大腿假肢接受腔几何建模方法和实验研究

目的 探讨大腿假肢接受腔的几何建模方法.方法 通过统计分析建立接受腔参考形状并集成进计算机辅助接受腔设计CASD软件.接受腔设计时,根据残端的测量数据,利用参考形状变化得到个体化的初始接受腔形状;借助OpenGL环境下的三维交互选择和修改方法,得到最终的接受腔几何形状.在专用数控设备上进行加工试验.结果 该方法操作简便,设计和制作的接受腔附模形状一致,满足精度要求.结论 本方法基本符合临床需求,但需要进一步优化交互修改时的模型表面变化规律.     

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。     

假肢接受腔的问题

根据假肢接受腔的功能和基本要求，全面分析假肢接受腔在整个装配过程中常出现的问题和原因，对患者的假肢装配提供了理论依据和技术指导。     

假肢接受腔的计算机辅助设计和应力分析模型

通过建立三维有限元模型来分析大腿假肢接受腔与残肢之间的载荷传递。此模型基于残肢、骨和接受腔的几何形状 ,使用非线性弹性的软组织特性 ,考虑界面摩擦滑动条件 ,施加相同于行走中的外部载荷。同临床试验测试的结果进行对比表明了模型的准确性。     

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。     

假肢接受腔计算机辅助设计与制造系统的研制

利用自主知识产权软件，将假肢接受腔的数学模型，以三维图形显示，并可进行各种修改，将数据转换成数控加工设备的控制代码输出。丰富了假肢接受腔设计理论，建立了适合中国人体型的假肢接受腔数学模型；建立了假肢接受腔辅助设计平台，实现了假肢接受腔计算机辅助设计与制造技术的集成。     

小腿假肢接受腔计算机三维模型的构建

背景: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惟一通道,是影响假肢适配性的重要部件.假肢接受腔的三维建模是接受腔实用性的关键,可以在测量时得到更准确的数据.目的:建立假肢接受腔计算机三维模型,为接受腔有限元分析提供数据基础,为加工制造接受腔提供可靠的参数.方法:选择1例32岁右侧小腿截肢的男性患者,髋关节各肌力正常,髋18°屈曲挛缩,其他关节活动度正常.根据患者CT和核磁共振扫描图像,采用Mimics10.0软件处理数据,构建假肢接受腔计算机三维模型,准确模拟残肢和接受腔的结构.结果与结论:建立的小腿残肢和接受腔计算机三维模型比较准确地反映了接受腔和残肢的几何特征和外部轮廓.假肢接受腔三维模型的建立有助于提高制作的成功率,从根本上改变传统依靠手工设计、测量、取型、修型等落后的生产模式.     

假肢接受腔计算机辅助设计与制造系统的研制

利用自主知识产权软件,将假肢接受腔的数学模型,以三维图形显示,并可进行各种修改,将数据转换成数控加工设备的控制代码输出。丰富了假肢接受腔设计理论,建立了适合中国人体型的假肢接受腔数学模型;建立了假肢接受腔辅助设计平台,实现了假肢接受腔计算机辅助设计与制造技术的集成。     

假肢接受腔计算机辅助设计与制造系统的研制

目的 :以假肢接受腔数学模型为模版 ,将临床经验结合当今高新技术 ,自动设计与制造假肢接受腔 ,造福残疾人。方法 :利用自主知识产权软件 ,将假肢接受腔的数学模型 ,以三维图形显示 ,并可进行各种修改 ,将数据转换成数控加工设备的控制代码输出。结果 :丰富了假肢接受腔设计理论 ,建立了适合中国人体型的假肢接受腔数学模型 ;建立了假肢接受腔辅助设计平台 ,实现了假肢接受腔计算机辅助设计与制造技术的集成。结论 :该系统是我国自行研制开发的第一套假肢接受腔计算机辅助设计与制造系统 ,该系统属国内首创 ,其主要性能指标达到国外同类产品水平     

假肢接受腔内衬套的细胞毒性及力学性能检测

目的 调查研究国内市售假肢接受腔内衬套的细胞毒性及力学性能现状。方法 收集国产厚度6 mm泡沫内衬(A)、国产厚度5 mm EVA泡沫内衬(B)、德国产厚度5 mm EVA泡沫内衬(C)、德国产厚度12 mm PE泡沫内衬套(D)、冰岛产厚度3 mm硅胶内衬套(E)、德国产厚度4 mm凝胶内衬套(F)。应用显微镜观察与噻唑蓝比色法,进行不同内衬套细胞毒性检测。采用高锰酸钾消耗测定有机小分子物质含量。采用材料力学试验机对内衬套材料进行拉伸强度、扯断伸长率(%)、100%定伸强度的检测。采用邵氏硬度计进行硬度测试。结果 内衬套A、B、C和D的细胞毒性反应均为2级,内衬套E和F的细胞毒性反应均为0级。内衬套A、B、C高锰酸钾消耗量均超过150 mg/kg。除内衬套C外,其余5种产品硬度均≤70 HA。除内衬套D外,其余5种产品均拉伸强度> 1 MPa,断裂伸长率> 120.0%,100%定伸强度> 0.9 MPa。结论 因材料和生产工艺等原因6种样品的细胞毒性和力学性能有较大差异。     

假肢接受腔的问题

根据假肢接受腔的功能和基本要求,全面分析假肢接受腔在整个装配过程中常出现的问题和原因,对患者的假肢装配提供了理论依据和技术指导。     

基于先进制造平台的假肢接受腔计算机辅助制造系统

目的：为了克服手工制作假肢接受腔的缺点,将计算机辅助制造技术用于加工假肢接受腔,提高接受腔的质量和加工效率,减少对操作者知识和经验的要求。方法：基于先进制造平台建立假肢接受腔计算机辅助制造系统,进行系统的硬件设计和软件实现。先进制造平台的主要部件包括工控机,运动控制卡,松下全数字交流伺服控制系统,丝杠导轨,铣刀主轴电机,变频器,开关电源,限位开关及接近开关。软件主要包括参数设置、测试机器及开始加工 3 个功能模块。通过设置不同的指令脉冲输入和驱动器参数,调试出不同的电机转速。结果：实验结果显示,电机不仅有着自我保护的最高转速限制,而且即使在极低速运转的情况下,电机的运转现象仍然非常平稳,不会出现振动现象,更符合假肢接受腔的加工特点,可以加工出满足残疾人需要的高质量假肢接受腔。结论：基于先进制造平台的假肢接受腔计算机辅助制造系统可以克服手工制作的缺点,确保产品质量,降低成本。可以把优秀假肢制作师长期积累的经验编入计算机设计程序,减少对操作者知识和经验的要求,提高假肢接受腔一次制作成功率,降低接受腔的质量不确定性,从根本上改变了过去依靠手工设计、测量、取型、修型等落后的生产模式。     

计算机辅助设计与制作大腿假肢的应用研究

目的 研究一套临床应用快捷、可行的计算机辅助接受腔设计与制作系统.方法 对基于三维扫描与逆向工程方法 的计算机辅助设计与制作假肢接受腔和传统手工制作的假肢接受腔的生物力学进行比较.结果 3例患者穿戴计算机辅助设计与制作接受腔假肢比传统手工制作假肢在静力学参数、步行动力学参数、残肢-接受腔界面压力显现相似或更好的指数.结论 计算机辅助设计与制作接受腔方法 可以满足患者使用假肢需求.     

释放接受腔股三角区的挤压力对大腿截肢者残肢肌肉萎缩的影响

目的:通过对两组不同类型的接受腔使用试验,观察不同接受腔对残肢肌肉萎缩速度的影响。方法:选取30例大腿截肢后首次安装假肢的患者,随机分为试验组和对照组,观察截肢者使用两种接受腔后6个月、12个月后的残肢肌肉萎缩情况,分析引起肌肉萎缩的原因。结果:试验组15例使用坐骨包容接受腔,6个月后残肢萎缩约2.0%—3.0%,12个月后残肢围长变化为5.0%—7.0%;对照组13例使用坐骨承重接受腔,6个月后残肢萎缩约4.0%—6.0%,12个月后萎缩约8.0%—9.2%。结论:假肢的接受腔部件是连接假肢与残肢的主要载体,不同形式的接受腔设计可明显影响残肢肌肉萎缩的速度。坐骨包容接受腔是目前最为先进的设计,它能实现残肢与接受腔全接触,通过对股三角区的释放,残肢表面均匀的分布负荷等设计有效减缓残肢在使用假肢过程中的肌肉萎缩速度。     

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.     

假肢接受的计算机辅助设计和应用分析模型

通过建立三维有限元模型来分析大腿假肢接受腔与残肢之间的载荷传递。此模型基于残肢、骨和接受腔的几何形状,使用非线性弹性的软组织特性,考虑界面摩擦滑动条件,施加相同于行走中的外部载荷。同临床试验测试的结果进行对比表明了模型准确性。     

超声测量在假肢接受腔设计中的应用

目的 利用超声成像技术提取小腿肢残患者残肢内外轮廓形状,为制作假肢接受腔提供一种残肢端部三维建模方法。 方法 将超声探头与残肢一同放入水中测量后进行图像重建和特征提取。入选患者分别穿戴利用超声、CT测量数据制作的小腿接受腔假肢,并对比患者穿戴不同假肢时其肢体运动功能差异。 结果 通过超声测量、处理获得的小腿残端三维模型可见皮肤、骨骼轮廓光滑清晰,能较真实地呈现患者小腿残肢形状结构。入选患者分别穿戴利用超声、CT扫描数据制作的小腿接受腔假肢时其肢体运动功能无明显差异（P>0.05）。 结论 借助超声测量提取残肢内外轮廓数据具有成本低、易于操作、无辐射损伤等优点,能为计算机辅助设计及制作假肢接受腔提供准确建模数据。     

全骨盆切除后胸廓承重接受腔和交互步态行走假肢适配1例报道

目的 探讨全骨盆切除术后胸廓承重接受腔和交互步态行走假肢的设计、装配和使用方法.方法 报道1例全骨盆切除术后患者.接受腔主要承重部位在下胸廓,悬吊依靠接受腔前后方向作用力,行走假肢由接受腔、交互步态行走矫形器的髋关节、假肢膝关节和SACH假脚组成,调节对线,进行步行训练.结果 患者借助接受腔直立每次可达4 h,借助腋拐...     

全面承重小腿假肢对小腿截肢后残肢肌肉萎缩速度的影响研究

目的:观察全面承重小腿假肢(TSB)对残肢肌肉萎缩速度的影响。方法:选取65例首次装配小腿假肢的患者,分为观察组30例和对照组35例,观察组采用TSB接受腔,对照组采用小腿假肢(PTK)接受腔。结果:2组使用假肢随访2年,观察组12及24个月残肢围长明显高于对照组(P0.05)。结论:全接触负重技术可有效减小残肢缓萎缩速度,提高接受腔适配性,是现代假肢接受腔适配技术的重要理念和新技术要求。