавре дар таҳқиқот таъкид шудааст, сокетҳои номувофиқ ё дар баъзе минтақаҳо аз ҳад зиёд боршуда метавонанд бо дард, мушкилоти пӯст, ноустуворӣ ва мушкилоти дарозмуддати системаи мушакӣ-устухонӣ алоқаманд бошанд.

Фосилае, ки муҳаққиқон ҳадаф гирифтаанд, ин аст, ки дар қисми муҳими равишҳои мавҷуда ченкунии фишор дуандоза мемонад, ба геометрияи мураккаби узви боқимонда пурра мутобиқ намешавад ё ченкуниҳо баъд аз анҷоми истеҳсол барои арзёбӣ истифода мешаванд. Ин таҳқиқот ба ҷои он ҷараёни кори “sensing-to-fabrication”-ро месозад, ки маълумоти сеандозаи фишори ҳангоми истифодаи воқеӣ бадастомадаро бевосита ба меъмории сокети қобили истеҳсол табдил медиҳад.

Занҷири рақамӣ аз ченкунии фишор то истеҳсол чӣ гуна кор мекунад?

Шакли 1 чиро нишон медиҳад?

Намоиши асосии аввалини таҳқиқот на танҳо таҷҳизоти таҷрибавӣ, балки инчунин нишон медиҳад, ки фишор ҳамроҳи ҳаракат дар рӯи узв чӣ гуна ҷойиваз мешавад. Пас аз нишон додани истифодаи протез аз ҷониби иштирокчӣ бо лайнери сенсорӣ ва системаи ченкунии вақти воқеӣ, ки ба ноутбук пайваст аст, тақсимоти сеандозаи фишор барои истодан бо ду пой, истодан бо як пой, марҳилаи тела додан, истодан бо як пой рӯи пошна, ба паҳлӯ хам шудан ва марҳилаи swing муқоиса карда мешаванд.

Дар ҳолати рост истодан фишор ба минтақаи проксималии устухони рон васеътар паҳн шуда, ҳадди аксари тақрибан 2750 kPa гузориш шудааст. Ҳангоми истодан бо як пой дар сатҳи ҳамвор дар тарафи проксималӣ қуллаи тақрибан 800–900 kPa ва афзоиш дар минтақаҳои medial/anterior мушоҳида шуд. Дар марҳилаи тела додан фишори тамос дар минтақаи пешӣ мутамарказ шуда, ба тақрибан 400–500 kPa расид. Дар марҳилаи swing, вақте ки пои протез аз замин канда шуд, системаи сенсор фишорро муайян накард. Истифодаи релсҳои дастгирӣ барои бехатарӣ дар вазифаҳои якпоя метавонад омили таҷрибавие бошад, ки бори максималии тамоси ченшударо коҳиш додааст.

Ченкуниҳои динамикӣ кадом минтақаҳоро муҳим нишон доданд?

Дар таҷрибаҳои динамикӣ чор фаъолият баррасӣ шуд: рост истодан, ба паҳлӯ хам шудан, дар сатҳи ҳамвор роҳ рафтан ва аз рампа поён рафтан. Ҳангоми истодан миёнаи фазоии харитаи фишор тақрибан 1500 kPa ва максимуми фазоии лаҳзавӣ тақрибан 2600 kPa буд. Ҳангоми ба паҳлӯ хам шудан қуллаҳои миёнаи фишор аз 1100 kPa ва қуллаҳои максималӣ аз 2500 kPa поён монданд.

Ҳангоми роҳ рафтан фишор ҷаҳишҳои давриро нишон дод, ки бо лаҳзаҳои тамоси пои протез бо замин вобаста буданд. Дар роҳравии ҳамвор минтақаҳои фишори баланд махсусан дар тарафи anterior ва минтақаи distal-posterior пайдо шуданд. Ҳангоми аз рампа поён рафтан бор ба минтақаҳои distal-inferior ва posterior гузашт ва фишори баландтарини дар тамоми таҳқиқот гузоришшуда ба 7500 kPa расид. Муҳаққиқон ин ҳолатро ҳамчун муҳимтарин тақсимоти бор байни фаъолиятҳои санҷидашуда арзёбӣ карданд.

Паёми муҳими Шакли 2 танҳо ин нест, ки кадом фаъолият фишори баландтар ба вуҷуд меорад. Шакл силсилаи вақтӣ барои ҳар фаъолият, майдони сеандозаи фишори дар давоми фаъолият миёнашуда ва харитаи якҷояшударо, ки баъдан ба вуруди тарҳ табдил ёфт, дар як занҷир нишон медиҳад. Аз ин рӯ, он яке аз далелҳои асосии визуалии робитаи байни ченкунӣ ва истеҳсол аст.

Фаъолиятҳои гуногуни ҳаррӯза чӣ гуна ба як харитаи тарҳ табдил дода шуданд?

Барои ҳар фаъолият тақсимоти миёнаи фишор дар тӯли вақт ҳисоб карда шуд. Сипас харитаҳои фаъолиятҳо нормализатсия шуда, барои ба даст овардани як майдони якҷояшудаи сеандозаи фишор миёнаи вазннок истифода шуд. Вазнҳо барои истодан, роҳ рафтан, ба паҳлӯ хам шудан ва аз рампа поён рафтан мутаносибан 3:2:1:1 интихоб шуданд.

Ин вазнгузорӣ ҳалли оптимизатсияшудаи универсалӣ нест. Муаллифон ошкоро мегӯянд, ки ин интихоби фардӣ ва интуитивии proof-of-concept мебошад, ки барои намояндагӣ кардани намунаи фаъолияти ҳаррӯзаи гузоришшудаи иштирокчӣ интихоб шудааст. Оптимизатсияи системавии вазнҳо қадамест, ки дар оянда бояд анҷом дода шавад.

Харитаи фишор чӣ гуна ба сохтори TPMS табдил дода шуд?

Майдони якҷояшудаи фишор аввал ба диапазони 0 то 1 нормализатсия шуд. Сипас ин майдони скалярӣ ба диапазони хаттии 0,5 mm то 4 mm барои ғафсии девори TPMS мувофиқ карда шуд. Ҳамин тавр, зичии маҳаллии сохтори ҳуҷайравӣ дар минтақаҳое, ки бо фишори баландтар вобаста буданд, тағйир дода мешуд.

Тарҳ дар nTop 5.12.2 иҷро шуд. Се геометрияи Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) — Gyroid, Diamond ва Neovius — истифода шуданд. Барои ҳар сохтор андозаи ҳуҷайраи воҳид 15 × 15 × 15 mm ва ғафсии қабати берунӣ 2 mm муқаррар шуд. Геометрияҳои implicit-и ҳосилшуда барои таҳлили унсурҳои ниҳоӣ ва истеҳсоли изофавӣ ба сохторҳои mesh табдил дода шуданд.

Чаро Gyroid фарқкунанда буд?

Се сохтори TPMS ва референси сахт дар шароити якхелаи марзӣ ва боргузорӣ муқоиса шуданд. Дар таҳлили статикӣ ба сатҳи дохилии сокет 600 kPa фишори яксон дода шуд. Ин арзиш барои такрор кардани фишори баландтарини таҷриба интихоб нашуда буд, балки барои муқоисаи меъмориҳои гуногуни пуркунӣ дар як шароити механикӣ истифода шуд. Аз ин рӯ, натиҷаҳои зер пешгӯии мутлақи майдони гетерогении фишор дар шахси воқеӣ нестанд, балки муқоисаи рафтори нисбии механикии сохторҳо мебошанд.

Арзишҳои дақиқи Ҷадвали 1 нишон медиҳанд, ки сохтори Gyroid аз рӯи энергияи умумии деформатсия равшантарин арзиши баландро додааст. Муаллифон инро аз нигоҳи ҷаббидашавии бештари энергияи механикӣ зери бор ва, дар натиҷа, нарм кардани интиқоли зарба/бор натиҷаи бартаридошта мешуморанд.

Дар таҳлиле, ки роҳравиро намояндагӣ мекард, чӣ рӯй дод?

Муҳаққиқон баъдан FEA-и нимадинамикиеро истифода бурданд, ки аз намунаи фишори роҳравии дар таҷриба мушоҳидашуда илҳом гирифта буд. Ҳангоми моделсозии марҳилаи такяи сесониягӣ дар t=1 s ва t=2 s ба дохили сокет ду бори 600 kPa дода шуд; яке яксон тақсим шуда буд ва дигаре дар тарафи anterior мутамарказ гардид.

Дар сокети сахт деформатсияи максималӣ 0,7 mm буд, дар сокети Gyroid бо зичии дараҷабандӣшуда бошад ба 3,3 mm расид. Таниши максималии von Mises аз 2 MPa то 4,3 MPa боло рафт. Дар таҳқиқот ин таниш аз муқовимати ҷорӣшавии 39 MPa барои TPU, ки аз адабиёт гирифта шудааст, паст арзёбӣ шуд.

Муҳимтарин фарқ дар ҷаббидашавии энергия буд. Дар давоми марҳилаи такя энергияи миёнаи деформатсияи ҷаббидашуда дар тарҳи сахт 0,37 J ва дар пуркунии Gyroid 5,15 J шуд. Муаллифон ин фарқро тақрибан %1290 афзоиш гузориш мекунанд.

Шакли 3 геометрияҳои CAD-и се меъмории TPMS, муқоисаи статикии энергия, тағйири деформатсия ва таниш дар сокетҳои сахт ва Gyroid дар давоми роҳравӣ, энергияи деформатсия ва дар охир прототипи ҷисмонии истеҳсолшударо якҷо нишон медиҳад. Ҳамин тавр, таҳқиқот танҳо бо оптимизатсияи рақамӣ маҳдуд нашуда, қобилияти истеҳсоли тарҳро бо истеҳсоли изофавӣ тавассути прототипи %70-миқёс низ нишон медиҳад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Бо лайнери сенсории пӯшиданӣ тақсимоти сеандозаи фишор дар интерфейси узви боқимонда–сокет чен карда шуд.
• Майдонҳои фишор аз фаъолиятҳои гуногун ба майдони якҷояшудаи тарҳи фардӣ табдил дода шуданд.
• Бо истифода аз ин майдони фишор ғафсии девори TPMS ва ҳамин тариқ зичии маҳаллии сохтор дар фазо дараҷабандӣ карда шуд.
• Дар шароити FEA-и таҳқиқот сохтори Gyroid нисбат ба тарҳҳои сахт, Diamond ва Neovius энергияи бештари деформатсия нишон дод.
• Прототипи TPU-95A-и сокети Gyroid бо зичии дараҷабандӣшуда дар миқёси %70 бо усули FDM истеҳсол карда шуд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот исбот намекунад

Ин таҳқиқот аз ҷиҳати клиникӣ исбот намекунад, ки сокети Gyroid бо зичии дараҷабандӣшуда барои корбар дар ҳаёти ҳаррӯза бароҳаттар аст. Холи дард, холи бароҳатии корбар, осеби пӯст, устувории дарозмуддат, хароҷоти метаболикии роҳравӣ, кинетикаи роҳравӣ ё саломатии мушакӣ-устухонӣ чен нашудаанд. Манфиати эҳтимолии энергияи бештар ҷаббидашуда барои бароҳатӣ хулосаи механикӣ буда, ба тасдиқи клиникӣ ниёз дорад.

Инчунин натиҷаҳоро ба аҳолии умумии ампутатсияшудагон татбиқ кардан мумкин нест. Таҳқиқот танҳо бо як иштирокчӣ анҷом дода шудааст ва нишон дода нашудааст, ки дар анатомияҳои гуногун, сатҳҳои ампутатсия, намунаҳои фаъолият, вазни бадан ва тарҳҳои сокет ҳамин натиҷаҳо ба даст меоянд.

Муҳимтарин маҳдудиятҳо кадомҳоянд?

Фосилаи ибтидоии марказ-ба-маркази массиви сенсорҳо тақрибан 20 mm мебошад ва ин фосила ҳангоми қолабгирии силикон боз ҳам зиёд мешавад. Таҳқиқот ҳалшавии самараноки фазоии лайнери пӯшиданиро тақрибан як сенсор барои ҳар 10 cm² нишон медиҳад. Ин намунагирии кам метавонад минтақаҳои хурд, вале фишорашон баландро ҳамвор кунад ва градиентҳои фишорро аз воқеият пасттар нишон диҳад.

Муаллифон қайд мекунанд, ки зичии бештар аз як сенсор барои 1 cm² метавонад реконструксияи майдони фишор ва ошкоркунии фишори қуллавиро ба таври назаррас беҳтар кунад; аммо чунин ҳалшавӣ берун аз доираи таҳқиқоти ҷорӣ аст.

Интерполятсияи RBF барои аз нуқтаҳои камшумор ва номуназзами сенсор сохтани майдони пайвастаи сеандоза интихоб шуд. Аммо натиҷаи интерполятсия бо таҷрибаи мустақили ground-truth тасдиқ нашудааст. Муҳаққиқон ин майдонро ҳамчун реконструксияи пурраи мутлақи фишорҳои in-vivo не, балки ҳамчун майдони скалярӣ ҷой медиҳанд, ки тамоюлҳо ва градиентҳои нисбии фазоии фишорро барои роҳнамоии тарҳ ифода мекунад.

Ҳар фаъолияти таҷрибавӣ дар як сессия се маротиба такрор карда шуд. Такрорпазирии байни сессияҳо ва устувории дарозмуддати сенсорҳо арзёбӣ нашудааст. Лағжиши лайнер ва тағйири мавқеи сенсор бо гузашти вақт низ манбаъҳои хатое мебошанд, ки бояд дар оянда баррасӣ шаванд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Истеҳсоли сенсорҳои фишор

Модели CAD-и сенсорҳои иқтидории фишор бо меъмории Origami ҳамчун STL содир ва барои сохтани G-code ба Ultimaker Cura интиқол дода шуд. Дар унсурҳои асосии чандири сохторӣ NinjaTek Cheetah TPU 95A ва дар дигар ҷузъҳои сенсор NinjaTek Eel TPU 90A истифода шуд. Истеҳсол бо принтери бисёрмаводии 3D-и T-Rex 3.0 анҷом дода шуд.

Ҷамъоварии маълумот ва коркарди сигнал

Ҳангоми ченкунии иқтидор ба яке аз электродҳои сенсор импулси шиддати 5 V бо басомади 200 MHz дода шуд; иқтидор аз рӯи ҷавоби шиддат дар электроди референсӣ муайян гардид. Сигнали массиви сенсорҳо тавассути иртиботи силсилавии UART ба барномаи харитасозии 3D-и фишор ҳар 100 ms як бор интиқол дода шуд.

Барои коҳиш додани садо филтри миёнаи ҳаракаткунанда бо паҳнои панҷ намуна истифода шуд. Барои сохтани майдони пайвастаи фишор аз сенсорҳои камшумор ва номуназзам ҷойгиршуда интерполятсияи Radial Basis Function (RBF) бо функсияи асосии multiquadric интихоб шуд. Калибровкаи сенсорҳо бо таҷрибаҳои фишурдани механикӣ дар дастгоҳи санҷишии кашиш/фишурдани EZ-LX анҷом дода шуд.

Тарҳи таҷриба дар инсон

Таҷрибаҳо дар як марди ҷавони калонсол бо ампутатсияи трансфеморалии узви поёнии чап анҷом дода шуданд. Иштирокчӣ лайнери муқаррарии протезии худро муваққатан бо лайнери харитасозии фишори муҳаққиқон иваз кард ва ҳангоми истифодаи протез система тавассути USB ба ноутбук пайваст шуд.

Дар ченкуниҳои лаҳзавӣ шаш ҳолат баррасӣ шуд: истодан бо ду пой, истодан бо як пой, тела додан, истодан бо як пой рӯи пошна, ба паҳлӯ хам шудан ва swing. Маълумоти динамикие, ки барои тарҳ истифода шуд, аз рост истодан, дар сатҳи ҳамвор роҳ рафтан, аз рампа поён рафтан ва ба паҳлӯ хам шудан ҷамъоварӣ шуд. Ҳар фаъолият дар як сессия се маротиба такрор карда шуд.

Якҷоякунии математикии харитаҳои фаъолият

Барои ҳар фаъолият майдони миёнаи фишор дар тӯли вақт дар манбаъ бо муносибати зерин муайян карда шудааст:

\[ P_i^a(x,y,z)= \frac{\displaystyle\sum_{t=0}^{t_0} P_i(x,y,z,t)} {T_i} \]

Дар ин ҷо \(P_i(x,y,z,t)\) тақсимоти сеандозаи фишорро дар лаҳзаи t ҳангоми фаъолияти i-ум; \(P_i^a(x,y,z)\) тақсимоти миёнаи фишори ҳамон фаъолиятро дар тӯли давомнокӣ; ва \(T_i\) давомнокии умумии фаъолиятро ифода мекунад.

Харитаҳои миёнаи фаъолиятҳо баъдан бо миёнаи вазнноки зерин якҷо карда шуданд:

\[ P_{\mathrm{combined}}(x,y,z)= \frac{\displaystyle\sum_{i=1}^{n} w_iP_i^a(x,y,z)} {\displaystyle\sum_{i=1}^{n} w_i} \]

\(P_{\mathrm{combined}}(x,y,z)\) тақсимоти якҷояшудаи фишор аст, ки барои дараҷабандии пуркунии ҳуҷайравӣ истифода мешавад. \(w_i\) вазни ба ҳар фаъолият додашуда мебошад. Дар ин таҳқиқот таносуби истодан:роҳ рафтан:ба паҳлӯ хам шудан:аз рампа поён рафтан 3:2:1:1 истифода шудааст. Ин коэффисиентҳо параметрҳои оптимизатсияшудаи универсалӣ нестанд.

Модели унсурҳои ниҳоӣ

TPU бо модели ду-параметрии маводи гиперэластикии Mooney–Rivlin ифода шуд. Дар манбаъ доимиҳои мавод C10 = 2,93 MPa, C01 = 0,363 MPa ва параметри фишурданашавӣ D1 = 0 дода шудаанд. Таҳлилҳо дар ANSYS Workbench иҷро шуда, натиҷаҳои модел бо санҷиши таҷрибавии кашиш муқоиса ва тасдиқ гардиданд.

Дар муқоисаи статикии TPMS ба сатҳи дохилӣ 600 kPa фишори яксон дода шуда, сатҳи берунӣ барои намояндагии устувории механикӣ маҳдуд карда шуд. Ин боргузорӣ барои такрори дақиқи майдони воқеии in-vivo-и фишор не, балки барои муқоисаи меъмориҳои гуногуни ҳуҷайравӣ дар шароити баробар истифода шуд.

Тарҳи ҳуҷайравӣ бо зичии дараҷабандӣшуда

Модели сеандозаи CAD-и сокети протез ва майдони скалярии якҷояшудаи фишор ба nTop 5.12.2 интиқол дода шуданд. Маълумоти фишоре, ки ба диапазони 0–1 нормализатсия шуда буд, ба диапазони 0,5–4 mm барои ғафсии девори TPMS ба таври хаттӣ мувофиқ карда шуд. Дар ҳар яке аз сохторҳои Gyroid, Diamond ва Neovius ҳуҷайраи воҳиди 15 × 15 × 15 mm ва қабати берунии 2 mm истифода шуд.

Натиҷаҳои асосии механикӣ

Дар FEA-и статикӣ Gyroid бо энергияи умумии деформатсияи 11,33 J ба баландтарин ҷаббидашавии энергия расид. Тарҳи сахт 0,66 J, Diamond 3,2 J ва Neovius 2,2 J доданд. Мақола ҷаббидашавии энергияи Gyroid-ро нисбат ба тарҳи сахт тақрибан %1600, нисбат ба Diamond %250 ва нисбат ба Neovius %415 бештар гузориш мекунад.

Дар таҳлиле, ки роҳравиро намояндагӣ мекард, энергияи миёна аз 0,37 J дар сохтори сахт то 5,15 J дар сохтори Gyroid афзуд; дар таҳқиқот ин фарқ ҳамчун %1290 афзоиш ифода шудааст. Дар айни замон, ҷаббидашавии бештари энергия бо деформатсияи бештар ҳамроҳ шуд: деформатсияи максималӣ дар сокети сахт 0,7 mm ва дар сокети Gyroid 3,3 mm буд.

Намоиши қобилияти истеҳсол

Сокети Gyroid, ки мувофиқи майдони фишор дараҷабандӣ шуда буд, бо TPU-95A тавассути усули FDM дар миқёси %70 истеҳсол карда шуд. Ин прототип қобилияти геометрии истеҳсоли тарҳро нишон медиҳад; он тасдиқи истифодаи клиникии пурраҳаҷм, устувории механикии дарозмуддат ё бароҳатии корбар нест.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Tam özgün çalışma adı: Streamlined custom manufacturing for optimized 3D printed prostheses through 3D pressure mapping

Муаллифон: Hadi Moeinnia; Carl Ganzert; Loren Schubert; Woo Soo Kim.

Саҳми баробар/муаллифи якуми баробар: Дар манбаъ изҳороти муаллифи якуми баробар ё саҳми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифи масъул: Woo Soo Kim — Simon Fraser University.

Муассисаҳо: Additive Manufacturing Laboratory, School of Mechatronic Systems Engineering, Simon Fraser University, Surrey, British Columbia, Canada; Hodgson Orthopedic Group, Coquitlam, British Columbia, Canada.

Маҷалла: Biosensors and Bioelectronics.

Ҷилд / рақами мақола: Volume 302, Article 118560.

DOI:10.1016/j.bios.2026.118560

Ношир: Elsevier B.V.

Раванди нашр: 13 апрели 2025 қабул шудааст; 6 феврали 2026 бозбинӣ шудааст; 23 феврали 2026 қабул шудааст; 24 феврали 2026 онлайн дастрас шудааст. Санаи шумораи ҷилди 302 — 15 июни 2026.

Навъи манбаъ ва ҳолати баррасии ҳамтоён: Мақолаи таҳқиқотии пас аз баррасии ҳамтоён қабул ва нашршуда мебошад. Таҳқиқот proof-of-concept буда, биосенсор, муҳандисии протез, истеҳсоли изофавӣ, ченкунии фишор дар инсон ва таҳлили унсурҳои ниҳоиро муттаҳид мекунад.

Шумораи махсус: Мақола қисми шумораи махсуси “Transformative bio-medical sensors”-и маҷаллаи Biosensors and Bioelectronics мебошад.

Пайванди расмии нашр:Сабти мақола дар ScienceDirect

Литсензия: © 2026 The Authors. Аз ҷониби Elsevier B.V. нашр шудааст. Мақола таҳти литсензияи дастрасии кушоди CC BY-NC-ND 4.0 мебошад.

Тасдиқи ахлоқӣ: Протоколи таҳқиқот барои ҷамъоварии маълумоти харитасозии сеандозаи фишор аз иштирокчии инсон аз ҷониби Simon Fraser University Research Ethics Committee бо рақамҳои дархости 3001671–3001673 тасдиқ шудааст. Иштирокчӣ барои истифодаи акс, видео ва маълумоти таҳқиқотӣ дар нашрияҳо розигии хаттии огоҳона додааст.

Маблағгузорӣ ва сипосгузорӣ: Таҳқиқот дастгирии Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC), Grant ALLRP 580287-22 ва саҳми Hodgson Orthopedic Group-ро гузориш мекунад.

Дастрасии маълумот: Муаллифон мегӯянд, ки маълумот бо дархост пешниҳод мешавад.

Бархӯрди манфиатҳо: Woo Soo Kim гузориш додааст, ки аз NSERC дастгирии молиявӣ гирифта шудааст. Муаллифони дигар манфиати молиявии рақобатӣ ё муносибати шахсии маълумеро, ки метавонад ба таҳқиқот таъсир расонад, гузориш намекунанд.

Саҳмҳои CRediT: 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.

Маҳдудиятҳои асосии методологӣ: Таҳқиқот як намоиши ибтидоии N=1 мебошад. Фаъолиятҳо дар як сессия се маротиба такрор карда шуданд, аммо такрорпазирии байни сессияҳо ва устувории дарозмуддати сенсорҳо омӯхта нашуданд. Зичии самараноки сенсор тақрибан як сенсор барои 10 cm² мебошад. Майдони пайвастаи фишор, ки бо RBF сохта шудааст, бо таҷрибаи мустақили ground-truth тасдиқ нашудааст. Вазнҳои фаъолият 3:2:1:1 интуитивӣ ва ба иштирокчӣ хосанд. Бори 600 kPa дар муқоисаҳои FEA реконструксияи дақиқи фишори воқеии гетерогении in-vivo нест. Бароҳатӣ, дард, метрикаи роҳравӣ ё натиҷаи клиникии дарозмуддат чен нашудааст. Сокети ҷисмонии истеҳсолшуда прототипи %70-миқёс мебошад.

Ёддошти мазмуни илмӣ: Ин шарҳи Verianla бар асоси матн, муодилаҳо, ҷадвалҳо ва шаклҳои таҳқиқоти аслии боршуда омода шудааст. Ба ғайр аз ҳувияти библиографӣ, аз манбаъҳои беруна ягон натиҷаи нави таҷрибавӣ, рақам ё механизм илова нашудааст. Натиҷаҳои ҷаббидашавии энергияи механикии таҳқиқот ҳамчун далели бароҳатии клиникӣ тафсир нашудаанд.