Annick Koller les Rangiers tel 032 426 67 81 Designer industriel 2954 Asuel Switzerland Synthèse des informations et cahier des charges Produit Les lectures de la thèse de Marwan Satl et du PFE de Francois Leduc donnent la plupart des informations nécessaires à la compréhension du fonctionnement et de l'utilité
du produit . La tenue de l'appareil en ~ points préclgdéwellopée par M. Sati n'est pas à
remettre en question:
L appui 1 (appui condyle) sur le centre dû condyle médiat. L'appui 2 du coté
médiat entre le vastus médialis et le tendon sartorius, l'appui 3 du coté làtéral entre la bande ilio-tibiale et le biceps fémoris.
Ces 3 appuis travaillent ensemble pour empêcher des mouvements inopportuns du système voir shéma .
-Appui 3 contre appui 2 empi3chent les mouvements medio-latéraux du systeme.
-Appui 2 contre appui 1 emp8chent les mouvements antéro-postérteurs du système.
-La barre fixée sur la cuisse par une bande élastique empéche l'appareil de basculer (mouvements proximo-distaux.
ttouU.seiEtrr-~~RoXitia ~iuy - _ . . . -~--~nEpiO-i.~lT~tt~lL
D C~ . ~'~' HdJYE?iE~lr . ( ~P.o ~o~zElZeu(~
d) Lurerut ~ rrv L'ergonomie des orthoplasts de M.Sati est à conserver (versionl) puisqu'elle a fait ses preuves tant du point de vue du confort (bleu accepté par les patients) que de celui de la tenue sur la peau.
Ce prototype sera destiné à la Jambe droite uniquement, car à cette étape nous considérons qu'il est inutile de fragiliser l'appareil en le rendant réversible) mais au contraire de le rendre plus fort et résistant que ses prédécesseurs (si cette version est validde elle sera réversible dans 1e futur).
Annick Kolier les Rangiers tel Oa2 426 67 81 Designer industriel 2954 Asuel Switzerland Synthèse des informations et cahier des charges Le but de ce projet est de travailler à l'amélioration Du confort.
De la praticité (installation rapide et rationnelle).
De la précision.
De la solidité.
De l'esthétique du système de maintien du genou 1.2. Usagers Les techniciens du laboratoire ont besoin d'un appareil plus fiable, solide et facile à installer que les prototypes précédents .
Ils désirent gagner du temps, actuellement le « prototype2 » est assez rapide à installer seulement 2 réglages d'appuis, mais il est peu précis ce qui rallonge le temps d'installation : le système à rochet est peu précis et ü faut démonter complètement l'installation lorsque l'appui condylien a été mal choisi.
II faudra donc rationaliser les étapes d'installation en établissant un protocole d'Installation de.
l'appareil.
Les réglages des appuis seront rapides ,accessibles, et lisibles. _ Les capteurs magnétiques seront démontables avec des outils simples (tournevis)..
l'appareil sera facile à démonter pour un éventuel transport : séparation barre et arc.
1.3. Environnement L'appareil a développer sera utilisé essentiellement par les techniciens du Groupe de Recherche en Imagerie Orthopédique il restera donc au laboratoire. En principe, il ne subira pas de déménagement mais restera démontable pour un éventuel transport (11 rentrera dans un sac à
dos).
Le laboratoire est un environnement propre sans poussière et saletés cependant les matériaux choisis seront capables de subir un nettoyage léger des taches de doigts (au spray-vitres p.ex.) ainsi qu'une désinfection éventuelle des orthoplasts à l'alcool. Les orthopiasts seront aussi capables de supporter l'attaque de la graisse animale à long terme.
1.4.informations sur l'entreprise mandataire Ordinateurs et photocopieuses sont à disposition mais reste à trouver les aides techniques calculs mécaniques, dessins pour la CNC, atelier de plastique pour la fabrication du prototype.
1.5.Informations sur les produits précédents Défaillances mécaniques « La versionl » a un bon comportement en torsion et en flexion (stabilité des orthoplasts).mais est fragile, le matériau choisi (acrylique est à éviter puisqu'il contient des bulles d'a1r) mieux vaudrait opter pour du polycarbonate si l'on gardait cette géométrie (bonne mémoire et bonne résistance en flexion).
Le type d'ajustements est ImprécisQeux des orthopl.) et fragile.
La barre est trop rigide et entraîne des mouvements indésirables au niveau du cadre.
Annick Kolier les Rangiers tel 0~ 426 67 81 Designer industriel 2954 Asuel Switzerland Synthèse des informations et cahier des charges «La version 2 » a une mauvaise résistance en torsion et en flexion du cadre en résultent des déplacements distaloproximaux des orthoplasts .
ce même cadre est beaucoup trop rigide en compression Trop de jeu au niveau du réglage par rochet de l'orthoplast latéral :déplacement de l'orthoplast pendant les exercices.
La barre de suspension n'a pas la souplesse escomptée qui permettrait d'éviter d'entrainer des mouvements indésirables au niveau du cadrele .
Cette version est d'une constnrction fragile , le choix et le volume des matériaux est à
reconsidérer.
Le système de rochet est pratique mais trop imprécis et fragile dans ce matériau Causes d'Inconfort « La versionl » est assez bien tolérée par les sujets, bonne ergonomie des orthoplasts mais la barre de suspension est trop rigide.
La souplesse du cadre permet de compenser la dilatation des tissus lors des exercices.
Les orthoplasts « La version2 » sont trop durs et pointus et ne respectent pas l'ergonomie du prototype de M. Sati. Le cadre étant trop rigide ü n'y a aucune compensation de la dilatation des tissus :douleurs chez certains patients et débarquement de l'appareil certainement causé par les tendons qui cherchent à se dégager de cette contrainte.
Problèmes d'ajustements « La versionl » possède des ajustements longs et compliqués , fragiles et imprécis. Trop de pivotement au niveau du troisième appui : mauvaise tenue de celui-ci.
« La version2 » a un ajustement fragile et imprécis mais pratiques à utiliser : pas du rochet 3mm insuffisant.
Le chemin de réglage de l'appui latéral est trop court pour couvrir suffisamment de patients de taille moyenne.
Les appuis condyle des deux version n'ont pas la précision permettant de couvrir la morphologie d'un maximum de patients , une étude est à prévoir car l'appui condyle joue un r8le très important dans la stabilité du système.
Convivialité:
« La versionl » n'est pas démontable : transport problématique.
Le collage des capteurs magnétiques n'est pas une solution fiable de plus il est long et fastidieux, cette solution est valable pour une installation temporaire du capteur.
Le réglage de deux orthoplasts et de l'appui condyle est trop long et fastidieux, il serait bon de réduire le nombre de réglages.
Analyse critique des 2 versions et synthèse des informations récoltées:
« La versionl » a été validée en fluoroscopie, si elle est correctement installée elle satisfait du point de vue de la stabilité des capteurs magnétiques donc de la stabülté du système en entier .
La pression des orthoplasts est confortable car ils possèdent une bonne forme ergonomique et le cadre permet la dilatation des tissus.
Elle est cependant fragile, compliquée et longue à installer sur le patient.
Elle est un peu trop lourde et cela peu entraîner des mouvements indésirables.
Annick Koller les Rangiers tel OQ2 426 67 81 Designer industriel 2954 Asuei Switzeriand Synthèse des informations et cahier des charges La barre n'est pas assez souple et la banda élastique est très usés (fragilité
du matériau choisi).
« La version2 ~ est très conviviale, démontable, légère et réversible.
Elle est par contre inconfortable voir douloureuse car il n'y a aucune compensation de la dilatation des tissus et que l'ergonomie des orthopl. De Sati n'a pas été
reproduite. Elle est imprécise puisque les orthopiasts sont déplacés par la torsion du cadre lors des exercices (mauvaise tenue en flexion). L'appareil étant trop rigide les tissus en mouvement et les tendons cherchent à se dégager de l'emprise du système et font débarquer le système.
« La version2 ~ n'a pas été validée et les techniciens préfèrent de loin utiliser la version 1 car elle est plus stable et confortable.
Les matériaux choisis pour les deux systèmes ne sont pas tous appropriés il sont souvent trop fragiles pour leur fonction.
L'étude du comportement mécanique des deux versions sur différents sujets a permis d'en apprendre beaucoup sur les pertormances des deux appareils et de vérifier la validité des informations et propositions de F. Leduc dans son PFE.
Annick Koller les Rangiers tel Oa2 426 67 81 Designer ïndustriel 2954 Asuei m zer an Avant-projet Cette récolte d'Informations et analyse détaillée de la problématique a duré
env. 1 mots et a permis d'établir une liste des téches à accomplir, de üxer les données et restrictions du projet, et d'aboutir à un avant-projet et une démarche de travail présentés le 1" octobre 1998 à l'ensemble du groupe de recherche.
Présents ce Jour-là : J. Deguise, N. Duval, H. Yahia, N. Hagemelster , S.
Gangikia, B. Godbout, G.
Parent.
Liste des tàches Améliorer la solidité de l'appareil , en rigidifiant la plupart de ses composantes , ceci implique une recherche de matériaux appropriés pour chaque fonction.
Le poids des composantes doit itre aussi léger que possible.
Améliorer son aspect esthétique pour qu'il puisse 8tre représentatff de la qualité du travail qu'accompli le Groupe de Recherche en Imagerie Orthopédique.
Améliorer le confort de l'appareil.
Améliorer la convivialité de l'appareil en facilitant l'installation de l'appareil.
Rationaliser le nombre d'opérations des techniciens afin de leur faire gagner du temps.
Etabllr un protocole d'installation.
Améliorer la précision de l'appareil , réglages plus fins .
Améliorer l'accès aux réglages.
Dimmensioner plus précisément l'appareil détennlner le groupe de patients types Faire une étude morphologique afin de pouvoir inclure un maximum de patients «
moyens » dans le système, étre sùr d'avoir une géométrie convenable du cadre pour laisser passer le genou en mouvement et une précision des écartements et chemins des 3 appuis.
Mesurer la rigidité (élasticité) du cadre de la « version 1 ~ afin de la reproduire sur le nouvel appareil, puisqu'il semble confortable.
Mesurer l'écartement de « la versionl » afin de calculer les efforts max. et min. appliqués par différents patients sur le cadre flexible au cours d'exercices précis dans le but de quantifier le confort requis et estimer la dilatation des tissus de sujets très différents.
Reproduire l'ergonomie des orthoplasts de M.Sati.
Annick Kolier les Ranglers tel 002 426 67 81 Designer industriel 2954 Asuei Switzerland Projet définitif et démarche de travail : 4 octobre au 6 nov.
Le concept présenté et accepté à cette réunion du 2 octobro consiste à
produire un cadre rigide en flexion et en torsion, le plus léger possible.
La compensation de la dilatation des tissus sera faite par l'intégration de ressorts au niveau des orthoplasts .
Respect du cahier des charges (liste des tâches à accomplir) Temps total estimé pour le concept: 5 semaines 1 semaine : Réparation des orthopiasts endommagés et fabrication d'orthoplasts incurvés qui permettraient de compenser l'angle de 15 degrés créé par la déformation du cadre lors des exercices. Installer une translation plus pratique que les vIs pour les orthopiasts sur la version l.blocage par vis papillon. Fabrication d'une nouvelle barre plus souple remplaçant l'ancienne.
Pendant ce temps Shafagh procédera à l'évaluation de la rigidité du cadre de la « version 1 avec F. Boudreault.
Une fois l'appareil réparé Shafagh va pouvoir procéder à des tests comparatifs orthopl. droits v.
orthopl. incurvés .
1 semaine : En attendant ces résultats nous allons faire (av. Nicola) une recherche antropométrique afin de déterminer un groupe de sujets moyens pris dans une population adulte moyenne h: f. à laquelle sera destiné l'appareil. Cette recherche nous aidera à dimensionner l'appareil: grandeur de l'arc et écartement des orthoplasts. A ce jour il n'existe aucune information précise à ce sujet au sein du laboratoire.
1 semaine : Mesures des efforts appliqués sur l'appareil par des sujets du laboratoire correspondants au groupe de sujets moyens, mesures des différentes dilatations des tissus au niveau des orthoplasts, mesure de la distance de l'appui condyle par rapport à
l'orthoplast médiat. Et calcul de ces efforts.
1 semaine : Dimensionnements généraux de l'appareil, recherche de matériaux adéquats, recherche de fournisseurs, ateliers d'usinage etc.
1 semaine : présentation du concept définitif: Raffinage des solutions et présentation pour acceptation des dimensions et fonctionnement global de l'appareil.
Annick Koiler les Rangiers tel Oa2 426 67 81 Designer industriel 2954 Asuel wttzer and Projet définitif et démarche de travail Résultats -Les orthoplasts incurvés ne donnent pas les résultats escomptés au niveau de la reproductibilité
mais sont confortables (c.f. rapport de S. Gangikla). C'est pourquoi nous abandonnons cette idée, au profit d'orthoplasts droits similaires à ceux de M.Sati, qui eux donnent de bons résultats.
-La nouvelle barre souple ajoutée au prototype 1 donne elle aussi de bons résultats.
-La rigidité de l'appareil 1 à été estimée par F. Boudreauit et S. Gangikia.
(voir annexe.).
~La recherche antropométrique entreprise par Nicole auprès de Francis Forest de l'institut de médecine en antropologle nous a donné suffisamment d'informations pour déterminer un groupe de sujets moyens qu1 seront testés La moyenne des genoux adultes féminins et masculins est de 110.456mm. plus ou moins 12.65mm pour l'écart type. voir tableau c1-dessous. Les dimensions des genoux à tester seront comprises d'une largeur de 98mm à 124 mm au-dessus du genou (v. croquis.).
Count. Mean Std.
H.Dessus 226 515.137 38.681 430- 627 ' enou 226 466.805 34.764 391 549 , H.Cond. Fm 226 406.668 29.958 330 481 ext.
H.Dessous enou Lar.Dessus 226 110.456 5 ' 82 152 enou 226 101.367 8:9-54 80 126 Lar.Cond. 226 96.801 9.51 74 125 Fm ext Lar.Dessous enou Pe;.Dessus 226 389.416 35.702 . 316 504 enou 226 363.336 27.271 305 463 P.Cond. Fm 226 335.257 26.485 . 281 412 ext P.Dessous enou Pv.Dessus 226 126.863 12.679 9g enou _ 17,1 Pv.Coud. 226 121.058 10.792 ~ 95 ISU ' Fm ext 226 109.279 10.843 87 140 Pv. Dessous 78 7.744 12.117 _m ~., v enou Diff cW -int.
a~
Les mesures des efforts appliqués sur l'appareil 1 par différents sujets nous donnent les résultats suivants : Types d'exercices éxécutés .- _ ~x Annick Koller les Rangiers tai Oô2 426 67 8 t ~sâgner ndustr el 2954 suel Switzerland Projet détinjtit et ddmarche de travail Nous avons constaté que Is plus grande dHférence d'6cartement des ortltoplasts se situait entra la flexion avant et l'extension complète de la jambe .
Resultats.
Mesures de l'écartement des orlhoplasts ersonnesextensionflexion difference re a ~l L max L min F max F min av re V
180, 150,75 10 86;96 87,2 11,25 1,25 25,8752 Nioola 5 ' ' . 875 .
188,7 153,25 13,5 - 7?16 ~ 17,2 3,75 39,58 , . 9 8 187 154 13 ' 85 ' ~,5 17,5 4,5 40,25 , 187 10,35 180,7 8,3 77,9. 88,1 17,5 11,2 40,25 25,76 Shategh 187 . 153,7 13,5 91,2 89,8 17,7 4,2 40,71 9,66 Jacques ,2 71,5 154,25 18,25 83,8 88,3522 4,75 50,8 10 177,4 159,9 17,3 ' 74,8 85,3 27,8 10,4 64,17 , 23.92 longueur initiale 148,5 consterne délastic~te 2,3 Croquis des mesuras d'6cartement des orthopiasts:
1 appsreil au repos A long.mtn d'écartement (flexron av.) B long.max. d'écartement (extension compibte) lo Annick Koller les Rangiers tel 03'1 426 67 81 Designer industriel 2954 Asuei Switzerland Projet définitif Ces rdsultats nous permettent d'estimer sur 7 sujets moyens mais très différents la dilatation des tissus en mouvement à compenser par les ressorts ainsi que les force max. et min. que ces mouvements peuvent appliquer sur les dits ressorts.
Shéma de l'écartement des orthoplasts sur le prototype à venir.
' Annick Koller les Rangiers tel OQ2 426 67 81 Designer industriel 2954 Asuel Switzerland Projet définitif Afin d'offrir un appui condyle plus efficace et précis des mesures ont été
prises sur huit sujets aux morphologies très différentes au laboratoiro. Hauteur et longueur sont des coordonnées qui vont de l'axe de l'ortho médlal au centre du condyle de chacun des sujets Les résultats sont les suivants AX L~
c:~e'tHC PUS \l 7E iAL
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~~ A~llyn, 0~~.
Chemin de l'appui CONDYLE
Annick Koller les Rangiers tel 002 426 67 81 Designer industriel 2954 Asuel Switzerland Projet définitif Solutions finales La présentation des dimensions finales, du fonctionnement général des parties mécaniques et choix des ressorts à commander a été faite le vendredi 6 novembre en présence de J.Deguise et d'autres membres du Iaboratolre.(voir annexe des croquis et dessins présentés).
Matériaux -Le cadre sera une structure tube rectangulaire en fibre de carbone qu1 à
notre avis sera très rigide en flexion et torsion et très légère.
-Les ressorts choisis (v. annexe) sont en acier inoxydable un échantillon a été testé et ne semble pas créer d'interférencs magnétiques. Ils ont été estimés et choisis par B.
Godbout, mais comme certaines données précises pour les choisir manquaient ont pourra les remplacer aisément s'ils ne conviennent pas.
-Le fastrack sera vissé dans son propre.
-Les orthoplasts respectent le dessin de Marwan Sati et seront fabriqués en «
nylon » de manière a glisser dans les logements qui Isur sont destinés et qui sont eux aussi en nylon. Le nylon supporte bien un nettoyage à l'alcool et résiste aux graisse animales.
-Les bottiers principaux seront en p.v.c. qui est une matière plastique assez rigide, facilement usinable et disponible sur le marché.
-l'appui condyle sera fabriqué lui aussi en p.v.c.
-La barre sera fabriquée en « texan » car ce matériau possède une bonne mémoire de forme et pourra subir des flexions répétées , mème avec une épaisseur très mince.
Fonctionnement -Réglages : nous pensons qu'Il suffit juste de déplacer l'orthoplast latéral pour régler la distance d'écartement car l'appui condyle est ajustable dans le même axe lui aussi.
Nous réduisons ainsi le nombre d'opérations.
-Comme dit plus haut l'appui condyle pourra pivoter et être « translaté »
ainsi que bloqué par une petite clé « alleu ». II possèdera aussi un ajustement en profondeur qui se déplacera manuellement à l'aide d'une roulette.
-La barre flexible sera montée sur un axe perpendiculaire aux sens des orthoplasts, ceci lui permettra de s'adapter l'angle « p » de la jambe sans nuire à son r8le premier qui est d'empêcher les mouvements proximo-dlstaux du système par suspension de ce dernier.
-Les ressorts choisis pourront être changés s'il ne conviennent pas par démontage de l'orthoplast en soulevant légèrement leur bottier.
-les cèbles sont munis de petits patches en velcro leur permettant de s'accrocher sur les sangles d'attache, ceci règle le problème d'entrave du câble.
Annick Koller les Rangiers tel OQ2 426 67 81 Dés g~ndûstriel 2954 Asuel Switzerland Projet définitif réalisation 8 nov. au 21 nov. Annick Koller les Rangiers tel 032 426 67 81 Industrial designer 2954 Asuel Switzerland Summary of information and specifications Product The readings of Marwan Satl's thesis and Francois Leduc's PFE give the most of information necessary for understanding how it works and why it is useful of the product . The holding the device in ~ points prelgdéwellopée by M. Sati is not question:
Support 1 (condyle support) on the center of the middle condyle. Support 2 on the side mediate between the vastus medialis and the sartorius tendon, the support 3 on the lateral side between the iliotibial band and the biceps femoris.
These 3 supports work together to prevent untimely movements of the system see schematic.
- Support 3 against support 2 empi3chent the medio-lateral movements of the system.
-Support 2 against support 1 prevent the anteroposterior movements of the system.
-The bar fixed on the thigh by an elastic band prevents the device from to toggle (proximo-distal movements.
ttouU.seiEtrr-~~ RoXitia ~ iuy - _. . . - ~ -~ nEpiO-i. ~ lT ~ tt ~ lL
DC ~. ~ '~' HdJYE? IE ~ lr. ( ~ Po ~ o ~ zElZeu (~
d) Lurerut ~ rrv The ergonomics of M.Sati's orthoplasts should be kept (versionl) since it has proven both in terms of comfort (blue accepted by patients) and that hold on the skin.
This prototype will be intended for the Right Leg only, because at this stage we consider it it is useless to weaken the device by making it reversible) but at contrary to make it stronger and resistant than its predecessors (if this version is valid it will be reversible in the future).
Annick Kolier les Rangiers tel Oa2 426 67 81 Industrial designer 2954 Asuel Switzerland Summary of information and specifications The goal of this project is to work on improving Comfort.
Practicality (quick and rational installation).
Precision.
Solidity.
The aesthetics of the knee support system 1.2. Users Laboratory technicians need a more reliable, robust and easy to install that previous prototypes.
They want to save time, currently the "prototype2" is quite fast to install only 2 support settings, but it is imprecise which lengthens the time installation:
ratchet system is imprecise and ü must dismantle the installation completely when the support condylar was badly chosen.
It will therefore be necessary to rationalize the installation steps by establishing a Installation protocol.
the device.
Support settings will be quick, accessible, and legible. _ The magnetic sensors will be removable with simple tools (screwdriver)..
the device will be easy to dismantle for possible transport: separation bar and bow.
1.3. Environment The device to be developed will be used mainly by technicians from Research Group in Orthopedic Imaging it will therefore remain in the laboratory. In principle, it does not will not undergo moving but will remain removable for possible transport (11 will return in a bag back).
The laboratory is a clean environment without dust and dirt however the materials chosen will be able to undergo a light cleaning of finger stains (at window spray, for example) as well as possible disinfection of orthoplasts with alcohol. The orthopiasts will also able to withstand the attack of animal fat in the long term.
1.4. Information on the mandatory company Computers and photocopiers are available but remains to be found technical aids mechanical calculations, drawings for the CNC, plastic workshop for the prototype manufacturing.
1.5.Information on previous products Mechanical failures "The versionl" has good behavior in torsion and in bending (stability of orthoplasts) .but is fragile, the chosen material (acrylic is to be avoided since it contains a1r bubbles better would be worth opting for polycarbonate if we kept this geometry (good memory and good flexural strength).
The type of adjustment is imprecise (orthopedic) and fragile.
The bar is too rigid and causes unwanted movements in the frame.
Annick Kolier les Rangiers tel 0 ~ 426 67 81 Industrial designer 2954 Asuel Switzerland Summary of information and specifications "Version 2" has poor torsional and bending strength of the frame in result from distaloproximal displacements of orthoplasts.
this same frame is much too rigid in compression Too much play in the ratchet adjustment of the lateral orthoplast : displacement of the orthoplast during the exercises.
The suspension bar does not have the flexibility expected to avoid to train unwanted movements in the frame.
This version is of a fragile constitution, the choice and the volume of materials is at reconsider.
The ratchet system is practical but too imprecise and fragile in this material Causes of Discomfort "The version" is fairly well tolerated by the subjects, good ergonomics of orthoplasts but the hanging bar is too rigid.
The flexibility of the frame compensates for tissue expansion during exercises.
“Version2” orthoplasts are too hard and sharp and do not respect ergonomics prototype of M. Sati. The frame is too rigid ü there is no compensation dilation of tissues: pain in certain patients and landing of the device certainly caused by tendons that seek to free themselves from this constraint.
Adjustment issues "The version" has long and complicated, fragile and imprecise. Too much pivoting at the level of the third support: poor behavior of the latter.
"Version2" has a fragile and imprecise fit but practical to use : not 3mm ratchet insufficient.
The side support adjustment path is too short to cover enough patients from average height.
The condyle supports of the two versions do not have the precision allowing cover the morphology a maximum of patients, a study is to be planned because the condyle support plays a very important role in the stability of the system.
User-friendliness:
"Versionl" is not removable: problematic transport.
Bonding magnetic sensors is not a reliable solution, moreover is long and tedious, this solution is valid for a temporary installation of the sensor.
The adjustment of two orthoplasts and the condyle support is too long and tedious, it would be good to reduce the number of settings.
Critical analysis of the 2 versions and synthesis of the information collected:
"Versionl" has been validated by fluoroscopy, if it is correctly installed she satisfied with the from the point of view of the stability of the magnetic sensors therefore of the stability of the entire system.
The pressure of the orthoplasts is comfortable because they have a good shape ergonomic and the frame allows tissue expansion.
It is however fragile, complicated and long to install on the patient.
She is a little too much heavy and this can cause undesirable movements.
Annick Koller les Rangiers tel OQ2 426 67 81 Industrial designer 2954 Asuei Switzeriand Summary of information and specifications The bar is not flexible enough and the elastic band is very worn (fragility of the chosen material).
“Version2 ~ is very user-friendly, removable, light and reversible.
However, it is uncomfortable or even painful because there is no compensation of the tissue dilation and the ergonomics of orthopl. Sati was not reproduced. She is imprecise since the orthopiasts are displaced by the torsion of the frame during exercises (poor flexural strength). The device being too rigid the tissues in movement and tendons seek to free themselves from the grip of the system and disembark the system.
"Version2 ~ has not been validated and technicians far prefer use version 1 because it is more stable and comfortable.
The materials chosen for the two systems are not all suitable.
are often too fragile for their function.
The study of the mechanical behavior of the two versions on different subjects has permit learn a lot about the disturbances of the two devices and check the validity of information and proposals from F. Leduc in his PFE.
Annick Koller les Rangiers tel Oa2 426 67 81 Industrial designer 2954 Asuei m zer year Preliminary project This gathering of information and detailed analysis of the problem lasted approx. 1 words and a allowed to establish a list of tasks to be accomplished, to üxer the data and project restrictions, and to come up with a preliminary project and a work process presented on October 1 1998 to the set of the research group.
Present on this Day: J. Deguise, N. Duval, H. Yahia, N. Hagemelster, S.
Gangikia, B. Godbout, G.
Parent.
To do-list Improve the solidity of the device, by stiffening most of its components, this implies a search for suitable materials for each function.
The weight of the components should be as light as possible.
Improve its aesthetic appearance so that it can be a representative of the quality of work accomplished by the Orthopedic Imaging Research Group.
Improve the comfort of the device.
Improve the usability of the device by facilitating the installation of the device.
Rationalize the number of technicians' operations in order to save them time.
Establish an installation protocol.
Improve the accuracy of the device, finer adjustments.
Improve access to settings.
Size the device more precisely to define the patient group types Make a morphological study in order to be able to include a maximum of patients "
means ”in the system, be sure to have a suitable geometry of the frame to let pass the knee in movement and precision of the spacings and paths of the 3 supports.
Measure the rigidity (elasticity) of the “version 1 ~” frame in order to reproduce on the new device, since it seems comfortable.
Measure the spacing of "versionl" in order to calculate the maximum forces. and min. applied by different patients on the flexible frame during specific exercises in the goal of quantifying the comfort required and estimate the tissue dilation of very different subjects.
Reproduce the ergonomics of M.Sati orthoplasts.
Annick Kolier les Ranglers tel 002 426 67 81 Industrial designer 2954 Asuei Switzerland Final project and work process: October 4 to Nov 6.
The concept presented and accepted at this meeting on October 2 consists of produce a rigid frame in flexion and torsion, as light as possible.
Compensation for tissue expansion will be made by integrating springs at the orthoplasts.
Compliance with the specifications (list of tasks to be accomplished) Total estimated time for the concept: 5 weeks 1 week: Repair of damaged orthopiasts and manufacture of orthoplasts curved which would compensate for the 15 degree angle created by the deformation of the frame during exercises. Install a translation more practical than vIs for orthopiasts on the version l. locking by butterfly screw. Manufacture of a new, more flexible bar replacing the old one.
Meanwhile Shafagh will assess the rigidity of the frame "version 1 with F. Boudreault.
Once the device is repaired Shafagh will be able to carry out comparative tests orthopl. rights v.
orthopl. curved.
1 week: While waiting for these results we will do (av. Nicola) a research antropometric to determine a group of average subjects caught in a adult population average h: f. who the device will be used for. This research will help us to size the device: size of the arc and spacing of the orthoplasts. To date does not exist precise information on this subject in the laboratory.
1 week: Measures of the forces applied to the device by subjects of the laboratory corresponding to the group of average subjects, measurements of the different dilations from fabrics to level of orthoplasts, measurement of the distance of the condyle support compared to orthoplast mediate. And calculation of these efforts.
1 week: General sizing of the device, research of materials adequate, search for suppliers, machine shops, etc.
1 week: presentation of the final concept: Refining solutions and presentation for acceptance of the dimensions and overall operation of the device.
Annick Koiler les Rangiers tel Oa2 426 67 81 Industrial designer 2954 Asuel wttzer and Final project and work process Results - Curved orthoplasts do not give the expected results at reproducibility but are comfortable (see report by S. Gangikla). That's why we let's abandon this idea, in favor of straight orthoplasts similar to those of M.Sati, which give them good results.
-The new flexible bar added to prototype 1 also gives good results.
-The rigidity of device 1 was estimated by F. Boudreauit and S. Gangikia.
(see Appendix.).
~ The anthropometric research undertaken by Nicole with Francis Forest from the institute of medicine in anthropology has given us enough information to determine a group of average subjects that will be tested The average female and male adult knee is 110.456mm. more or less 12.65mm for standard deviation. see table c1 below. The dimensions of the knees to be tested will including a width of 98mm to 124mm above the knee (see sketch).
Count. Mean Std.
H. Top 226 515.137 38.681 430-627 ' enou 226 466.805 34,764 391,549, H. Cond. Fm 226 406.668 29.958 330 481 ext.
H. Below enou Width above 226 110.456 5 '82 152 enou 226 101.367 8: 9-54 80 126 Lar.Cond. 226 96.801 9.51 74 125 Fm ext Lar.Bottom enou Pe;. Above 226 389.416 35.702. 316 504 enou 226 363,336 27,271 305 463 P.Cond. Fm 226 335.257 26.485. 281,412 ext P. Below enou Pv. Top 226 126.863 12.679 9g enou _ 17.1 Pv.Coud. 226 121.058 10.792 ~ 95 ISU ' Fm ext 226 109,279 10,843 87 140 Pv. Bottom 78 7.744 12.117 _m ~., V
enou Diff cW -int.
a ~
The measurements of the forces applied to the device 1 by different subjects we give them following results: Types of exercises performed .- _ ~ x Annick Koller les Rangiers tai Oô2 426 67 8 t ~ sâgner ndustr el 2954 suel Switzerland Defining project and work process We found that the greater spacing difference of ortltoplasts was located forward bending and full leg extension.
Results.
Orlhoplast gauge measurements ersonnesextensionflexion difference re a ~ l L max L min F max F min with V
180, 150.75 10 86; 96 87.2 11.25 1.25 25.8752 Nioola 5 ''. 875 .
188.7 153.25 13.5 - 7? 16 ~ 17.2 3.75 39.58, . 9 8 187 154 13 '85' ~, 5 17.5 4.5 40.25, 187 10.35 180.7 8.3 77.9. 88.1 17.5 11.2 40.25 25.76 Shategh 187 . 153.7 13.5 91.2 89.8 17.7 4.2 40.71 9.66 Jacques, 2 71.5 154.25 18.25 83.8 88.3522 4.75 50.8 10 177.4 159.9 17.3 '74.8 85.3 27.8 10.4 64.17, 23.92 initial length 148.5 dismayed ~ ~ 2.3 Sketch of orthopiasing spacing measurements:
1 appsreil at rest Long distance mtn (flexron av.) B max. spacing (compact extension) lo Annick Koller les Rangiers tel 03'1 426 67 81 Industrial designer 2954 Asuei Switzerland Final project These results allow us to estimate on 7 average subjects but very different the dilation of moving fabrics to be compensated by the springs as well as the max. and min. what is movements can apply to the said springs.
Diagram of the spacing of the orthoplasts on the upcoming prototype.
'' Annick Koller les Rangiers tel OQ2 426 67 81 Industrial designer 2954 Asuel Switzerland Final project In order to offer more effective and precise condyle support measures have been taken on eight subjects with very different morphologies at the laboratory. Height and length are contact details which go from the axis of the medial ortho to the center of the condyle of each of the subjects The results are as follows:
AX L ~
c: ~ e'tHC PUS \ l 7E iAL
- '~ ~:' ~ C
~ VN uY L .. ~ ~
~~ A ~ llyn, 0 ~~.
CONDYLE support path Annick Koller les Rangiers tel 002 426 67 81 Industrial designer 2954 Asuel Switzerland Final project Final solutions The presentation of the final dimensions, of the general functioning of the parts mechanical and choice of springs to order was made on Friday 6 November in the presence by J.Deguise and other members of the Iaboratolre (see annex to sketches and drawings presented).
Materials -The frame will be a rectangular carbon fiber tube structure that 1 to our opinion will be very rigid in bending and twisting and very light.
-The chosen springs (see appendix) are made of stainless steel.
been tested and seems not create magnetic interference. They were estimated and chosen by B.
Godbout but like some precise data to choose them were missing easily replace if are not suitable.
-The fastrack will be screwed into its own.
-The orthoplasts respect the design of Marwan Sati and will be manufactured in "
nylon "so to slide into the dwellings which Isur are intended for and which are also in nylon. Nylon tolerates cleaning with alcohol and resists animal fat.
-The main bootmakers will be in pvc which is a fairly plastic rigid, easily machinable and available on the market.
-the condyle support will also be made of pvc -The bar will be made in "texan" because this material has good shape memory and may be subject to repeated bending, even with a very thin thickness.
Operation -Settings: we think you just have to move the lateral orthoplast to set the distance because the condyle support is adjustable in the same axis too.
We thus reduce the number of operations.
-As said above the condyle support can pivot and be "translated"
as well as blocked by a small “alleu” key. It will also have a depth adjustment which is will move manually using a wheel.
-The flexible bar will be mounted on an axis perpendicular to the directions of orthoplasts, this will allow to adapt the angle "p" of the leg without harming its primary role which is to prevent the proximo-dlstaux movements of the system by suspension of the latter.
-The chosen springs can be changed if they are not suitable by disassembly of the orthoplast by slightly lifting their boot.
-the cables are fitted with small velcro patches allowing them to hang on the straps of attachment, this solves the problem of cable obstruction.
Annick Koller les Rangiers tel OQ2 426 67 81 General dice 2954 Asuel Switzerland Final project completed Nov. 8 to Nov. 21
2 semaines au moins sont nécessaires à la réalisation des dessins techniques définitifs et au raffinage des mécanismes.
C'est Borislav Anguelov qul est chargé de la production des dessins AUTOCAD, le concept est assez complexe et tient sur des ajustements et assemblages précis, aussi nous pensons qu'une fraiseuse CNC est nécessaire pour la production de certaines pièces.
Pendant ce temps je m'occuperai des commandes et choix des matériaux , chercher et transporter ces derniers, assurer la planification et le contr3le du projet.
Prototype : 22 nov. au 5 déc.
2 semaines minimum sont n6cessairos à la réalisation du prototype.
Débitage , moulage, ponçage, ajustement des pibces à produire et disponibilité
de l'atelier sont relativement estimables.
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Annick Koller les Rangiers tel 032 426 6' 8 t Designer industriel 2954 Asuel Switzerland Système de maintien pour le genou Protocole d'installation des appuis Attention 1 Vérifier si l'appui condyle est desserré au niveau de l'axe de rotation , au besoin le dévisser absolument.
1. Repérer les 3 appuis sur la Jambe du sujet -Appui condyle sur le centre du condyle médiat .
-orthoplasts médiat entre le vastus médialis et le tendon sartorius.
-l'orthoplast latéral entre la bande illo tibiale et le biceps fémoris un peu au dessus du condyle.
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TEN ~Ji~, 5R2iC~il i+0 r'! ~Di ~lL At least 2 weeks are required to complete the technical drawings final and at refinement of mechanisms.
Borislav Anguelov is responsible for the production of AUTOCAD drawings, the concept is quite complex and fits on precise adjustments and assemblies, also we believe that a CNC milling machine is necessary for the production of certain parts.
During this time I will take care of orders and choice of materials, seek and transport these, ensure the planning and control of the project.
Prototype: Nov. 22 to Dec. 5 2 weeks minimum are necessary for the realization of the prototype.
Debitage, molding, sanding, adjustment of the parts to be produced and availability from the workshop are relatively estimable.
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Annick Koller les Rangiers tel 032 426 6 '8 t Industrial designer 2954 Asuel Switzerland Knee support system Support installation protocol Caution 1 Check whether the condyle support is loose at the axis of the rotation, if necessary unscrew absolutely.
1. Locate the 3 supports on the Subject's Leg - Condyle support on the center of the medial condyle.
- medial orthoplasts between the vastus medialis and the sartorius tendon.
-lateral orthoplast between the illo-tibial band and the biceps femoris a little above the condyle.
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