@article { author = {Leilnahari, Karim and Fatouraee, Nasser and Ganjavian, Mohammad Saleh}, title = {Experimental Measurement and Numerical Modeling of Spine Alignment of the Lateral Sleep Position and Determining the Optimal Stiffness of Mattress Elements for Male Subjects}, journal = {Iranian Journal of Biomedical Engineering}, volume = {5}, number = {2}, pages = {161-170}, year = {2011}, publisher = {Iranian Society for Biomedical Engineering}, issn = {5869-2008}, eissn = {9685-8006}, doi = {10.22041/ijbme.2011.13149}, abstract = {Ergonomic factors have a direct influence on the quality of spine support during sleep. Previous studies have shown that a mattress with a homogeneous stiffness can not necessarily maintain the natural spinal alignment. Using mattresses with components of different stiffness could be considered as a possible solution instead. In this research a new mattress system having elements with different stiffness has been designed. The springs used in this mattress has been combined with a special slice of polyurethane foam, and each of them has its own specific spring constant. After acquiring the anthropometrical data of 25 male volunteers, they were asked to lie in a lateral position on soft and very stiff surfaces according to predefined conditions. Then the coordinates of the markers mounted on their spinous processes were registered through the optical tracking methods. In the next step the arrangement of the foam-spring elements were changed for each subject several times, in order to spinal alignment in a frontal plane was close to his normal alignment corresponding to the upright position. The post-processing of acquired data was considered off line.In order to qualify our experiments the BRG.LifeMod was used to model body position when lying on a mattress. The anthropometrical data of 4 subjects were used for the dimensional indexes of model. Several numerical models were built with several surfaces corresponding to the experimental essays. Once again the spinal alignment extracted. Results of both experimental and numerical modeling showed that the mattress with custom-made arrangement of the elements is an appropriate solution for the optimal support of the spine during sleep. The numerical modeling was able to predict the spinal alignment. The results of this research can be very useful in designing the custom-made sleep systems according to the ergonomic factors.}, keywords = {Ergonomics,mattress stiffness,lateral sleep position,sleep system modeling,custom-made}, title_fa = {اندازه گیری تجربی و شبیه سازی عددی راستای ستون مهره هنگام وضعیت خواب به پهلو و تعیین مقدار بهینه سفتی لازم برای هر جز تشک برای مردان}, abstract_fa = {هدف این مطالعه در دو بخش ،  بررسی عملکرد یک نوع جدید تشک با چیدمان سفارشی است .  در مرحله اول  راستای ستون مهره های مردان بر روی سطح سفت، نرم و تشک سفارشی چیدمان شده، استخراج و مورد مقایسه قرار گرفته است. در ابتدا پس از اخذ داده های ابعاد سنجی، از 25 داوطلب مرد خواسته شد تا بر روی  سطوح مذکور  بر اساس پروتکل از پیش تعیین شده ای، در وضعیت خواب به پهلو قرار گیرند. سپس مختصات مکانی نشانگرهای نصب شده بر روی زوائد خاری ستون مهره های آنان توسط روش ردیابی نوری در صفحه فرونتال اخذ گردید و  زاویه π-P8  از این راستا استخراج شد. مدل آماری آنالیز واریانس یک  طرفه   و آزمون تعقیبی نشان داد که  تفاوت معنی داری بین زاویه  π-P8  (p=0.001<0.05)  در بین سه تشک سفت، نرم و سفارشی وجود دارد. مشخص گردید که تشک با چیدمان سفارشی روشی مناسب برای نگهداری بهینه ستون مهره ها در هنگام خواب می باشد و تشکهای متداول با سفتی یکنواخت توانایی نگهداری راستای ستون مهره ها در وضعیت طبیعی را ندارند.  دربخش دوم جهت بررسی دقیق وضعیت بدن هنگام استقرار بر روی تشک، نرم افزار بی آرجی لایف مد  برای مدل سازی مورد استفاده قرار گرفت. از داده های ابعادسنجی 4 نفر شاخص از گروه های مختلف ابعادی برای مدل استفاده شد. مدل های ساخته شده بر روی سطوح مشابه آزمون تجربی  از لحاظ خصوصیات مکانیکی، قرار گرفته و توسط نرم افزار تحلیل گردیدند. پس از تطبیق داده های مدلسازی و آزمون تجربی مدلسازی ابزارتقریباً مناسبی برای پیش بینی رفتار ستون مهره ها بر روی سیستم خواب مشاهده شد و توانست تا حدود بسیاری رفتار ستون مهره ها را پیش بینی کند. و نیاز به سفتی سطح خواب چهار گروه مردان از لحاظ آنتروپومتری مشخص گردید.}, keywords_fa = {تشک,چیدمان سفارشی,مدلسازی سیستم خواب}, url = {https://www.ijbme.org/article_13149.html}, eprint = {https://www.ijbme.org/article_13149_fc2d35be79fadde72073c71e20187195.pdf} }