Fulltext

Vibration Analysis of Prosthesis for the through knee Amputation

تحليل الاهتزاز لطرف مبتور خلال الركبه

Mohsin J. Jweeg محسن جبر جويج --- Jana S. Jaffar جنه صادق جعفر

AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية
ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2016 Volume: 19 Issue: 1 Pages: 46-55
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Abstract

Prosthesis is an artificial extension that replaces a missing body part, lost by injury or missing from birth, or supplements, and a defective body part. Through-knee amputation should be considered as an alternative to trans femoral amputation. This work involves an experimental part to measure the Ground Reaction Force (GRF), and pressure distribution for both old and new prostheses. The interface pressure (IP) between leg and socket was measured by using F-Socket sensor. The natural frequency was measured using impact hammer test, while the vibration data (acceleration and frequency) are measured at the last stage for the patient at different positions during the gait cycle. The results show that the GRF for the designed prosthesis Gait cycle time in the left leg is equal to (1.50sec) and right leg is equal to(1.58sec). The maximum interface pressure (IP) is recorded in the Tensor fascia lata regions in the thigh part with (408KPa). Results show that the maximum vibration data was found at the thigh region with (2.09 m/s^2 and 2.66 Hz) for acceleration and frequency respectively. At thigh region for the old prosthesis and the maximum Vibration data was found at the thigh with (4.44 m/s^2 and 3.12 Hz) for acceleration and frequency respectively at thigh region for the designed prosthesis for the same person. From the hammer test, the natural frequency was found that for the first mode of the old prosthesis 33.2 Hz and for the designed prosthesis was 46.8 Hz.

الطرف هو امتداد اصطناعي يحل محل الجزء المفقود من الجسم نتيجة الحوادث او الفقدان الولادي او لعيوب لأسباب أخرى. ويمكن تأمل البتر خلال الركبه وكأنه بتر الـ Transfemoral. تضمن الجانب العملي في هذا البحث قياسات قوة رد الفعل الارضيةGRF وتوزيع الضغط لكلا الطرفين المقترح منقبل الباحث والمستخدم إضافة إلى قياس الضغط المتولد بين الساق والوقب باستخدام جهاز F-Socket sensor. إضافة إلى ذلك فقد تم قياس التردد الطبيعي باستخدام Hammer Test وتسجيل بيانات (التعجيل- التردد) في مواقع مختلفه اثناء دورة المشي.من نتائج ال GRF للطرف المصمم وجد ان زمن دورة المشي في الساق اليسرى 1.50 sec والساق اليمنى 1.58sec والضغط المتولد في منطقة الفخذ هو408 KPa . بينت النتائج ان القيم القصوى للتعجيل - التردد في منطقة الفخذ هي(2.09 m/s2 and 2.66 Hz) في حالة استخدام الطرف الاصطناعي القديم و (4.44 m/s2 and 3.12 Hz) في حالة استخدام الطرف الاصطناعي المقترح من قبل الباحث، من خلال اختبارات الاهتزاز باستخدام الـ Hammer كان التردد الطبيعي للنسق الاساس 33.2 Hz و46.8 Hz لكل من الطرفين الاصطناعيين القديم والمقترح استخدامه.

Keywords

Socket --- Gait cycle time --- Interface Pressure --- IP --- Natural Frequency.