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目的针对高弓足等有足底减压需求的人群,设计一种具有分区域梯度硬度的定制化鞋垫。方法设计一种功能梯度结构,应用于定制化鞋垫,使鞋垫不同区域具有梯度变换趋势的硬度特征。通过力学试验,研究结构单元参数和模量之间的关系。采集志愿者足部几何形状和足底压力分布数据,根据压力等高线对足底区域进行划分,以此组装结构单元。设计4种定制化鞋垫:普通平板鞋垫、优化平板鞋垫、普通全接触鞋垫、优化全接触鞋垫。通过熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)打印,再进行足底压力测试实验,验证分区域的优化设计。结果所设计的鞋垫可使高弓足测试者足部峰值压力在静态站立、步态状态下分别降低52.8%、18.43%。结论该方法可用于设计定制鞋垫,如针对糖尿病足、高弓足的功能鞋垫,提供更好的减压功能。研究结果为临床保守治疗有减压需求的足部疾病提供参考。 相似文献
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目的 针对足下垂步态患者,设计一种刚度可调的前置式踝足矫形器(ankle foot orthosis, AFO),实现对患者踝关节病态跖屈的最佳限制以恢复踝关节自然步态的目的。方法 通过自制实验装置测得10名18~55岁肌肉无力导致足下垂男性患者畸形矫正所需的最小矫治力矩,应用于AFO材料选择。通过力学拉伸实验,研究不同填充结构及填充率参数和弹性模量的关系。选取1名典型性足下垂患者,以其足部几何数据和优选的填充材料和填充结构3D打印快速制作出贴合患者足部形状的前置式AFO,进行赤足和穿戴两种AFO(前置式刚性和前置式柔性)情况下运动学和跖屈肌群表面肌电的测试,验证AFO对跖屈最佳限制的有效性和踝关节外翻、跖屈功能保留的程度。结果 10位足下垂患者所需的最小矫正力矩为2.16 N·m。相比前置式刚性AFO,穿戴前置式柔性AFO时,踝关节跖屈活动度增加67.8%;内外翻活动度增加88.6%;负责跖屈功能的比目鱼肌、腓肠肌内侧头和腓肠肌外侧头激活程度也分别减少38.3%、46.6%和55.8%。结论 该刚度可调式AFO可用于足下垂患者的个性化矫形定制,具备更有效、更适合日常长期使用的矫形功能... 相似文献
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目的 根据临床中平足与高弓足量化评估的要求,提出一种基于足压数据主成分分析(principal component analysis, PCA)智能快速足弓形态检测方法,并验证其临床有效性。方法 纳入诊断为足弓异常与足弓健康的志愿者,设计研发一套便携式足弓智能检测系统。采用44×52阵列式薄膜压阻传感器,采集静态站立式足底压力分布数据,利用自行编写的PCA算法自动拟合足轴线,进行足弓诊断并生成诊断报告。将足压采集结果与现有设备进行比对,验证足压数据的准确性。对于平足、高弓足和正常3类足弓的判别算法,通过对比临床诊断验证评估准确性。结果 该系统与现有压力采集设备的测量结果具有较好的相关性,接触面积偏差低于3.2%,计算拟合的足轴线与临床定义角度偏差小于1°,且该系统能获得与临床中足弓形态诊断相符率92.6%的评估结果。结论 引入PCA对足轴线自动化拟合,实现了快速而准确提取足弓信息的目的。该方法可用于临床实践中平足与高弓足的辅助筛查,有助于开展足弓畸形程度的量化分析和病理机制的研究。 相似文献
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