مهندسی پزشکی

محمدحسین سرایانی

معرفی برخی از نرم افزارهای پرکاربرد در بیومکانیک محاسباتی
نویسنده : محمد حسین سرایانی - ساعت ٢:٤٧ ‎ق.ظ روز ۱۳٩٥/۳/٤
 

 

واژه بیومکانیک نمایانگر مبحث بسیار گسترده ای است و در آن با استفاده از قوانین فیزیک مکانیک پدیده های فیزیولوژیکی و بیولوژیکی توصیف شده و درک مناسبی از روابط علت و معلولی بدست می آید. این روابط در درک و توصیف حالات های پاتولوژیکی از اهمیت خاصی برخوردارند.

بیومکانیک از دو واژه بیو و مکانیک تشکیل شده است. واژه "مکانیک" که بیانگر فیزیک مکانیک است خود دارای زیرمجموعه هایی از قبیل حرارت و سیالات،‌ طراحی جامدات و ساخت وتولید است که هریک به نوبه خود یک رشته تخصصی محسوب می گردند. از طرف دیگر واژه "بیو" نمایانگر علوم زیستی و پزشکی است. زیرمجموعه های این رشته نیز شامل کلیه رشته های تخصصی پزشکی و علوم مرتبط از قبیل الکتروفیزیولوژی، داروسازی،‌ فیزیوتراپی،‌ کینزیولوژی و غیره است.
در نتیجه، ادغام دانش بیومکانیک، فیزیولوژی و بیولوژی به درک صحیح و توانایی توصیف دقیق تر این سیستم در حالت های نرمال و پاتولوژیک منجر خواهد شد.

 

در واقع بیومکانیک به عنوان گرایشی از مهندسی پزشکی ، مطالعه ی ساختار وعملکرد سیستم های بیولوژیکی با استفاده از روش های مکانیک است. نرم افزارهای متعددی در علم بیومکانیک مورد استفاده هستند. یکی از مباحث مطرح و پرکاربرد بیومکانیک ، بیومکانیک محاسباتی  است که هم در زمینه مکانیک جامدات و هم مکانیک سیالات و نیز طراحی و آنالیزهای گوناگون و شبیه سازی ها کاربرد دارد دراین زمینه کار با نرم افزار یکی از ابزارهای قوی و مهم می باشد که برخی از پرکاربردترین آن ها در این فرصت به طور کلی معرفی شده اند:

 

نرم افزار سالیدورک

سالیدورک یک نرم افزار بسیار قوی در زمینه طراحی صنعتی است که با کمک آن می توان تمامی طرح ها را مدل سازی کرده و نقشه های آنها را تهیه نمود. در واقع این نرم افزار یک مدل ساز برای مدل سازی جامدات است که مبتنی بر پاراسالید بوده و از رویکرد پارامتری مبتنی برویژگی برای ساخت مدل ها و مونتاژها استفاده می کند.پارامترها هم به صورت پارامترهای عددی نظیر طول خطوط یا قطر دایره بوده و هم بصورت پارامترهای هندسی نظیر مماس، موازی، متقارب، هم مرکز و غیره هستند. این نرم افزار ابتدا توسط شرکت سالیدورک در سال 1995 میلادی واقع در ایالت ماساچوست امریکا تولید وعرضه گردید و سپس در سال 1997 میلادی کمپانی مشهور فرانسوی ، دازلت سیستمز امتیاز آن را خردیداری نمود که هم اکنون نیز این امتیاز در اختیار این کمپانی است. عمده شهرت این شرکت در ارائه ی نرم افزارهای طراحی و شبیه سازی سه بعدی همچون کتیا و آباکوس است که در سال 1980 میلادی در ولیزی ویلاکاپلای فرانسه بنیان گردیده است.

نرم افزار سالیدورک از سه محیط قطعه ، مونتاژ و نقشه کشی و نوار ابزارهای متعددی تشکیل یافته است که استفاده های فراوانی در بیشتر علوم مهندسی و رشته های تحصیلی اعم از مکانیک و مکاترونیک دارد. از جمله این رشته ها می توان به علم مهندسی پزشکی اشاره کرد بدین معنا که با استفاده  از این نرم افزار ، مدل سازی، شبیه سازی، نقشه کشی و مونتاژقطعات تجهیزات پزشکی ، ربات های پزشکی، بیوربات ها، اندام ها، ارگان های بدن، تجهیزات توانبخشی، ارتز وپروتز وسیستم های بیولوژیکی و فیزیولوژیکی میسر می شود. این نرم افزار در گروه بیومکانیک قرار می گیرد که باتوجه به قابلیت های آن امروزه یکی از ضروریات علم بیومکانیک و مهندسی پزشکی به شمار می رود

 

 

نرم افزار کتیا 

نرم افزار کتیا نرم افزاری بسیار قوی برای سه مقوله طراحی به کمک کامپیوترCAD وتحلیل به کمک کامپیوترCAE وساخت به کمک کامپوترCAM است که درصنایع هوافضا ، مهندسی دریا،مهندسی عمران،خودروسازی،طراحی سازه وعلوم بیومکانیک از زمینه های علم مهندسی پزشکی کاربرد دارد. این نرم افزار محصول کمپانی دازالت سیستمز فرانسوی در سال 1997 میلادی است که دارای پنج محیط  مدل سازی،مدل سازی سطوح، ماشین کاری،تعیین المان محدود و طراحی و تنظیم مکانیسم زار هاست. نرم افزار کتیا در واقع می توان گفت با نرم افزاری نظیر آباکوس که محصول دیگر کمپانی فرانسوی دزالت سیستمز است، تکمیل می شود. ازقابلیت های نرم افزار کتیا می توان به طراحی قطعات،مونتاژقطعات،طراحی سطوح،نقشه کشی،شبیه سازی ، طراحی سازه، قالب سازی ، ماشین کاری، برنامه نویسی و انتشار نقشه های ساخت اشاره نمود که گستره وسیعی از علم مهندسی پزشکی و زمینه های تحقیقاتی آن، همچون مکاترونیک ، بیومکانیک، طراحی اندام ها و ارگان ها، طراحی سیستم های بیولوژیکی و فیزیولوژیکی ،ارتز وپروتز، مهندسی توانبخشی و شبیه سازی های قطعات ربات های پزشکی و تجهیزات پزشکی را شامل می شود. این نرم افزار درگروه بیومکانیک قرار می گیرد و کاربردهای دیگری همچون طراحی ومد ل سازی سه بعدی استخوان ها و اندام های مصنوعی را نیز در قابلیت های خود دارد.

 

 

نرم افزار انسیس

نرم افزار انسیس از گروه ابزارهای تحلیلی است که از روش های المان محدود برای مدل سازی و تحلیل در آن استفاده می شود. روش المان محدود برای حل مسادل پیچیده باهندسه، نوع مصالح و بارگذاری دلخواه ابداع گردیده است. در این روش مدل های پیچیده ابتدا به المان های کوچک تر قابل حل تقسیم شده و سپس باترکیت نتایج بدست آمده از حل هر المان بایکدیگر پاسخ کل مدل در هر مدل بدست می آید. این نرم افزار محصول سال 1994میلادی شرکت امریکایی انسیس است. ساختمان این کمپانی در پنسلوانیا امریکا واقع شده و در سال 1970میلادی بینان شده است.

نرم افزار انسیس ، اعمال بهینه ساز ساختاری،حرارتی،دینامیکی، تعادل وزنی و عملکردی و همچنین شبیه سازی های مدارتعاشی و ضریب اطمینان و ایمنی را در طرح ها به صورت قدم به قدم انجام می دهد. این نرم افزار طیف وسیعی از مسائلی از قبیل استاتیک،دینامیک،ارتعاشات، انتقال حرات،سیالات،آگوستیک،پیزوالکتریک، الکترومغناطیس،الکترواستاتیک و غیره را در حالت های گوناگون از گذرا، ناگذرا و خطی و غیرخطی شامل می شود . نرم افزار انسیس همواره کاربردهای فراوانی در علم مهندسی پزشکی به ویژه بیومکانیک و بیورباتیک دارد. این نرم افزار در گروه بیومکانیک قرار دارد و از جمله کاربردهای آن می توان به بررسی استحکام وضریب اطمینان در تجهیزات پزشکی، بهینه سازی در طراحی و ساخت دندان های مصنوعی و ایمپلنت ها، بهینه سازی در طراحی اندام های مصنوعی اعم از زانو با روش المان محدود، شبیه سازی حرکات جریانی خون در پردازش بیماری های قلبی عروقی ، شبیه سازی عملکرد دریچه های قلب و کاهش زمان و هزینه در مدل سازی مغزی ، اشاره نمود.

 

 

نرم افزار میمیکس

میمیکس یک نرم افزار تخصصی برای رشته های پزشکی به ویژه مهندسی زیست پزشکی است که به وسیله آن می توان تصاویر دریافتی از ام آرآی، سی تی اسکن و اف ام آرآی را در سه برش اصلی آکسیال،کرونال و ساجیتال ارائه کرد که به وسیله این برش ها می توان تصویری سه بعدی از عضو مورد مطالعه را جهت بارگذاری های نیرو و محاسبات مربوط به مقاومت مصالح و استاتیک اعضا بدست آورد. این نرم افزار توسط کمپانی بلژیکی متریالایز درسال 1991 منتشر گردید.

نرم افزار میمیکس قابلیت های متعددی دارد که از جمله آن می توان به امکان مش بندی درگونه های متفاوت،امکان انتخاب لایه های تصویرو نوع داده خروجی از نظر قالب، امکان مشاهده تصویر به صورت هم زمان در سه برش مختلف و مشاهده ی تغییرات هر یک، حین انجام عمل ویرایش،امکان حذف نویز در تصویر و امکان اجرای همزمان چندین فیلتر تصویری و مشاهده تغییرات در لحظه بر مدل مربوط و غیره اشاره کرد. قالب های این نرم افزار به طراحی ها محدود نمی شود، چرا که در انجام جراحی هایی چون جراحی عروق و اعصاب و جراحی های مغز مثل خارج کردن تومورها از نواحی مختلف مغز و دیگر نقاط بدن نیز کاربرد داشته و جهت بست آوردن تصویر سه بعدی و دقیق از محل و شکل تومور به یاری پزشکان می آید. دراین نرم افزار می توان بافت نرم، عضله،عروق ، اعصاب و بافت سخت را به تفکیک از یکدیگر بدست آورد و مدل سه بعدی از آن ها ترسیم نمود.این نرم افزار در گروه بیومکانیک قرار می گیرد.

 

 

نرم افزار آباکوس

نرم افزار آباکوس یک مجموعه از برنامه های مدل سازی قوی است که مبتنی بر روش المان محدود قابلیت حل مسائل از یک تحلیل خطی ساده تا پیچیده ترین مدل سازی غیرخطی را دارا می باشد. این نرم افزار درواقع از جلمه قدرمندترین نرم افزارهای مهندسی به کمک رایانه در زمینه تحلیل به روش المان محدود است که توسط کمپانی فرانسوی دازالت سیسمتز در سال 1978میلادی منتشرشد. نرم افزار آباکوس دارای مجموعه المان های بسیار وسیعی می باشد که هرنوع هندسه ای را می توان توسط این المان ها مدل سازی نمود.زبان برنامه نویسی این نرم افزار بر پایه زبان پایتون است وامکان اسکریپت نویسی در آن وجود دارد. همواره فرایند پردازش در این نرم افزار مبتنی بر سه مرحله پیش پردازش،پردازش و پس پردازش است که قابلیت های خاصی را برای تحلیل و مدل سازی ایجاد می نماید.

نرم افزار آباکوس کاربردهای وسیعی درزمینه های مختلف ازعلوم مهندسی به ویژه علم مهندسی پزشکی و بیومکانیک دارد. این نرم افزار در طراحی و مدل سازی اندام ها و ارگان های بدن، شبیه سازی سیستم های تجهیزات پزشکی و بیولوژیکی ، ایجاد نقشه طرح استخوان ها و مفاصل و تعیین پارامترهای موجود در سیستم های بیولوژیکی ،انتقال حرارت، انتشار جرم، مدیریت حرارت اجزای الکتریکی، مسائل مربوط به صوت واولتراسوند و تحلیل هادی پیزوالکتریک،کاربرد تخصصی دارد. نرم افزار آباکوس در گروه بیومکانیک قرار می گیرد که با استفاده از آن می توان به طراحی تجهیزات مختلف پزشکی، طراحی رابط های مکانیکی که عموما در تجهیزات پزشکی استفاده می شوند، طراحی انواع پروتز ها از قبیل پروتزهای زانو و پروتزهای دندان، شبیه سازی فرسودگی و اثرات ضربه برای افزایش طول عمر و قابلیت اعتماد ایمپلنت ها، طراحی دریچه قلب، ارزیابی و پیش بینی جراحت ها، طراحی سیستم های داروسازی، مدل سازی مفاصل و شبیه سازی فیزیولوژیکی پاسخ سیستم های مختلف بدن، پرداخت.

 

 

معرفی مجله

علاقه مندان همچنین می توانند به مجله باعنوان زیر مراجعه کنند:

International Journal of Experimental and Computational Biomechanics

http://www.inderscience.com/jhome.php?jcode=ijecb


معرفی کتاب

یکی از بزرگترین چالش های حوزه مکانیک، کسب و گسترش موفقیت در مکانیک محاسباتی و در حوزه هایی فراتر از مهندسی سنتی، بخصوص در بیولوژی، علوم مهندسی پزشکی و پزشکی، می باشد.
این کتاب با ارائه مطالب آموزشی و زمینه انجام عملی آنها، فرصت بی بدیلی را برای متخصصین بیومکانیک محاسباتی به منظور ارائه مباحث و تبادل نظر در رابطه با فرصت های استفاده از تکنیک های پزشکی کامپیوتری، فراهم آورده است.
درواقع این کتاب شامل مجموعه کاملی از شرح مذاکرات علمی وابسته به یک کنفرانس عمده تحقیقاتی بین المللی در زمینه محاسبات تصاویر پزشکی و کمک کامپیوتر به حوزه پژوهش های پزشکی، می باشد. لیستی از موضوعات مطرح شده در این کتاب عبارتند از: تجزیه و تحلیل تصاویر پزشکی، جراحی با کمک تصاویر، شبیه سازی جراحی، برنامه ریزی مداخله در جراحی، پروگنوز و تشخیص بیماری، تجزیه و تحلیل مکانیسم آسیب، طراحی ایمپلمنت و پروتز و روبوتیک پزشکی.

ISBN: 9781441996183/2011

Computational Biomechanics for Medicine

 


 
 
آشنایی با رباتیک پزشکی
نویسنده : محمد حسین سرایانی - ساعت ۱۱:۱۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٤/۳/٢۱
 

رباتیک پزشکی همان طور که از نامش پیداست تلفیق علم رباتیک و پزشکی است و به عنوان یکی از گرایش های مهندسی پزشکی می باشد . در واقع این علم با تلفیق علوم پایه , پزشکی و مهندسی بر آن است تا در راستای پیشرفت های پزشکی و نیازهای پیشرفته و متعدد پزشکی , مسیر جامعه پزشکی را هموار سازد. دردنیای امروز با فناوری های نوین و پیشرفت ها در علوم مختلف پزشکی و مهندسی و دیگر علوم پایه بی شک با هم افزایی این علوم می توان به پیشرفت های کاربردی و حاثز اهمیتی دست پیدا کرد.

امروزه ربات ها در صنعت و جاهای دیگر نقش خود را به خوبی نشان داده اند، یکی از حوزه های پرکاربرد و مهم رباتیک ، رباتیک در پزشکی است. ربات های پزشکی انوع مختلفی دارند :

ـ ربات های جراحی

ـ ربات های توانبخشی

ـ بیو ربات ها

ـ ربات های تله پرسنس

ـ ربات های اتوماسیون دارویی

ـ ربات های مواد ضدعفونی کننده

 

ربات های جراحی:

 

اولین بار در سال 1983 در ونکوور  ازربات برای کمک به جراحی استفاده شده که نام آن آرتروبات بود.در سال 1985 در ونکوور از ربات برای جراحی های ارتوپدی نیز استفاده شد ودر 12ماه اول آن بیش از 60 عمل انجام گرفت. در سال 1985 از ربات برای نمونه برداری مغز با راهنمایی سی تی اسکن استفاده شد. در سال 1992 درلندن اولین ربات درجهان که به طور خالص استفاده شد برای عمل جراحی پروتز بود. در این سال ربات روبودوک برای جایگذاری دقیق فمور در هیپ استفاده شد. ربات ها در جراحی روز به روز پیشرفته می شوند و به در خدمت جراحان قرار می گیرند.

 

تحقیات گسترد ه ای که در رابطه با خطاهای انسانی در شرایط مختلف روحی, محیطی و ...صورت گرفته است، وجراحی به عنوان یک کار دقیق که با جان انسان ها سر وکار دارد نیاز به کاهش خطاهای انسانی دارد. هم اکنون درخواست های متعددی برای جراحی های پیچیده با حداقل آسیب  وجود دارد دارد که نیازبه یک پل ارتباطی میان جراحی و کامپوتر وجود دارد.

ربات های جراحی به کمک کامپیوتر به جراحی رنگ و بوی دیگری داده اند ، این ربات ها که به جراحی کمک می کنند در واقع برای جراحی های با کمترین جراحت و حداقل تهاجمی بودن جراحی و همچنین  برای افزایش قابلیت های عملکردی جراح ها می باشند. در این ربات های جراحی ، جراح از دو روش می تواند ربات و ابزارها  را کنترل کند:

روش اول:

 telemanipulator

 روش دوم:

با کامپیوتر

 

در روش اول جراح به کمک یه ریموت با حرکاتش به کنترل ربات می پردازد و در روش دوم جراح با کمک کامپیوتر به کنترل روبات می پردازد، مزیت روش دوم به روش اول این است که جراح می تواند از هرجای دنیا بدون حضور فیزیکی در محل جراحی به کنترل ربات بپردازد وعمل جراحی را انجام دهد.

در جراحی با ربات های جراحی نسبت به جراحی سنتی مزیت هایی وجود دارد از قبیل:

ـ دقت بالاتر

ـ مینیاتور سازی و کوچک سازی (برای افزایش تطبیق پذیری و سودمندی)

ـ برش های کمتر

ــ کاهش خونریزی و از دست رفتن خون

ـ درد کمتر

ـ مدت زمان بهبودی سریع تر

 

در جراحی های سنتی شرایط سخت روحی و روانی و همچنین شرایط سخت فیزیکی بر جراح حاکم است که این شرایط علاوه بر خستگی بار کار ذهنی جراح و خستگی فیزیکی جراح می تواند به کاهش بهره وری و یا گاهی به خطای انسانی منجر شود ، پس هم برای جراح و هم برای بیمار لازم است تا شرایط جراحی از لحاظ ارگونومی اصلاح شوند؛  ربات های جراحی به دلیل مفصل بندی که دارند در مقابل حرکات با دست در جراحی های سنتی و به دلیل بزرگنمایی سه بعدی باعث می شود تا جراحی ارگونومیک  و راحت شود.

 

ربات های جراحی را می توان در انواع جراحی های ذیل استفاده کرده:

 

 ـ جراحی های عمومی

ـ جراحی های کاردیو توراسیک

ـ کاردیولوژی و الکتروفیزیولوژی

ـ جراحی کولون و رکتال

ـ جراحی دستگاه گوارش

ـ جراحی زنان

ـ جراحی مغز و اعصاب

ـ ارتوپدی

ـ طب اطفال

ـ رادیو سرجری

ـ عمل جراحی پیوند

ـ اورولوژی

ــ جراحی عروق

 

بحث پیرامون ربات های جراحی بسیار گسترده است ، در این مقاله ازمیان انواع ربات های پزشکی سعی بر آن شد تا آشنایی کلی در خصوص ربات های جراحی داده شود.


 
 
لیست مجلات علمی معتبر دنیا برای بیومکانیک,ارگونومی,مهندسی فاکتورهای انسانی
نویسنده : محمد حسین سرایانی - ساعت ۳:٤٧ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۳/۱٠/۳٠
 

روش تحقیق بی شک از مهم ترین ارکان تحقیق و دانشجویی است که در این خصوص مطالعه و جستجو در مجلات معتبر علمی دنیا یکی از مهم ترین وظایف دانشجویان و محقیقن می باشد؛ در قسمت زیر نام تعدادی از مجلات عملی معتبر دنیا برای بیومکانیک,ارگونومی,مهندسی فاکتورهای انسانی آورده شده است:

 

  • journal of biomechanics    
  • journal of applied biomechanics
  • gait & posture
  • clinical biomechanics
  • journal of electromyography & kinesiology
  • Accident Analysis and Prevention
  • Acta Physiology Scandinavia
  • ActaPsychologica American Industrial Hygiene Association
  • American Journal of Industrial Medicine
  • American Journal of Physical Medicine
  • American Journal of Psychology
  • Annals of Occupational Hygiene
  • Applied Ergonomics
  • Archives of Physical Medicine and Rehabilitation
  • Artificial Intelligence
  • Aviation Psychology
  • Aviation, Space & Environmental Medicine
  • Behavioral Research Methods, Instruments and Computers
  • Behaviour and Information Technology
  • Biological Psychology
  • Bulletin of Psychonomic Society
  • Chronobiology International
  • Clinical Biomechanics
  • Clinical Physiology
  • Cognition
  • Cognitive Psychology
  • Cognitive Science
  • Computer Supported Cooperative Work: An International Journal
  • Computers and Industrial Engineering
  • Computers in Human Behavior
  • Ergonomics
  • Ergonomics in Design
  • European Journal of Applied Physiology
  • European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology
  • Human-Computer Interaction
  • Human Factors
  • Human Factors Bulletin
  • Human Movement Science
  • Human Performance
  • IEEE Transactions in Biomedical Engineering
  • IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics
  • International Archives of Occupational and Environmental Health
  • International Journal of Aging and Technology
  • International Journal of Aviation Psychology
  • International Journal of Human-Computer Studies
  • International Journal of Industrial Ergonomics
  • International Journal of Man-Machine Studies
  • International Journal of Occupational Safety and Ergonomics
  • Journal of American Optometrist Association
  • Journal of Applied Biomechanics
  • Journal of Applied Psychology
  • Journal of Back Musculoskeletal Rehabilitation
  • Journal of Biomechanics
  • Journal of Cognitive Engineering and Decision Making
  • Journal of Consulting Psychology
  • Journal of Electromyography and Kinesiology
  • Journal of Environmental Psychology
  • Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance
  • Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory and Cognition
  • Journal of Experimental Theory of Artificial Intelligence
  • Journal of Gerontology: Psychological Sciences
  • Journal of Low Frequency Noise and Vibration
  • Journal of Motor Behavior
  • Journal of Musculoskeletal Pain
  • Journal of Occupational Health and Safety
  • Journal of Occupational Medicine
  • Journal of Personality and Social Psychology
  • Journal of Physiology
  • Journal of Psychology
  • Journal of Research in Personality
  • Journal of Social Behavior and Personality
  • Le Travail Humain
  • Medical Hypotheses
  • Memory and Cognition
  • Muscle and Nerve
  • Neuropsychobiology
  • Occupational Medicine
  • Organizational Behavior and Human Decision Processes
  • Pain
  • Perception
  • Perception and Psychophysics
  • Perceptual and Motor Skills
  • Personality and Individual Differences
  • Personnel Psychology
  • Physical Therapy
  • Psychology and Aging
  • Psychological Bulletin
  • Reliability Engineering and System Safety
  • Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine
  • Scandinavian Journal of Work, Environment and Health
  • Sleep
  • Spine
  • Sports Medicine
  • Work and Stress
  •  
  • دریک دسته بندی دیگر این مجلات عملی را می توان نام برد که بعضی از آنها بال مجلات فوق همپوشانی دارد:

 

Accident Analysis and Prevention

Journal of Anthropological Archaeology

International Journal of Sustainability in Higher Education

Applied Ergonomics

International Journal of Human Computer Studies

Ergonomics

International Journal of Industrial Ergonomics

Human Factors

Theoretical Issues in Ergonomics Science

Journal of Personal Selling and Sales Management

Telecommunications Policy

International Journal of Human-Computer Interaction

Color Research and Application

New Technology, Work and Employment

MM'11 - Proceedings of the 2011 ACM Multimedia Conference and Co-Located Workshops - JHGBU 2011 Workshop, J-HGBU'11

Journal of Physiological Anthropology

Footwear Science

Employee Responsibilities and Rights Journal

Facilities

Reviews of Human Factors and Ergonomics

Technology in Society

Human Factors and Ergonomics In Manufacturing

Travail Humain

Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society

Teaching Geography

Revista de Psicopatologia y Psicologia Clinica

Journal of Evidence-Based Social Work

Ergonomics in Design

ECCE 2011 - European Conference on Cognitive Ergonomics 2011: 29th Annual Conference of the European Association of Cognitive Ergonomics

Contemporary Ergonomics and Human Factors 2010

Contemporary Ergonomics and Human Factors 2011

Proceedings - 4th International Conference on Knowledge and Systems Engineering, KSE 2012

ECCE 2010 - European Conference on Cognitive Ergonomics 2010: The 28th Annual Conference of the European Association of Cognitive Ergonomics

2012 IRCOBI Conference Proceedings - International Research Council on the Biomechanics of Injury

Proceedings - 2012 IEEE Global Humanitarian Technology Conference, GHTC 2012

48th Annual Human Factors and Ergonomics Society of Australia Conference 2012, HFESA 2012

Contemporary Ergonomics and Human Factors 2012

CHINZ 2010 - Proceedings of the 11th International Conference NZ Chapter of the ACM Special Interest Group on Human-Computer Interaction (SIGCHI-NZ)

Historical Records of Australian Science

46th Annual Human Factors and Ergonomics Society of Australia Conference 2010, HFESA 2010

Ergonomics in Asia: Development, Opportunities, and Challenges - Selected Papers of the 2nd East Asian Ergonomics Federation Symposium, EAEFS 2011

2012 Southeast Asian Network of Ergonomics Societies Conference: Ergonomics Innovations Leveraging User Experience and Sustainability, SEANES 2012

Ergonomic Trends from the East - Proceedings of Ergomic Trends from the East

Rail Human Factors Around the World: Impacts on and of People for Successful Rail Operations

8th International Conference on Design and Emotion: Out of Control - Proceedings

Ergonomics for All: Celebrating PPCOE's 20 Years of Excellence - Selected Papers of the Pan-Pacific Conference on Ergonomics, PPCOE 2010

Proceedings - APCHI-ERGOFUTURE 2010

  •  

 


 
 
آشنایی با مهندسی توانبخشی
نویسنده : محمد حسین سرایانی - ساعت ٥:٠۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۳/٦/٢٢
 

توانبخشی در لغت به معنی افزایش قابلیت‌های حسی و حرکتی است. خدمات توانبخشی نه تنها برای اشخاص ناتوان بلکه برای افراد سالم نیز مفید هستند. بعنوان نمونه می‌توان به دستاوردهای جدید بشر در ابداع تکنیک‌های توانبخشی موثر برای درمان ضایعات و افزایش قابلیت‌های سیستم عصبی- عضلانی اشاره کرد. این تکنیک‌ها قابلیت‌های حسی و حرکتی معلولان را افزایش می‌دهد، به افراد عادی جامعه که دچار ضایعات و بیماری‌های حاد یا مزمن سیستم عصبی- عضلانی مبتلا هستند (مانند کمر درد و یا گرفتگی یا کوتاهی عضلات) در تسریع درمان کمک می‌نماید

 

سیستم عصبی ـ عضلانی ـ اسکلتی بدن انسان بنابه دلایل و عوامل مختلف درونی یا بیرونی دچار اختلال در عملکرد و بیماری می‌شود. بسیاری از این مشکلات نیاز به اقدامات و درمانهای توانبخشی دارند. در علوم توانبخشی مکانیزمهای درمانی به کمک علوم و تکنولوژی مهندسی برای بهبود و توانمندسازی انسان توسعه یافته است. متخصصان توانبخشی به کمک مهندسان توانبخشی و با استفاده از روشهای فیزیکی و مکانیکی و همچنین با بهره‌گیری از دستگاهها، تجهیزات و ابزارهای مناسب به توانمندسازی سیستمهای حسی و عضلانی مددجو می‌پردازند. توانبخشی با بخدمت گرفتن روشها و ابزارها به ایجاد شرایط دستیابی به سلامتی و بدست آوردن توانایی‌های عصبی ـ عضلانی ـ اسکلتی مختل شده، کمک می‌نماید.

 

از دیدگاه توانبخشی ابتدا با استفاده از آزمونهای پایه و با استفاده از تجهیزات اندازه‌گیری، مشکلات و بیماریهای سیستم عصبی ـ عضلانی ـ اسکلتی انسان بررسی و ارزیابی می‌شوند. سپس مکانیزمها و ابزارهای مورد نیاز برای تدوین برنامه درمانی توانبخشی کارآ برای مددجو پیشنهاد می‌گردند. برمبنای نیازها و محدودیتهای بیمار روش درمانی بهینه انتخاب و با استفاده از این ابزارها و مکانیزمها برای هریک از مشکلات و معضلاتی که مددجو با آنها درگیر است، روشها و تکنیکهای درمانی توانبخشی ارائه می‌گردد. امروزه بخش قابل توجهی از تحقیقات در حوزه مهندسی توانبخشی بر بهینه‌سازی روشها و تکنیکهای درمانی و طراحی و ساخت ابزارهای ارزیابی و وسایل کمکی استوار است.

 

 مهندسی توانبخشی:

 

مهندسی توانبخشی به معنی کاربرد علوم و تکنولوژی مهندسی در توانبخشی است. در مهندسی توانبخشی، تکنولوژی برای جایگزین کردن یا تقویت یک عمل فیزیکی که دچار اختلال شده یا از بین رفته است، به کار گرفته می‌شود. مهندسی توانبخشی، شامل طراحی، ساخت و راه‌اندازی دستگاه‌هایی می‌باشد که به افراد در غلبه بر محدودیتها و معلولیت‌ها کمک می‌کنند. هدف اصلی در مهندسی، توانبخشی کاربرد علم و تکنولوژی در بهبود کیفیت زندگی افراد معلول است. به عبارت دیگر مهندسی توانبخشی کاربرد دستاوردهای بشر در زمینه‌ها و شاخه‌های متنوع علوم، فناوری و مهندسی در توانمندسازی و بهبود کیفیت زندگی برای افرادی است که محدودیت حسی و حرکتی حتی در سطوح نزدیک به سلامت دارند. در این حوزه طیف وسیعی از افراد جامعه مورد توجه واقع می‌شوند. روش‌ها و فناوری‌هایی که در حوزه علوم مهندسی بدست آمده، برای افزایش سطح خدمات توانبخشی گسترش یافته است. طراحی، ساخت و راه‌اندازی دستگاه‌هایی که به افراد در غلبه بر عوارض ناتوانایی‌ها و معلولیت‌های موقت، دائمی یا افزایش قابلیت‌ها و توانمندی‌های خود کمک می‌کنند، بخشی از حوزه مهندسی توانبخشی است.

 

مهندس توانبخشی یک عضو مؤثر در تیم توانبخشی است. برای روشن‌تر شدن نقش یک مهندس توانبخشی باید جایگاه مهندس توانبخشی و سایر اعضای در تیم توانبخشی به خوبی تبیین شده باشد. یک تیم توانبخشی هنگامی شکل می‌گیرد که یک مددجو برای اولین بار به کلینیک توانبخشی مراجعه می‌کند. در کلینیک ابتدا یک نفر سرپرست برای ارزیابی وضعیت مددجو و طراحی و مدیریت برنامه توانبخشی برای آن شخص انتخاب می‌شود. سرپرست متناسب با نوع درخواست، سوابق بیماری‌ها و مشکلات پیشین و وضعیت فیزیکی آن شخص، آزمایشات و ارزیابی‌هایی از آن شخص بعمل می‌آورد. سرپرست پس از تکمیل فرآیند تشخیص، متناسب با نیاز آن شخص به خدمات توانبخشی، یک برنامه توانبخشی برای آن شخص طراحی می‌کند. هر قسمت از این برنامه به متخصصان و تجهیزات خاصی نیاز دارد. هر یک از متخصصان توانبخشی برای ارائه خدمات خاصی تعلیم دیده‌اند و در اجرای برنامه توانبخشی ملاحظات خاص مورد نظر خود را با اعضای تیم تبادل می‌نمایند. برخی تجهیزات توانبخشی متناسب با هر مددجو باید طراحی و ساخته شود. طراحی و  ساخت این دستگاه‌ها به سفارش سرپرست تیم توانبخشی و بر عهده متخصص مهندسی توانبخشی قرار دارد.

 

مهندس توانبخشی باید وسایل و دستگاه‌های مورد نیاز را بگونه‌ای طراحی و تولید کند که هم حداکثر استفاده مفید از قابلیت‌های جسمی، حسی و حرکتی موجود مددجو شده باشد و هم کارآیی وسیله درمانی ساخته شده در روند درمان مددجو افزایش یابد.

 

در تیم توانبخشی، مهندس توانبخشی زمینه‌های مختلف مهندسی و توانبخشی را به گونه‌ای به کار می‌گیرد تا فرد معلول، متناسب با میزان معلولیت و محدودیت، امکان استفاده از قابلیت‌های جایگزین، ابزار و تجهیزات مناسب برای درمان و برای انجام فعالیت‌های روزانه خود را داشته باشد. اعضای تیم توانبخشی برای هر مددجو و متناسب با نیاز همان شخص تعیین می‌شود و نمی‌توان تخصص‌های ثابتی را جزء تیم دانست

 

وظایف مهندسان توانبخشی در جامعه:

حوزه فعالیت گسترده مهندسان توانبخشی، طیف وسیعی از وظایف را برای آنها ایجاد کرده است. در این مقاله چهار محور عمده از این وظایف بیان می‌شود.

 

_راهبردهایی برای کمک به افراد در غلبه بر محدودیت ها، تدبیر نمایند.

 

_دستاوردهای علمی و فنی را برای به حداقل رساندن محدودیت‌های حسی و حرکتی افراد معلول بکار گیرند.

 

_طراحی و ساخت دستگاه‌های کمکی برای انجام کار مورد نظر، متکی بر سیستم‌های حساس آسیب‌ناپذیر یا آسیب‌پذیر جزئی باشند.

 

_دانش وسیعی در زمینه بدن انسان برای سنجش محدودیت‌ها و نیازهای مددجو در اختیار داشته‌باشند تا بتوانند تکنیکها و دستگاههای  مناسب برای غلبه آن نقائص پیشنهاد نمایند.

 

کاربردهای مهندسی توانبخشی

امروزه مهندسی توانبخشی کاربردهای متعددی یافته است که بطور عمده برمبنای طراحی، بهینه‌سازی و توسعه تکنولوژی برای ارائه خدمات بهتر توانبخشی استوار است. برخی از این کاربردها  شامل موارد زیر است:

    طراحی مراکز زندگی مستقل که به معلولان جسمی یا ذهنی اجازه می‌دهد با استفاده از سرویس‌های کمکی، زندگی مستقلی داشته باشند.

    ایجاد و راه اندازی سیستم‌های ارتباطی تکمیلی که توانایی ارتباط را برای افراد ناتوان فراهم می‌سازد.

     طراحی وسایلی که به بهبود کیفیت زندگی و سلامت مددجو کمک کند.

    طراحی بهینه صندلی ویلچیر بر اساس اصول مهندسی

    استفاده از اصلاح فضای کاری برای ایجاد محیطی که افراد معلول بتوانند در جریان کار شرکت کنند

     اصلاح تجهیزاتی مانند چرخ فرمان، پدال گاز، یا پدال ترمز بطوریکه فرد معلول بتواند بطور مستقل وسیله نقلیه موتوری را براند

    طراحی رباتهایی که به معلولین، سالمندان و بیماران در انجام فعالیتهای روزمره کمک نماید

    طراحی تجهیزات کمک شنوایی، کمک بینایی، کمک گویایی و کمک بساوایی

 

افرادی که تحت خدمات توانبخشی قرار می‌گیرند:

 

این خدمات برای افرادی که دچار معلولیتهای مادرزادی، معلولیتهای تکاملی[1]، عقب ماندگی ذهنی، اختلالات فیزیکی و شناختی، سکته و ضایعات مغزی تروماتیک می‌باشند و یا بر اثر سانحه دچار معلولیت شده اند، قابل استفاده است. خدمات توانبخشی به کارفرمایان نیز در رابطه با جلوگیری از آسیبهای تکراری و تغییر و اصلاح محل کار برای ایجاد انطباق معقول با ناتوانی‌های مددجو کمک می‌کند و علاوه بر این می‌تواند در آموزش تکنولوژی قابل انطباق برای مددجویان، کارفرمایان و افرادی که در حرفه توانبخشی فعالیت می‌کنند، سودمند باشد.

 

 محورهای اصلی در حوزه علوم توانبخشی:

 

محورهای اصلی در حوزه علوم توانبخشی شامل روشهایی برای کاهش دردهای سیستم عصبی و عضلانی و افزایش قدرت، تحمل و قابلیت عضلات، رفع گرفتگی عضلات، افزایش دامنه حرکتی مفاصل (رفع گفتگی لیگامانی، چسبندگی بافتها و کپسول مفصلی)، افزایش قابلیتهای حسی از جمله: حس سطحی ـ پیکری، حس عمقی (دوک عضلانی، دستگاه تاندونی گلژی، گیرنده‌های مفصلی، حس تعادل (مایع داخل حلزون گوش میانی)، ایجاد هماهنگی حرکات .

 

همچنین در حوزه علوم توانبخشی مباحث کاردرمانی و موتورکنترل، توانبخشی تعادل ایستا و پویا، بهبود زخم، ترمیم و استحکام بخشی استخوان، بهبود جریان خون و عملکرد سیستم قلب و عروق، بهبود عملکرد و قابلیت ریه‌ها و مجاری تنفسی، اختلالات، عوارض و بیماریهای عصبی ـ عضلانی ـ اسکلتی (آرتروز، سندروم دان، سندروم تونل کارپ CTS، مولتیپل اسکلروزیس MS، ضایعات نخاعی،  فلج مغزی Cerebral palsy، سکته Stroke، دیابت، کنترل سرطان، پارکینسون، هارتینگتون، صدمات ورزشی، سوختگی، سالمندی، بارداری و ... ) نقش قابل توجهی دارند. حواس بینایی، شنوایی و گویایی انسان نیز موضوع سه گرایش عمده دیگر در حوزه علوم توانبخشی و مهندسی توانبخشی می‌باشند.

 


 
 
ایمنی تجهیزات پزشکی
نویسنده : محمد حسین سرایانی - ساعت ۱٢:٢٧ ‎ق.ظ روز ۱۳٩۳/٥/۱۱
 

امروزه، حفاظت و ایمنی بیماران از مهم ترین مسائلی است که در دنیای پزشکی و تجهیزات پزشکی مطرح است.

 نظر به اهمیت توجه به ایمنی بیماران در محیط امنی مانند بیمارستان به بررسی این موضوع از جنبه های مختلف شامل خطراتی که سلامت بیماران و پرسنل بیمارستان را تهدید می کند و  مواردی که باید در طراحی تجهیزات و حتی ساختار بیمارستان رعایت شود پرداختیم.


آن چه که باعث شد موضوع ایمنی و حفاظت بـیـمــار مــورد تــوجــه قـرار گـیـرد بـررسـی آمـاری خطاهای پزشکی و مقایسه ای بود که میان حرفه پــزشـکــی و دو حــرفــه پــر خـطــر فـضــانــوردی و تـکـنـولـوژی هـسـتـه ای صورت گرفت.

 -احتمال بـروز سـانـحه یا حادثه برای فردی که سوار یک هـواپـیـمـا می شود یک در میلیون است که قطعا پایین بودن این احتمال به دلیل تمهیداتی است که در نظر گرفته شده است.

- ا ما در دنیای پزشکی این آمـار یـک در سـیـصـد اسـت، یـعـنـی از هر سیصد نفری که تحت درمان قرار می گیرند یک مورد دچار آسیب ناشی از مراقبت می  شود.

•از یک دستگاه پزشکی انتظار می رود که نه تنها قابل اطمینان بلکه ایمن باشد. بدین معنا که هرگز نباید به صورتی عمل کند یا دچار نقص در عملکرد باشد که برای کاربر یا بیمار مضر باشد. خطاهای انسانی در حوزه تجهیزات پزشکی تبدیل به مسئله مهمی شده است زیرا علت ببش از 50% کل مشکلات فنی تجهیزات پزشکی خطاهای کاربر است. علاوه بر این خطاهای انسانی در 90% حوادث به طور کلی و در حوزه تجهیزات پزشکی نقش دارد
•ملزومات ، تجهیزات و دستگاههای پزشکی که به طور عام تجهیزات پزشکی نامیده می شوند شامل هرگونه کالا، وسایل ، ابزار ، لوازم ، ماشین آلات ، کاشتنی ها ، مواد ، معرف ها ، کالیبراتورهای آزمایشگاهی و نرم افزارها که توسط تولید کننده برای انسان ( به تنهایی یا به صورت تلفیقی با سایر اقلام مرتبط ) به منظور دسترسی به یکی از اهداف ذیل عرضه می گردند؛ می باشند

 

•ایمنی تجهیزات پزشکی به معنای صفر شدن احتمال بروز خطر نیست بلکه دستگاه ایمن دستگاهی است که احتمال بروز خطر در کاربری آن با در نظر گرفتن منافع آن منطقی باشد. به بیان دیگر کلیه افرادی که در نظام توسعه و ارائه تجهیزات پزشکی مشارکت دارند موظف به حفظ موازنه میان منافع و خطرات بوده و باید از توسعه، آزمایش، تولید، برچسب گذاری، تجویز، توزیع و کاربری تجهیزات با رویکرد دستیابی به حداکثر منافع و حداقل خطرات اطمینان حاصل شود
•یک سازمان بهداشتی و درمانی باید به طور پیوسته خود را بر اساس استانداردهای روز دنیا مورد ارزیابی قرار داده و پروژه های بهبود خود را را بر مبنای نیازهای خود طراحی نماید. یکی از این استانداردها استانداردهای بین المللی اعتباربخشی است که بیش از 1400 حوزه قابل بهبود را در دو بخش بیمار محور و سازمان محور ارائه می نماید که دارای ارتباط نظام مند با یکدیگر هستند.به دلیل حجم استانداردهای اعتباربخشی، تولید محتوا و آموزش کارشناسان و مدیران یک ضرورت جدی در سطح ملی محسوب می شود
•استانداردهای مرتبط با ایمنی تجهیزات پزشکی به شرح ذیل می باشد:
••  استانداردهای مدیریت تأسیسات و ایمنی (FMS)
•FMS.8= سازمان برای بازرسی، آزمایش و نگهداری تجهیزات پزشکی یرنامه ریزی کرده و آن را اجرا می کند و نتایج را مستند می سازد.
•FMS.8.1- سازمان داده های حاصل از پایش برنامه مدیریت تجهیزات پزشکی را جمع آوری می کند. از این داده ها جهت برنامه ریزی در خصوص نیازهای طولانی مدت سازمان برای بهبود یا جایگزینی تجهیزات استفاده می شود.
•FMS.8.2- سازمان از یک سیستم فراخوان تجهیزات / کالا برخوردار است.
•FMS.11.2- کارکنان در مورد به کار انداختن و نگهداری تجهیزات پزشکی و سیستمهای تأسیسات آموزش ببینند.

 

•منظور از اجرای استانداردهای FMS.8.2
•سازمان برای شناسایی، پس گرفتن و ارجاع یا از بین بردن کالاها و تجهیزاتی که سازنده یا تأمین کننده در موردشان فراخوان داده اند، از یک فرایند استفاده می کند. خط مشی یا روش، به استفاده از هرگونه کالا یا تجهیزات تحت فراخوان، می پردازد

 

•منظور از اجرای استانداردهای FMS.11.2
•کارکنانی که مسئول راه اندازی یا حفظ و نگهداری تجهیزات پزشکی هستند، آموزشهای ویژه ای دریافت می کنند. آموزش می تواند از طریق سازمان، سازنده تجهیزات یا دیگر منابع مطلع صورت بگیرد
•عناصر قابل اندازه گیری FMS.8
•  1.تجهیزات پزشکی مطابق با برنامه در سرتاسر سازمان اداره می شوند.
•2.  فهرستی از موجودی تمامی تجهیزات پزشکی وجود دارد.
•3.  تجهیزات پزشکی به صورت منظم بررسی می شوند.
•4.  تجهیزات جدید پزشکی آزمایش می شوند و پس از آن بر اساس کهنگی، استفاده و توصیه سازنده مورد آزمایش قرار می گیرند.
•5.  برنامه ای جهت تعمیر و نگهداری پیشگیرانه وجود دارد.
•6.  افراد واجد صلاحیت این خدمات را فراهم می کنند

•عناصر قابل اندازه گیری FMS.8.1
•1.  داده های حاصل از پایش جمع آوری شده و مستند شده و از آنها برای برنامه مدیریت تجهیزات پزشکی استفاده می شود.
•2.  از داده های حاصل از پایش برای مقاصد برنامه ریزی و بهبود استفاده می شود

•تجهیزات پزشکی می توانند به طور بالقوه موجب بروز خطراتی برای بیمار، کاربر یا پرسنل سرویس و نگهداری شوند. بسیاری از این خطرات برای طیف وسیعی از تجهیزات مشترک و برخی مختص گروه خاصی از تجهیزات هستند. از جمله این خطرات میتوان به فهرست زیر اشاره نمود:
•خطرات مکانیکی _ خطرات آتش سوزی یا انفجار_فقدان عملکرد_خروجی بیش از حد یا ناکافی_عفونت_کاربری نادرست_خطرات قرار گیری در معرض جریان های الکتریکی

•خطرات مکانیکی:
•همه انواع تجهیزات پزشکی میتوانند موجب بروز خطرات مکانیکی شوند. این خطرات می تواند شامل تنظیمات غیر ایمن تا عدم استقرار مناسب و ثابت نکردن چرخهای ترالی تجهیزات باشد که ممکن است مانع عملکرد درست وسیله یا موجب بروز حوادث در مرکز شود


•خطر آتش سوزی یا انفجار:
•کلیه تجهیزاتی که از نیروی برق استفاده می کنند می توانند در صورت بروز اشکالاتی مانند اتصال کوتاه خطر آتش سوزی ایجاد کنند. در برخی محیطها این آتش سوزی می تواند موجب انفجار شود. همچنین استفاده از گازهای طبی می تواند موجب بروز این امر شود



•فقدان عملکرد:
•از آنجا که بسیاری از تجهیزات پزشکی حمایت کننده حیات یا کنترل کننده علائم حیاتی هستند، عدم کارکرد آنها می تواند منجر به خطرات جانی شود
•خروجی بیش از حد یا ناکافی:
• لازمه عملکرد درست یک وسیله پزشکی این است که خروجی مورد انتظار را ارائه دهد. خروجی بسیار بالا مثلا در یک دستگاه دیاترمی می تواند خطرناک باشد. همچنین خروجی بسیار پایین می تواند موجب درمان ناکافی و درنهایت تاخیر در بهبود بیمار، آسیب یا حتی خطر مرگ برای بیمار شود. این امر اهمیت کالیبراسیون درست را نشان می دهد



•عفونت:
•تجهیزات پزشکی که به درستی ضدعفونی نشده اند می توانند موجبات انتقال میکروارگانیزمها را از فردی به فرد دیگر فراهم کنند. در این مورد بیماران، پرسنل پرستاری و سرویس کنندگان تجهیزات به طور بالقوه در خطرند

 

•کاربری نادرست:
• کاربری نادرست تجهیزات یکی از متداولترین علل حوادث ناگوار مرتبط با تجهیزات پزشکی است که در نتیجه آموزش ناکافی ایجاد می شود



•خطر قرار گیری در معرض جریانهای الکتریکی:
• کلیه تجهیزات الکتریکی به طور بالقوه افراد را در معرض جریانهای الکتریکی قرار می دهند. در مورد تجهیزات پزشکی الکتریکی این خطر بیشتر است زیرا به بیمار متصلند و از عوامل حفاظت طبیعی که در شرایط عادی وجود دارد بی بهره اند. به عنوان مثال برای اجتناب از خطر خروجی بیش از حد دستگاههای دیاترمی باید شناخت کافی از روشهای اندازه گیری توان رادیوفرکانسی وجود داشته باشد.

 

وقوع یک حادثه ناگوار می تواند ناشی از یکی از عوامل ذیل باشد:

  نقص وسیله

عملکرد نامناسب وسیله

  خطای کاربری

  طراحی نامناسب

  مشکلات مربوط به تولید وسیله

  مشکلات مربوط به برچسب گذاری وسیله

 

•  مرگ بیمار، کاربر وسیله و یا سایر افراد1
  بروز صدمات تهدید کننده زندگی2

.  بروز صدمات دائمی و برگشت ناپذیر مربوط به ساختار و عملکرد اعضای بدن3

.  4نیاز به اقدام پزشکی یا جراحی جهت جلوگیری از بروز صدمات دائمی و برگشت ناپذیر ناشی از نقص یا اشکال وسیله
.  احتمال وقوع مرگ یا صدمه جدی در صورت تکرار حادثه 5
.  6وجود شواهدی (مانند آزمایشات، مقالات، مستندات علمی و... ) مبنی بر احتمال مرگ یا صدمه جدی
  بروز مشکلات تهدید کننده سلامت عمومی مانند شیوع HIV 7.
8.  وجود خطا یا اشتباهات جدی در گزارشات بدست آمده از دستگاه  )بطور مثال در دستگاههای آزمایشگاهی( که می تواند منجر به تشخیص یا درمان اشتباه شود
9.  وجود خطا یا اشکال عمده در طراحی یا عملکرد دستگاه
10.  وجود مشکل یا اشتباه در برچسب گذاری و یا دستورالعملهای مربوط به وسیله



•معمولاً توسط مراکز درمانی استفاده کننده از دستگاه، بیماران یا کاربران دستگاه و شرکت سازنده یا توزیع‌کننده که نماینده قانونی واحد تولیدی یا سازمان‌های و نهادهای نظارتی دولتی گزارش می‌شود. در این خصوص یکی از معتبرترین مراکز اطلاع‌رسانی سایت سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) است که روزانه گزارشات کاملی را در این خصوص اطلاع‌رسانی می‌کند. حوادث ناگوار را می‌توان از طریق تلفن یا فکس به سازمان‌ها و نهادهای قانونی ذی‌صلاح ناظر در این حوزه اطلاع‌رسانی کرد.

 
 
آشنایی با مهندسی ورزش
نویسنده : محمد حسین سرایانی - ساعت ۱۱:۳٤ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۳/۱/٥
 

مهندسی ورزش

 

مهندسی ورزش تخصصی است که در آن طراحی عناصر ، فضاها و اماکن ورزشی از قبیل کف پوشها، فضا، نور و صداگیری و..... از یک سو و شناسایی نکات مهم در تحلیل و طراحی ابزار جدید،‌ از سوی دیگر مورد توجه قرار می گیرد. تجهیزات ورزشی غالباً جزیی از بدن انسان تلقی می شوند. مهندسی پزشکی ، فیزیک مکانیک، تکنولوژی ساخت و تولید، دانش شیمی و پلیمری و .. همگی در یک مجموعه و به منظور ساخت ابزار بهتر مورد بهره برداری قرار می گیرند.

 ورزش به عنوان مجموعه ای خاص از حرکات مهارتی انسانی است. پیشرفته ترین ابزارهای سنجشی و تصحیحی، یعنی سیستم های تحلیل حرکت، در اصل سینماتیک بدن ورزشکار را شناسایی می نمایند و بدنبال آن تبادلات نیرویی نیز از طریق سکوهای نیرویی مورد ارزیابی قرار گرفته تا تواماً توصیف دینامیک حرکت را در اختیار متخصصین بیومکانیک و بیودینامیک ورزش قرار دهند. در این راستا نه تنها اطلاعات دقیق تربیت بدنی بلکه دانش کامل اصول فنی و مهندسی نیز لازم خواهند بود تا بتوان توصیف دقیق ، علمی ، فنی و مهندسی برای حرکت موردنظر ارائه داد.

 

بیومکانیک ورزش

روند فکری کار با بیومکانیک تا کنون صرفاً بر روی تحلیل های بسیار مقدماتی آماری اعمال شده به نتایج آزمون های سینماتوگرافیکی بوده است .

اما بیومکانیک امروزه اجازه رویکرد منفردانه به ورزشکار را می دهد . مدل های ریاضی الکتروفیزویولوژی سلولی ماهیچه ای ، اجازه توصیف کار فیزیولوژیکی و کار مکانیکی را می دهند . در نتیجه ، امکان ایجاد ارتباط بین سینماتیک حرکت ، کار مکانیکی و فعل و انفعالات بیوشیمیایی وجود دارد . همچنین امکان در نظر گرفتن محدودیت هایی از قبیل خستگی روحی و فیزیکی نیز برای این قبیل ارتباطات وجود دارد .

بیومکانیک ورزش ، در واقع بیومکانیک و فیزیولوژی ورزش بوده و گستردگی ابعاد آن بسیار فراتر از تحلیل های سینماتیکی توسط دوربین های سرعت بالا یا تحلیل های سینتیکی توسط سکوهای نیروسنج و یا ضبط و تحلیل پتانسیل عمل ماهیچه ها توسط دستگاه EMG می باشد .

بیومکانیک ورزش

بیومکانیک ورزش، توصیف مکانیکی تعامل انسان با محیط در حین انجام حرکات ورزشی است.

 

بیومکانیک ورزش به طرق زیر می تواند در خدمت ارتقاء کیفی ورزشکار و مربی قرار گیرد:

 

۱- بهبود کارایی(Performance Improvement)

  • بهبود تکنیک(Technique Improvement)
  • بهبود تجهیزات(Equipment Improvement)
  • بهبود تمرین(Training Improvement)

۲- جلوگیری از آسیب ها و باز توانی(Injury Prevention & Rehabilitation)

  • تصحیح تکنیک(Technique Correction)
  • طراحی تجهیزات( Equipment Design)

مهندسی ورزش

پیشرفته ترین تکنولوژی های روز مهندسی پزشکی ، مکانیک، ساخت و تولید، پلیمر، بیومکانیک، شیمی و .... در طراحی و بهینه سازی ابزار و تجهیزات ورزشی مورد استفاده قرار می گیرند.

طرحهای جدید در ابزار ورزشی، جهت پاسخگویی به نیازهای بازاریابی نبوده بلکه بدنبال اعمال دست آوردهای علوم و فنون مختلف مهندسی در تصحیح و بهینه سازی و افزایش بازدهی تجهیزات می باشند.

مهندسی ورزش تخصصی است که در آن طراحی عناصر ، فضاها و اماکن ورزشی از قبیل کف پوشها، فضا، نور و صداگیری و..... از یک سو و شناسایی نکات مهم در تحلیل و طراحی ابزار جدید،‌ از سوی دیگر مورد توجه قرار می گیرد. تجهیزات ورزشی غالباً جزیی از بدن انسان تلقی می شوند. مهندسی پزشکی ، فیزیک مکانیک، تکنولوژی ساخت و تولید، دانش شیمی و پلیمری و .. همگی در یک مجموعه و به منظور ساخت ابزار بهتر مورد بهره برداری قرار می گیرند.

ورزش به عنوان مجموعه ای خاص از حرکات مهارتی انسانی است. پیشرفته ترین ابزارهای سنجشی و تصحیحی، یعنی سیستم های تحلیل حرکت، در اصل سینماتیک بدن ورزشکار را شناسایی می نمایند و بدنبال آن تبادلات نیرویی نیز از طریق سکوهای نیرویی مورد ارزیابی قرار گرفته تا تواماً توصیف دینامیک حرکت را در اختیار متخصصین بیومکانیک و بیودینامیک ورزش قرار دهند. در این راستا نه تنها اطلاعات دقیق تربیت بدنی بلکه دانش کامل اصول فنی و مهندسی نیز لازم خواهند بود تا بتوان توصیف دقیق ، علمی ، فنی و مهندسی برای حرکت موردنظر ارائه داد.

در نهایت می توان اقدام تصحیح حرکت ورزشکار، کار بر روی تکنیک و بهینه سازی حرکتی را انجام داد.

تجهیزات تست های بیومکانیکی

تجهیزات تست های بیومکانیکی عبارتند از :

۱- صفحه نیروسنج (Force Plate )

۲- سیستم آنالیز حرکت ( Motion Analysis )

۳- دستگاه الکترومایوگرافی ( EMG )

تجهیزات اصلی تست های بیومکانیکی

سیستم تحلیل حرکت:

 

این سیستم برای اندازه گیری اطلاعات سینماتیکی حرکت به کار می رود. این اطلاعات شامل جابه جایی، سرعت و شتاب های خطی و زاویه ای می شود.

سیستم یادشده دارای دو بخش نرم افزاری و سخت افزاری است. بخش  سخت افزاری دربرگیرندة فریم کالیبراسیون، دوربین ها و نشانگرها (markers ) است.

با استفاده از این سیستم می توان حرکت را در دو بعد (با استفاده از یک دوربین) یا سه بعد (با استفاده از دو دوربین یا بیش تر) تجزیه و تحلیل کرد.

گفتنی است که دوربین های آنالیز حرکت دارای قابلیت تصویربرداری تا نرخ 1000 هرتز (1000 فریم در ثانیه) هستند.

مراحل کار با سیستم های ساخت کارخانجات مختلف، متفاوت است ولی به طور کلی مراحل کار در آزمون آنالیز حرکت از قرار زیر است:

پس از تنظیم مکان دوربین ها، نخستین مرحله در تست آنالیز حرکت، مرحلة کالیبراسیون است. در این مرحله، از فریم کالیبراسیون (شکل زیر) تصویربرداری صورت می گیرد و به این وسیله، مشخصات مکانِ آزمون تعیین می شود.

 

الکترودهای این دستگاه بر دو نوع سوزنی و سطحی می باشند. تصویر این دو نوع الکترود در زیر آمده است:

 

فعالیت های ماهیچه ای در حین انجام حرکات ورزشی توسط این دستگاه قابل اندازه گیری هستند. این دستگاه ها غالباً دارای 4 یا 8 کانال اندازه گیری  می باشند.

 


 
 
اشنایی با ارگونومی
نویسنده : محمد حسین سرایانی - ساعت ۳:٥٢ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٢/۱۱/۱٦
 

مهندسی فاکتورهای انسانی (ارگونومی) چیست ؟


کمتر فعالیتی را می‌توان یافت که عاری از هر گونه عامل تهدیدکننده‌ای باشد ؛ از اینرو حفظ و صیانت از نیروی انسانی به عنوان رسالتی مهم مطرح می‌گردد و در این بین بخش عمده‌ای از مواردی که سلامت جسمی و روحی کاربران را به خطر می‌اندازد مربوط به شرایط ارگونومی محیطهای کاری می‌باشد.

 

ارگونومی در لغت به معنای قانون کار (در حقیقت Ergo به معنی کار و Nomos به معنی قوانین و اصول می‌باشند(و در عمل به مفهوم تطابق و سازگاری محیط کار ، ابزار کار و شرایط کار با تواناییهای جسمی و روانی انسانهاست .علم  ارگونومی یا مهندسی فاکتورهای انسانی (Human Factors Engineering) دانشی است کاربردی مرکب از علوم پایه مختلف از جمله فیزیولوژی روانشناسی ، فیزیک ، مکانیک ، طراحی ، آمار ، ریاضی ، جامعه‌شناختی ، مدیریت و بسیاری موارد دیگر ؛ این علوم در کنار هم اصول ارگونومی را شکل داده و به طراحی بهتر سازمان در جهت بهره‌ور بودن کمک نموده و میزان رفاه و سازگاری انسانها را با محیط کار را به طرز چشمگیری افزایش می‌دهند . درواقع ارگونومی اصول علمی مرتبط با فهم تعامل بین انسان و سایر عناصر یک سیستم و حرفه ای است که شامل تئوریها ، اصول و داده ها ، و روشها برای طراحی مطابق با بهینه سازی آسایش و رفاه افراد و عملکرد کامل سیستم می باشد. موضوع اصلی این علم به بررسی روابط انسان با محیط کارش با هدف بهینه سازی شرایط زندگی و کاری او بر می گردد. یعنی ویژگی ها و توانایی های ارگانیزم انسانی به منظور تطبیق کار با انسان و بر عکس مورد بررسی و تحقیق قرار می گیرد. ارگونومی با ارزیابی قابلیتها و محدودیتهای انسان (بیومکانیک و آنتروپومتری) ، استرسهای کاری و محیطی (فیزیولوژی کار و روانشناسی صنعتی ) ، نیروهای استاتیک و دینامیک روی بدن انسان (بیومکانیک) ، احتیاط (روانشناسی صنعتی) ، خستگی (فیزیولوژی کار و روانشناسی صنعتی) ، طراحی و آموزش و طراحی ایستگاه کاری و ابزارها (آنتروپومتری و مهندسی ) سر و کار دارد .

ارگونومی دو هدف مهم دارد:

 

- هدف اول افزایش کارایی و بازده انجام کار و فعالیت های دیگر است. افزایش سهولت کاربرد، کاهش خطا و افزایش بهره وری در این مقوله می گنجند.

- هدف دوم تقویت بعضی از ارزش های انسانی مطلوب از جمله افزایش ایمنی، کاهش خستگی و تنش، افزایش راحتی، افزایش مقبولیت نزد کاربر، افزایش میزان رضایت شغلی و بهبود کیفیت زندگی است.

این دو عامل به ما نشان می دهند که در هر کاربرد خاص معمولاً فقط دسته ای از اهداف بیشترین اهمیت را دارند و این اهداف عموماً به هم وابسته است.

ارگونومی در چهار شاخه بیومکانیک شغلی، روانشناسی مهندسی، آنتروپومتری، فیزیولوژی کار فعالیت می کند:

بیومکانیک شغلی: 

در بیومکانیک از قوانین فیزیکی مکانیک برای بدن استفاده می شود . با بکارگیری این قوانین این امکان بوجود می آید که در هنگام یک وضعیت خاص در بدن و حرکت آن ، میزان فشار مکانیکی موضعی اعمال شده بر عضلات و مفصل ها محاسبه شود.

فیزیولوژی کار:

بخشی از دانش ارگونومی که تطبیق انسان با کار را در مصرف انرژی و همچنین تغییرات پارامترهای فیزیولوژیکی بدن در حین انجام کار مورد توجه قرار می دهد به فیزیولوژی کار معروف است.

روان شناسی مهندسی: 

به فاکتورهای محیطی فیزیکی و شیمیایی مانند سر و صدا ، ارتعاش ، روشنایی ، آب و هوا و مواد شیمیایی می توانند بر روی ایمنی ، سلامتی و آسایش افراد تأثیر بگذارندمی پردازد.

آنتروپومتری: 

آنتروپومتری Anthropometery کلمه ای یونانی است که از دو واژه Anthropo به معنی انسان و metery به معنی سنجش ، تشکیل شده است و شامل جمع آوری و تفسیر داده های مربوط به شکل و اندازه ابعاد بدن انسان ( ابعاد طولی ، عرضی ، محیطی و وزن ) می باشد. تعریف آنتروپومتری عبارت خواهد بود از اندازه گیری سیستماتیک بدنبال استفاده از وسایل اندازه گیری.

به طور کلی اندازه گیری ابعاد بدن در دو وضعیــت صورت می گیرد:

 

 وضعیت ساکن_

 وضعیت متحرک_

دروضعیت ثابت اندازه گیری بدن در حالتی صورت میگیرد که بدن هیچ حرکتی نداشته باشد واین اندازه گیری را اصطلاحا آنتروپومتری استاتیک میگویند. در وضعیت متحرک اندازه گیری ابعاد بدن در حالتی که بدن در حالت حرکت   میباشد.صورت خواهد گرفت . این اندازه گیری نیز آنتروپومتری دینامیک گفته میشود. بطور کلی آنتروپومتری شامل اندازه گیری اندازه های مختلفی از طول بدن ، وزن ، و حجم اندامها . فضای حرکتی و زوایای حرکتی هر یک از اندازه ها بوده و در نهایت تهیه آمار و اطلاعات منتج از آن در تعیین شکل و اندازه ابزار و وسایلی است که در محیط کار مورد استفاده این افراد قرار میگیرد..

 

 ـبرای تطبیق و نتاسب ماشین با انسان در جهت راحتی و افزایش راندمان کاربر

 

ـجهت استاندارد سازی وسایل و تجهیزات مورد استفاده برای یک فرد یا کل جامعه

 

در این زمینه علاوه بر ابعاد بدن ، نوع وسایل و تجهیزات مورد استفاده . جنس ، میزان تحمل نیرو و فشار و سایر فاکتورها ی مربوطه به انسان از قبیل سن ، جنس ، نژاد ، ساختار بدنی (ورزشکار ، چاق . لاغر ) نوع شغل ، رژیم غذایی ، وضعیت سلامتی ، وضعیت بدن Posture ، زمان (ابتدای روز .،پایان روز ) ، تغییرات ارادی (مثل منقبض کردن عضله ) . لباس و تجهیزات فردی مورد توجه قرار میگیرد . که البته مهمترین آنها سن ، جنس و تفاوتهای نژادی میباشد .

برخی مشکلات معمول در صنایع شامل طراحی نامناسب محل کار ، عدم انطباق بین قابلیتهای کارگر و الزامات شغلی، وجود محیط کار و مشاغل زیان آور ، طراحی نا مناسب سیستم انسان –ماشین و برنامه های ضعیف مدیریت می باشد. این مشکلات منجر به ایجاد مخاطرات در محل کار ، ضعف سلامتی کارگران ، صدمات ناشی از کار با تجهیزات ، معلولیتها و در عوض کاهش بهره وری کارگر و کیفیت تولید و افزایش هزینه می شود. کاربرد موثر ارگونومی در طراحی سیستم کاری می تواند تعادلی را بین ویژگی های کارگر و نیازهای شغلی برقرار کند.

این علم ، گستره وسیعی را در زمینه طراحی کار ، ابزار ، تجهیزات ، ماشین آلات ، ایستگاه کار و سیستمها در موارد مختلف صنعتی ، آموزشی ، ورزشی و غیره در بر گیرد. هدف ارگونومی آن است که در طراحی ابزارو وسایل کار و سیستمهای فنی و تولیدی نیز در طراحی محیط کار ، نیازها و خصوصیات جسمی وروحی انسانها در نظر گرفته شود تا در عین نیل به افزایش بازدهی تولید ، به سلامت و بهداشت و راحتی انسانها نیز به بیشترین حد توجه شده باشد

ارگونومی دارای اهدافی چون بهبود بهره وری، سلامت، ایمنی و آسایش مردم و افزایش کارآیی متقابل سیستمهای انسان- ماشین- محیط است.

کاربردهای ارگونومی

با توضیحاتی که داده شد مشخص می شود که عملکرد یک وسیله تنها نمی تواند ملاک قرار گیرد بلکه کالاها و محصولات ساخته شده باید برای استفاده انسان مطابق با نیازها، خواسته ها، راحتی و قابلیت های او سازگار و هماهنگ گردند. در این میان وظیفه متخصصین ارگونومی یا مهندسین فاکتورهای انسانی شامل مهیا کردن راحت ترین شرایط از نظر میزان سر و صدا، کاهش بار مغزی و فشار جسمی، میزان روشنایی، آب و هوا، اصلاح وضعیت کاری و کاهش نیرویی که صرف انجام دادن کارها می شود، ساده کردن اعمال حسی- روانی در خواندن و درک وسایل نشان دهنده به منظور درک انتقال سریع، بدون خطا و اشتباه و دقیق پیام ها و اخطارهای مورد نظر، راحت تر ساختن جابجایی و حرکت اهرم ها و دسته ها، در دسترس قرار دادن کلیدها و دکمه ها و سایر قسمت ها به ترتیب اهمیت و الویت منطقی، اجتناب از کوشش برای فراخوانی اطلاعات غیر لازم و مانند اینها می گردد..

بنابراین برای اینکه یک تولید کننده بتواند جوابگوی تمام نیازهای افراد مختلف جامعه باشد، باید بداند که چند درصد از این افراد دارای چه خصوصیات و ویژگی های جسمانی هستند و برای این منظور باید از جمعیت مشتریان بالقوه محصول مورد نظر آمارگیری کرده و داده های به دست آمده را توسط کارشناسان تجزیه و تحلیل کند. این آمارگیری نیز باید از گروه های مختلف اجتماع انجام شود زیرا مثلاً در یک جامعه، گروهی چاق، عده ای لاغر، بعضی بلندقد، دسته ای کوتاه قد و بالاخره برخی نیز در تمام این افراد متفاوت هستند و به همین دلیل گاهی ارائه یک محصول در بازار برای عده ای بالاتر از حد استاندارد و برای عده ای دیگر پایینتر از حد استاندارد قرار می گیرد.

 

 


 
 
تاریخجه آنالیز حرکت
نویسنده : محمد حسین سرایانی - ساعت ٩:۳٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٢/٧/۱٩
 

تاریخچه انالیز حرکت

 

با نگاهی مختصر به تاریخچه حرکت انسان به نمونه های جالبی از مشکلات بر می خوریم که در حال حاضر نیز با آنها روبرو هستیم. نمونه هایی که در آن زمان منجر به پیدایش روش های جدیدی برای تحلیل حرکت انسان شده اند. برای مثال برادران weber در سال 1836 یکی از اولین پارامترهای زمانی و فاصله ای حرکت انسان را گزارش کرده اند. درواقع کار آنها زمینهای برای پیدایش دیگر پارامترهای  حرکتی درمطالعات حرکت انسان گردید.سپس فعالیت دو شخص به نام های (1873) Marey و (1878) Muyvridge که با یکدیگر هم عصر بودند مطرح شد. آنها برای اولین بار توانستند با استفاده از تکنیک های عکاسی، الگوهای[1] حرکتی انسان را به دست آورند. در همین دوره، یک متخصص علم تشریح [2] به نام EilhelmBraune و یک ریاضی دان به نام Otto Fisher موفق شدند حرکات قسمتهای مختلف بدن را تحلیل نمایند و در نتیجه با به کارگیری علم مکانیک نیوتن،نیروهای مفاصل و انرژی صرف شده را اندازه گیری کنند. مدتی بعد، از محاسبات مذکور در ارتش استفاده کرده وتوانستند میزان بهره وری از نیروهای ارتشی راافزایش دهند.

پس از جنگ جهانی دوم و در طی سالهای 1950، سربازان زیادی مجروح شدند و در نتیجه نیاز شدیدی به دانستن چگونگی حرکت انسان احساس شد. در همین دوران در دانشگاهکالیفرنیا منبع وسیعی از اطلاعات در رابطه بامکانیک حرکت انسان به وجود آمد. کاری که در دانشگاه کالیفرنیا در آن زمان صورت گرفته، پایه ی بسیاری از تکنیک هایی است که هم اکنون برای شناسایی حرکت انسان مورد استفاده قرار می گیرد. اخیراً تجهیزات و تکنولوژی های کامپیوتری موجب پیشرفت در مطالعه حرکت انسان شده اند. در حال حاضر محدودیتی در زمینه اتوماسیون دستیابی به حرکت انسان وجود ندارد. پدید آمدن متدلوژی های جدید موجب راهیابی تحلیل حرکت انسان در حوزه درمانی شده است.

همان طور که گفته شد، به دلیل نیاز شدید به اطلاعات مربوط به حرکت انسان، روش های جدید بینایی برای مطالعه بهتر به وجود آمدند. در حال حاضر معمول ترین روش های دقیق برای دستیابی به اطلاعات سه بعدی انسان به محیط آزمایشگاهی واتصال نشانه ها و حسگرها نیاز دارد.

یکی از ابتدایی ترین فاکتورهای تکنیکی در مطالعه حرکت انسان چگونگی حرکت اسکلت بدن است؛ که اینکار با استفاده از نشانه هایی که بر روی بدن نصب می شوند، امکان پذیر است. به روش هایی که در آن به منظور دریافت اطلاعات تعدادی نشان بر روی بدن انسان نصب می گردد. روش های مبتنی بر نشانه[3]گویند. هنگامی که نشانه ها بر روی بدن نصب شده و شخص شروع به راه رفتن می کند، این نشانه ها نیز حرکت می کنند و از روی این حرکت می توان به حرکت استخوان های زیرین این نشانه ها پی برد. مشکلی که در اینجا وجود دارد، حرکت پوست بدن همراه با حرکت استخوانهای زیرین است؛ که این امر منجر به حرکت اشتباه نشانه ها شده و در نتیجه ی آن دقت اندازه گیری ها کاهش می یابد. نمونه ای از این روش در شکل شماره 4 آمده است.

بررسی حرکت اسکلت می تواند به طور مستقیم به استفاده از سیستم هایی که از نشانه استفاده می نمایند و بر روی بدن انسان نصب می شوند، صورت گیرد. این سیستم ها عبارتند از: رادیوگرافی، گیره های استخوان،[4]ابزار خارجی ثابت[5] و یا تکنیکهای رادیوسکوپی. تکنیک های یاد شده اندازه گیری دقیقی از اسکلت انسان را به ما می دهند، ولی مشکلی که دارند این است که شخص در معرض اشعه ها قرار می گیرد و آسیب می بیند.

رایج ترین روش برای بررسی حرکت انسان، نصب یک سرینشانه بر روی پوست قسمتهای مختلفی از بدن انسان است. اکثر تکنیک درنظر می گیرند. به دیگر سخن، در این روش ها فرض بر این است که اعضای زیرین پوست بدون حرکت هستند. سپس بااستفاده از الگوریتم های بهینه سازی اقدام به تخمین بهینه ی حرکت بدن انسان می نمایند. یکی از این الگوریتم ها برای مدل کردن بدن انسان  بر مبنای تئوریاعضای سخت  توسط Spoor و Veldpas ارائه شده است. روشی که این دو ارائه ردند به منظور مدل کردن بدن انسان بوده و هدف هم مینیمم کردن میانگین مربعات خطاست. از آنجایی که نشانه ها بر روی سطح بدن نصب می شوندو ممکن است در حین حرکت تغییراتی در آنها ایجاد شود، محدودیتهایی در استفاده از روش به وجود می آید. دو شص به نام های Lu و O’Connor روش قبل را گسترش دادند و به جای اینکه به دنبال بهینه کردن تمامی اعضای بدن باشند، در این روش تک تک اعضا به تنهایی مورد بررسی قرار می گیرد.

به منظور کاهش تأثیر حرکت پوست در نتیجه ارزیابی روش دیگری به نام [6]PTCارائه شده است. در این روش تعداد زیادی نشانه بر روی یک قسمت قرار می گیرند. هم چنین تعمیمی بر روش PTC نیز وجود دارد. به این صورت که مطابق درجه تغییر بر روی پوست، بار نشانهها را کم و زیاد می کند تا بهترین روش به دست آید و از این طریق تغییراتی که بر اثر حرکت پوست حاصل می شود را به حداقل خود می رساند.

در هنگام استفاده از نشانه ها؛ علاوه بر تأثیر حرکت پوست، بسیاری از روش هایی که استفاده می شوند، تأثیر زیادی بر روی سیستم عصبی و حسی بدن می گذارند و درنتیجه موجب می شوند که بدن الگوی طبیعی حرکت خود را نداشته باشد. برای مثال درحرکت بر روی دستگاه گام برداری [7] ممکن است این دستگاه بر روی سرعت بین گام های شخص تأثیر گذاشته وحرکت وی از حالت طبیعی خارج شود. استفاده از گیره های استخوان، بستن برخی از اعضای بدن با یک سری باندهای مخصوص و ... می تواند منجر به بی حسی موضعی ودر نتیجه حرکت مصنوعی عضو مورد نظر شود. در برخی موارد این حرکات مصنوعی تأثیر نامطلوبی بر رویداده های حرکتی نهایی میگذارند.

تغییرات جزیی در اندازه گیری حرکات بدن انسان می تواند در نتیجه گیری برای بیماری های متفاوت نقش مهمی داشته باشد. برای پیشگیری و درمان بسیاری از بیماری ها این تغییرات جزیی از اهمیت بالایی برخورد ار است. لذا درکاربردهای درمانی وسلامت، اندازه گیری دقیق الگوهای طبیعی حرکت، بدون وجود هر گونه حرکت مصنوعی بسیار مفیدخواهد بود.

ایده آل این است که سیستم طراحیشده برای شخص هیچ گونه ضرری نداشته باشد و کمترین وزن را بر بدن بیمار وارد نمیاد. به علاوه این سیستم می بایست در محیط طبیعی مانند منزل، محل کار،محیط ورزشی وغیره نیز قابل آزمایش بوده و تمامی حرکات فرددر یک محیط که بهاندازه کافی وسیع است،موردبررسی قرار گیرد .

پیشرفت بعدی در زمینه دستیابی به حرکت انسان، طراحی سیستم بدون آسیب و مستقل ازنشانه [8] است. در حال حاضر روش های مستقل از نشانه آن طور که انتظار می رفت در دسترس نیستند. علت نیز عدم دقت روش های کنونی است؛ که البته انتظار می رودروش های دقیق تری به منظور استفاده در بیومکانیک و کاربردهای پزشکی به وجود آیند. درسیستم هایی که از روش هاس مستقل از نشانه استفاده می نمایند، غالباً به دو دسته کلی تقسیم می شوند: بینایی معلوم[9]و مجهول[10]. سیستم های معلوم بااستفاده از انتشار نورکار می کنندو اطلاعات نوری را چه به صورت مرئی و چه نامرئی در قالب نورلیزری، الگوهای نوری یا پالسهای نوری منتشر می نمایند؛ در حالی که سیستم های مجهول بر مبنای دریافت عکس کار خود را انجام می دهند. به طور کلی،سیستم های معلوم اسکنرهای لیزری و سیستم های ساخت یافته نوری اندازه گیری های دقیق سه بعدی را ارائه می کنند. با این حال نیازمند محیط آزمایشگاهی بوده و محدود به اندازه گیری های ایستا می باشند. پویش لیزری کامل بدن انسان نمونه ای از این نوع سیستم ها است. در نتیجه برای دستیابی به حرکت انسان در سیستمهای بینایی، بیشترین تمرکز بر دریافت عکس ها می باشد.

زمینه های بینایی[11] کامپیوتر و یادگیری ماشین شکل گیری سیستم های مستقل از نشانه شدند. بررسی حرکت بدن انسان در زمینه های فوق بسیار جالب به نظر می رسید. برخی از کاربردهای بررسی حرکت انسان عبارتند از: مراقبت هوشمند، تشخیص هویت، کنترل،انیمیشن و تحلیل حرکت و راه رفتن. در طی دودهه اخیر بررسی حرکت بدن انسان با استفاده از بینایی کامپیوتر بسیار رشد پیدا کرده است. این سیستم ها در تعداد دوربین ها و نمایش نقاط مختلف بدن با یکدیگر تفاوت دارند. برخی از آنها تنها از یک دوربین استفاده می کنند و برخی دیگر چندین دوربین به کار می برند.

الگوریتم های گوناگون دیگری به منظور تخمین حرکتانسان پیشنهاد شدند. برخی ازاین الگوریتم ها عبارتنداز تکنیک های مبتنی بر نیم رخ انسان، فرآیند کلاسترینگ فازی این الگوریتم ها یک وجه مشترک دارند و آن استخراج ویژگی های حرکتی شخص می باشد. این کار با استفاده عکس های یک یا دو بعدی و یا چندین دوربین وتصاویر سه بعدی انجام می گیرد. الگوریتم ها به دو دسته مبتنی بر مدل و مستقل ازمدل تقسیم می شوند. اکثر آنهامبتنی بر مدل بوده و یک مدل فرضی را برای جستجو در تصاویر مورد استفاده قرار می دهند.

در سال های اخیر روش های متعددی در رابطه با بینایی ماشین ارائه شده است که هر کدام روش ها را به یک شیوه خاص دسته بندی کرده است. بیش از 130 مقاله که بینسال های 1980 تا 2000 در رابطه با دریافت حرکت انسان به چاپ رسیده است و روش ها بر اساس کاربردشان در حل مسائل مربوط به حرکت انسان طبقه بندی شده اند. در یک دسته بندی دیگرکلیه مقالات بین سال های 1997 تا 2001 بررسی شده و فرآیند به دست آوردن حرکت انسان را به سه فاز تقسیم کرده است.هر سیستم تحلیل و بررسی حرکت انسان با فاز شناسایی آغاز میگردد. در این فاز قسمت های مختلف تصویر مورد بررسی قرار می گیرد تا انسان در تصویر تشخیص داده شود. این فاز بسیار مهم است زیرا نتایج حاصل از دو فاز بعدی بسیار وابسته به این فاز است. فاز بعدی جستجوی شیء در رشته های متوالی از تصیر است.در این فاز به دنبال اشیاء در فریمهای مختلفی از تصویر می گردیم. برای این کار از تعدادی ویژگی استفاده می شود. در واقع یک ارتباط منطقی بین ویژگی های تصویر مانندشکل،سرعت، مکان و .... بین فریمهای متوالی جستجو می شود. مرله آخر کار مربوط به شناسایی اعمال وتفسیر آنهاست. در این مرحله به بررسی و شناسایی الگوهای حرکتی انسان پرداخته می شودو سطح بالایی از اعمال و رفتارشان مورد بررسی قرا رمی گیرد.

به طور کلی، تاکنون روش های زیادی برای دریافت اطلاعات حرکتی انسان ارائه شده است. این روش ها را میتوان به دو دسته کلی مبتنی بر نشانه ومستقل از نشانه تقسیم بندی کرد. درحال حاضر بیشترین روش های ارائه شده مبتنی بر نشانه بوده است.این روش ها برای به دست آوردن اطلاعات سه بعدی دقیق از حرکت انسان به یک سری نشانه ها[12] و حسگرهای[13] قابل نصب بر روی نقاط مختلف بدن وجوددارد این است که آماده سازی فرد برای انجام آزمایش زمانبر است. با این وجود، بسیاری از روش های مبتنی بر نشانه بسیار دقیق بوده و نزدیک به مقادیر واقعی هستند .

همان طور که اشاره شد روش های دیگر مستقل از نشانه هستند. در این روش ها هیچ نشانه و یاحسگری بر روی بدن شخص نصب نشده است. در نتیجه نیازی نیست که بیمار آمادگی اولیه برای نصب آنها بر روی بدن خود پیدا نماید ودر نتیجه در این روش درمدت زمان اولیه صرفه جویی می شود. از طرفی این روش ها نسبت به روش های مبتنی بر نشانه از دقت کمتری برخوردار است. زیرا در این روش ها حجم زیادی از داده برای پردازش وجود دارد که می بایست از بین آنها ویژگی های مورد نظر را استخراج نمود. در صورتی که در این روش های قبل اطلاعات مورد نظر در رابطه با آنمکانخاص به طورمستقیم فراهم می گردد. در حال حاضر روش های زیادی ارائه شده است که به بررسی اختلالات راه رفتن بر مبنای هر دو روش مستقل ازنشانه و مبتنی بر نشانه می پردازند.

تا کنون به طور خلاصه در رابطه با روند پیدایش روش ها و چگونگی ومعایب و مزایای هر روش توضیحاتی داده شد. در ادامه با چند روش برگزینده آشنا می شویم. این روشها برای جمع آوری داده و به منظور تحلیل راه رفتن طراحی گردیده اند.

 



[1]Pattern

[2]Anatomist

[3]Marker- Based

[4]Bone Pin

[5]External Fixation Devices

[6]Piont Cluster Technique

[7]Treadmill

[8]Marder- Less

[9]Active

[10]Passive

[11]Vision

[12]Marker

[13]Setrsor


 
 
← صفحه بعد