假肢接受腔界面应力的有限元分析

假肢是用来代偿正常人体截肢部位机能和外表形状的装置,安装假肢是截肢患者恢复活动能力和外观的主要康复手段。假肢接受腔作为人与机械系统之间生物力学的界面,是截肢患者肢体残端和假肢之间载荷传递的惟一通道,必须根据患者的具体情况因人而异,以满足功能性、舒适性的要求。一个完整的残肢接受腔有限元模型包括几何模型、材料特性、载荷状况和模型边界条件。下肢残肢-假肢接受腔界面应力的有限元理论仿真要求能够达到快速建立几何模型、准确模拟不同部位的材质特性、定义人机界面的接触特征、精确施加动态载荷。假肢接受腔以人工假肢个性化制造为研究对象,运用有限元法进行生物力学分析,并集成了生物医学、三维计算机辅助设计技术和快速成型技术。     

小腿截肢患者残端应力的三维有限元动态分析

目的:研究接受腔/残肢界面应力分布特征,为假肢优化设计提供基础。方法:基于核磁共振图像,获得小腿截肢患者残端和假肢几何特征,建立三维非线性有限元模型,通过比较站立状态和行走过程中的界面应力,研究动态载荷对界面压力的影响。结果:界面压力主要分布在髌韧带、胫骨内外侧和窝区,一个平地正常速度行走的步态周期内,残肢界面的最大平均正压力是单腿站立状态下的1.15倍,最大平均切应力是单腿站立状态的1.4倍。结论:动态载荷使残肢和接受腔之间的界面应力增大,行走过程的动态影响不宜忽略。     

下肢截肢的非理想残肢及临床处理

对５９例下肢截肢患者理想残肢与非理想残肢进行了复习，其中非理想残肢５０例（８４．７％），分为不良残肢及残肢并发症２种，列举了它的各种表现，说明了非理想残肢对假肢穿戴的主要影响和临床处理方法。从非理想残肢发生率之高，强调了外科医生应重视截肢与假肢的现代理论与技术的必要性。现代假肢为闭合的全面接触全面承重的接受腔，故传统的截肢方法造成的园锥形残肢已不适用于现代假肢接受腔的安装。     

截肢术后的康复医疗特点

截肢后安装假肢是重建肢体功能的重要手段,及时正确的康复训练有助于充分发挥假肢的代偿作用,让患者尽早回归社会。文章就截肢康复的重要性、我国截肢康复的现状、现代截肢康复的特点及主要方法等作一综述。     

四杆机构膝关节控制力矩分析

传统假肢膝关节通过油缸、气缸或者其他装置来控制力矩,并在装配时一次调定[1 2 ] 。然而,一次调整不可能完全适应整个步态周期和情况变化的要求。本文对四杆机构膝关节所需要的控制力矩进行分析。1四杆机构运动学分析与设计在充分考虑承重稳定裕度角、相对瞬心距和摆动期脚离地高度等因素的前提下[3] ,选择经过优化的四杆机构的机构尺寸,见图1。其中,L1长6 1mm ,L2 :32mm ,L3:5 7mm ,L4 :2 0mm。在计算膝关节需要控制力矩时,不可忽略小腿和足的惯性力。为了得到小腿和足的惯性力矩和总质心G的惯性力,首先对四杆机构进行运动学分析。假设…     

坐骨包容式接受腔的适配和对线的方法

1坐骨包窖式接受腔的优点和特点 1.1 四边形接受腔的缺点 受坐骨结节支撑体重理论的影响，1950年开发了四边形接受腔（QL接受腔，图1），这种接受腔的平面设计为前后（A-P）径短，内外（M-L）径长。因此，股骨获得前后壁的支持，而在M-L方向容易摆动；对站立相稳定起作用的股骨失去了M-L方向的支持，在外展肌群的收缩作用下被迫外展。结果，本应稳定骨盆（躯干）的外展肌群变得松弛，导致侧方稳定性丧失，引起躯干侧倾等异常步态；由于股骨的外展，接受腔外壁受残肢的向外挤压，骨盆朝内侧移动（图2），这由支撑中期能观察到接受腔的侧向移动而得到证实；同时还会出现会阴部压迫感和股骨远端外侧压迫痛。也正是前后径短，造成对长收肌、胭绳肌、股三角部位过度压迫，引起疼痛感。长时间穿用这种接受腔，就会产生前后方向的不舒适，或坐骨结节部位压痛、皮肤磨破。     

步态分析在假肢设计中的应用

步态分析是现代假肢仿生设计的重要依据和工具，文章结合智能多轴膝关节设计实例，从设计目标、机构设计和控制系统3个层次介绍了步态分析在假肢设计中的应用。     

小腿假肢接受腔-残肢生物机械系统三维重构

目的：建立小腿假肢接受腔-残肢生物机械系统三维几何模型。方法：以一名25岁男性小腿截肢患者为对象，采用三维坐标测量和核磁共振成像获得原始数据，利用软件MIMICS、SURFACER、SOLIDWORKS等实现了接受腔和残肢的三维重构．并根据接受腔修型模式等完成了系统装配。结果：数字化三维模型较精确的反映了接受腔-残肢系统的几何特征。结论：这种低成本方法可用于假肢数字化设计、有限元分析和计算机辅助制造。     

现代截肢观念及现代截肢术后康复

截肢康复是指从截肢手术到术后处理、康复训练、临时与正式假肢的安装和使用,直到重返家庭与社会的全过程。文章重点论述了截肢部位的选择,现代截肢手术的改进,儿童截肢的特点,大腿截肢手术特点以及影响假肢穿戴的非理想残肢的康复。     

小腿残肢与假肢接受腔界面应力的理论研究

安装假肢是截肢患者恢复活动能力和外观的主要康复手段.假肢接受腔作为截肢患者肢体残端和假肢之间载荷传递的唯一通道[1],是影响假肢适配性的重要部件.残肢软组织不适合承重,过高的压力和剪应力会导致残端皮肤和软组织的破坏[2].因此,研究残肢-接受腔之间界面的载荷传递特性对提高假肢性能非常重要.