按摩头形状对人体颈部组织力学作用的影响

目的通过建模仿真评价不同尺寸按摩头作用下的人体颈部组织响应,为按摩器设计提供指导。方法通过CT扫描获得按摩部位的人体组织灰度图像,使用逆向重建方法建立人体按摩部位组织的三维模型,使用非线性有限元方法分析在10 mm和15 mm两种半径按摩头在逐渐压入10 mm过程中肌肉和颈椎内承受应力、应变和按摩力的变化规律,以及对骨骼和组织的损伤和影响。结果 15 mm半径按摩头压入深度分别为6、7 mm时,局部最大应力分别为3.0、3.4 MPa,超过人体静脉损伤极限;压入深度6 mm时在颈椎骨产生1 MPa左右的应力。10 mm半径按摩头在压入深度分别为5、6 mm时,局部最大应力分别为3.2、3.7 MPa,超过人体静脉损伤极限;压入深度8 mm以上时在颈椎骨产生1 MPa以上的应力。结论从避免局部损伤来说,10 mm按摩头的按压深度不宜超过5 mm,15 mm半径按摩头不宜超过7 mm;大按摩头作用范围大,按摩力更柔和。