External mechatronic orthopaedic fixators-modelling, computer simulations and clinical experiences

Abstract

This paper presents some selected issues of modelling and simulation of physical performance of the External Unilateral Mechatronic Orthopaedic Fixator-Bone (EUMOFB) system intended for treatment of shafts of long bones. The model structure includes both a nominal model of the system and a mathematical model design technique. The research inquiry has been limited to discrete models. While considering a clinic postulate of functional treatment of fractures, it has been introduced a stability concept in technical terms. A monitoring method for fracture healing process where both measures of bone union and heuristic techniques depending on artificial feedforward neural networks have been employed is presented too. The test readings were used to build fixators of a new generation. Some results obtained in environment of a clinic are also presented in this paper.Mechatroniczne ortopedyczne stabilizatory zewnętrzne - modelowanie, symulacja komputerowa i badania kliniczne. Artykuł prezentuje wybrane zagadnienia dotyczące modelowania i symulacji układu: mechatroniczny ortopedyczny unilateralny zewnętrzny stabilizator - kość, przeznaczonego do leczenia trzonów kości długich. Zaprezentowano model nominalny oraz odpowiadający mu model matematyczny, przy czym ograniczono się do modelu dyskretnego. Pokazano związek między klinicznym postulatem czynnościowego leczenia złamań, a pojęciem stateczności technicznej. W artykule zaprezentowano również metodę oceny zrostu kostnego z wykorzystaniem tzw. miar zrostu kostnego oraz metodę symulacji procesów zrostowych wykorzystującą technikę sztucznych sieci neuronowych. Analiza i badania posłużyły do budowy stabilizatora nowej generacji. W pracy przedstawiono również wybrane badania kliniczne