Kuidas ennustada taastusravi meditsiiniseadmete komponentide eluiga?

Taastusravi meditsiiniseadmete komponentide eluea prognoosimine on patsiendi ohutuse tagamiseks, hoolduskulude optimeerimiseks ja seadmete haldamise tõhususe parandamiseks ülioluline. Teid ei huvita mitte ainult "kui kaua see vastu peab", vaid ka "millal see välja vahetada" ja "kuidas ootamatuid tõrkeid vältida". Selle taga on süstemaatiline lähenemine, mis ühendab inseneriteadusi, andmeteadust ja kliinilist praktikat.

 

Taastusravi meditsiiniseadmete komponentide eluea prognoosimise põhimeetod on järgmine: põhineb materjali väsimuse analüüsil, kiirendatud vananemistestimisel ja tööandmete modelleerimisel koos tõrkerežiimi hindamisega, et saavutada üleminek "kogemuse{0}}põhiselt hinnangutelt" "teaduslikule prognoosile".

 

Materjali väsimuse eluea analüüs: ennustamine "Millal see praguneb" Korduvale pingele alluvate komponentide (nt välisskeleti liigeste teljed ja kõnnakutreeningmasina ühendused) rikke peamiseks põhjuseks on väsimus.

 

Põhimõte: eeldatava eluea arvutamine konkreetsete koormustsüklite korral, kasutades materjali S-N kõverat (pinge-elueakõverat) ja Mineri lineaarset kumulatiivset kahjustusteooriat.

 

Peamised sammud:
1. Määrake komponentide töökoormuse spekter (nt päevased sammud × kehamassi löögijõud).
2. Määrake materjalide väsimuspiir (nt titaanisulamid peavad tavaliselt tõrgeteta vastu 5 × 10⁵ tsüklit).
3. Kasutage pingejaotuse modelleerimiseks ja kõrge -riskiga piirkondade tuvastamiseks lõplike elementide meetodi (FEM) simulatsiooni.
4. Ohutu kasutusaja arvutamiseks kombineerige tegelik kasutussagedus.

 

Näiteks taastusraviroboti puusaliigese telje prognoositav väsimus 80 kg kaaluva patsiendi simuleeritud seisundis, kes kõnnib iga päev 5000 sammu, on 3,2 aastat. Mittepurustavad testid on soovitatavad iga 2 aasta järel.

 

Kiirendatud vananemise test: aja kokkusurumise simuleerimine

Polümeermaterjalide (nt silikoonkummist tihendid, PEEK-vuukide vooderdised) puhul on peamised rikkemehhanismid keemiline lagunemine ja füüsiline vananemine.

 

Meetod: vastavalt ASTM F1980 standardile asetatakse proovid materjali vananemisprotsessi kiirendamiseks kõrge -temperatuuri ja kõrge niiskusega keskkonda.

 

Teisendusvalem: Arrheniuse mudelit kasutades teisendatakse kiirendatud katseaeg tavapäraseks kasutuseaks.