고객이 직면한 과제
1970년대 후반 미네소타 주 미네아폴리스에 설립된 Excelen Center for Bone & Joint Research에서는 정형외과용 임플란트, 기구 및 수술 절차를 검사하고 테스트합니다. 이 비영리 조직은 병진 연구에 대한 확고한 노력을 통해 의료, 학계 및 비즈니스 커뮤니티에 서비스를 제공합니다. 이러한 병진 연구에는 기존 요구와 예상 결과 사이의 긴밀한 연결을 보장하는 관행이 포함됩니다.
병진 연구는 수요가 많습니다. 골다공증, 골관절염 및 만성 요통이 모두 증가하고 있으며 미국 인구가 빠르게 고령화됨에 따라 더욱 효과적인 정형외과 혁신을 가능한 한 빨리 개발해야 할 필요성이 증가하고 있습니다.
Excelen의 수석 과학자이자 수석 엔지니어인 Andy Freeman은 "결과를 얻는 데 30년 걸리는 연구는 하고 싶지 않습니다. "저희는 다양한 기술을 살펴보고 이를 사용하여 즉각적인 환자 요구를 충족할 방법을 자문합니다."
Excelen은 매우 정확한 테스트 및 테스트 결과를 유지하는 동시에 증가하는 수요를 수용해야 하는 지속적인 과제에 직면했습니다. 실험실 작업의 60~70%를 차지하는 척추 관련 테스트에서는 이러한 정확성을 유지하는 것이 특히 어렵습니다. 이러한 테스트는 여러 종류의 장치에 맞게 설계되어야 하며 척추 운동은 역사적으로 테스트 실험실에서 복제하기가 어려웠습니다.
"척추 운동 테스트를 위한 많은 기술이 있으며 각각 고유한 문제가 있습니다." Freeman이 말했습니다. "레버식 설정으로 척추를 밀 수 있지만 의도하지 않게 구부러질 수 있습니다. 케이블/풀리 테스트가 가장 일반적이지만 시간이 오래 걸리고 때로는 수동 부하 적용이 필요하며 한 방향으로만 테스트할 수 있습니다. 시체에서 적출한 척추 시편은 빠르게 본래 기능을 잃으므로 테스트에 할애할 수 있는 시간이 너무 짧습니다."
MTS 솔루션
Excelen은 척추 연구를 포함한 대부분의 테스트에 세 가지 MTS 테스트 시스템을 사용합니다. 이들 시스템은 MTS Bionix® 다축 시스템, MTS Bionix 단축 시스템 및 기존 MTS Model 810 부하 프레임(30년 이상 사용되었음에도 불구하고 아직도 매일 사용됨)입니다. 이러한 시스템은 MTS FlexTest® 디지털 컨트롤과 MTS MultiPurpose TestWare® 소프트웨어의 조합을 통해 실행됩니다.
Freeman은 "다축 시스템은 여러 방향에서 동시에 테스트할 수 있기 때문에 척추 운동 연구에 특히 유용합니다."라고 합니다. "굴곡, 확장, 굽힘 및 비틀림을 동시에 결합하면 정지 및 재조정에 시간을 소비하지 않고도 매우 사실적인 방식으로 전체 범위 동작을 시뮬레이션할 수 있습니다."
Excelen 테스트 설정은 또한 동작 보존 및 척추 융합을 가능하게 하는 새로운 장치에 대한 척추 운동학 테스트와 보다 혁신적인 작업을 포함하는 다양한 테스트 시편 유형 및 크기에서 다양한 기술을 수행할 수 있는 유연성을 제공합니다. 예를 들어 Freeman의 팀은 C암 장치와 형광 투시를 통합하여 이식 장치가 실시간으로 어떻게 작동하는지 '확인'합니다. 팀은 또한 여러 대의 카메라로 동시에 테스트 시편의 움직임을 추적하여 장치의 효과에 대한 자세한 특성을 제공합니다. 모든 데이터 수집은 MTS MultiPurpose TestWare 인터페이스 내에서 조율됩니다.
Excelen의 연구 책임자 Joanie Bechtold 박사는 "저희가 조사하는 또 다른 복잡한 운동학 프로세스는 비틀림이나 굽힘을 적용할 때 골절 부위의 고정물이 얼마나 잘 견디는 지입니다."라고 합니다. "최근에 우리는 잠금 및 비 잠금 나사의 7가지 조합으로 비틀림 테스트를 수행했습니다. 외과 의사들은 저희의 결과물을 사용하여 더 비싸고 제거하기 어려운 잠금 나사의 수를 최소화했습니다. 결과를 통해 어떤 나사 패턴이 가장 효과적인지 식별하는 데도 도움이 되었습니다."
고객 혜택
Freeman에 따르면 MTS의 하드웨어 및 소프트웨어는 Excelen이 척추 운동 특성화를 더 빨리 완료하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 테스트의 전반적인 사실성을 향상시킵니다.
"저희가 만드는 힘과 순간은 실제 사람의 일상적인 동작과 거의 동일합니다." Freeman의 말입니다. "신호는 서로 위상이 맞지 않을 수 있습니다. 예를 들어 보행 동작을 복제하거나 피로 테스트를 위해 공격적인 순환 부하를 실행할 수 있습니다. 카메라, 스트레인 게이지 및 다른 모든 센서도 동시에 트리거하고 조정할 수 있습니다. 이 모든 것은 저희 테스트 결과에 대한 완전한 확신을 줍니다."
Excelen 팀은 최근 전국의 테스트 실험실에서 수행된 일련의 라운드 로빈 테스트를 통해 테스트 설정을 검증하기 위해 보다 과학적인 접근 방식을 선택했습니다.
"저희는 실험실에서 손상되지 않은 척추 운동 세그먼트를 테스트한 다음 미네소타 대학에서 동일한 시편을 테스트하고 캘리포니아에서 케이블/풀리를 사용하여 테스트하고, 마지막으로 아리조나에서 또 다른 척추 설정을 한 다음 반복 테스트를 위해 실험실로 돌아왔습니다." Freeman의 말입니다. "저희는 이를 통해 다른 실험실에서 이러한 테스트를 수행하는 방법을 확인하고 똑같은 시편을 사용하여 다양한 테스트 프로토콜의 결과를 비교할 수 있었습니다. 결과를 분석한 후 저희의 설정이 저희의 요구에 이상적으로 적합하다는 사실에 그 어느 때보다 만족합니다."
Freeman은 Excelen에서 장치 및 수술 기술을 성공적으로 검증하는 데 필수적인 생체 역학 엔지니어, 외과 의사 및 MTS 기술 직원 사이의 지속적인 협력을 언급합니다.
"외상 전문 외과의는 환자에게 필요한 사항에 대한 고유한 전문 지식을 제공합니다. 저희는 저희의 병진 연구 지식을 적용합니다. 그리고 MTS에서는 상당한 기계적 테스트 경험으로 저희를 지원합니다." Freeman의 말입니다. "이러한 팀워크를 통해 더 나은 임플란트, 기구 및 수술 절차가 더 빨리 시장에 출시될 수 있습니다. 실제 사람들의 실제 삶을 개선시키는 이야기를 할 때 시간 절약보다 더 중요한 것은 없습니다."
