隨著經濟社會的發(fā)展,截肢患者對接受腔的舒適度要求日益提高。為了使截肢患者穿戴接受腔更舒適,減小對殘肢的損傷,加速接受腔的制作周期,非常需要改進假肢接受腔設計制作方法。殘肢-接受腔界面生物力學特性的研究不僅會直接影響假肢的適配性,而且也是對接受腔結構進行優(yōu)化設計的基礎。本文根據(jù)小腿截肢患者的CT圖像經三維重建得到骨骼、軟組織的幾何模型。根據(jù)修型原理進行接受腔的計算機輔助設計。利用有限元分析方法研究站立狀態(tài)下的殘肢-接受腔界面正應力及剪切應力的分布情況,然后根據(jù)有限元結果反饋指導,對接受腔進行迭代設計,并再次進行評估,最終得到了能較好實現(xiàn)功能傳遞性和安全舒適性的接受腔模型。論文主要內容及結論如下:(1)將患者殘肢的CT掃描數(shù)據(jù)導入到醫(yī)學圖像處理軟件Mimics進行處理,并經過Geomagic、UG三維重建得到殘肢的股骨、脛骨和軟組織的幾何模型。(2)通過使用計算機輔助設計技術,根據(jù)殘肢各個部位的組織結構不同的承受能力作為修型原理對接受腔進行正向建模設計。(3)選用Mooney-Revlin超彈性模型定義軟組織的材料特性,通過有限元分析站立狀態(tài)下的殘肢-接受腔界面正應力及剪切應力的分布情況。使用超彈性材料定義軟組織的材料特性,可以更好地模擬系統(tǒng)的非線性特點以及殘肢接受腔接觸界面的大變形情況,提高了有限元分析結果的可靠性。(4)根據(jù)有限元結果反饋指導,對接受腔進行迭代設計,并對再次修型后的接受腔與殘肢界面應力進行分析,得出殘肢表面的應力分布情況與參考文獻的計算結果基本一致,殘肢軟組織各區(qū)域的應力值均低于疼痛閾值,符合設計標準。最終得到了能較好實現(xiàn)功能傳遞性和安全舒適性的接受腔模型。(5)根據(jù)人體步態(tài)分析結果,通過有限元分析得到了殘肢-接受腔系統(tǒng)在步態(tài)周期內的界面正應力的分布情況及各時相下的變化規(guī)律。本文采用逆正向結合的建模方法對接受腔進行迭代設計,并根據(jù)有限元結果進行反饋指導,最終設計好的接受腔模型可以利用3D打印快速制造得到接受腔實體,相對于現(xiàn)有的研究只是通過在有限元軟件中對節(jié)點強制施加位移來實現(xiàn)接受腔的修型,更具有直接的臨床使用價值。建立了小腿假肢接受腔設計及評估系統(tǒng),將數(shù)字化技術與康復醫(yī)學工程結合在一起,有效地提髙了假肢接受腔的制作效率和質量。
【學位單位】：內蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;R496
【部分圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論1.1 課題研究背景截肢可能是一個人生命中最具創(chuàng)傷性的事件之一。除了活動能力的喪失，截肢者的心理影響和經濟損失都是巨大的。當人由于意外事故、暴力行為、嚴重創(chuàng)傷或者各種血管疾病被截肢時，可以通過安裝假肢來恢復外觀和活動能力，提高獨立生活的能力，從而提高截肢患者的生活質量，減輕家庭及社會的負擔。安裝假肢的目的是：使用假肢作為完整身體的代償，恢復患者的自尊[1]，使患者能夠正常和獨立的行走（如圖 1-1 所示）。近年來，患者對假肢功能、穿著舒適度、輕便耐用性和外觀的要求越來越嚴格。

內蒙古工業(yè)大學碩士學位論文生理條件、病變過程和發(fā)病機制，試圖從從生理學角度殘端和接受腔之間界面應力分布的研究。但截至目前，的解決，壓瘡、深層軟組織損傷、肌肉萎縮等仍在不斷結構和接受腔功能般由懸吊裝置、接受腔、支撐構件和假腳 4 個部分組件的結構設計直接影響患者活動能力和外觀的恢復水

c）制作陽型 d）抽真空注塑制作接受腔（2）取型：小腿假肢取型并不是對患者殘肢的簡單復制過程。它的制作原理需假肢懸吊原理、承重原理、運動和力傳遞原理來實現(xiàn)。取型過程如下：在殘肢上記，具體的標記有髕韌帶中點、脛骨殘端、腓骨殘端，給患者殘肢穿上用水浸濕型襪，用石膏繃帶纏繞殘肢，并施加取型手法，使殘肢在一定壓縮量下得到陰模。（3）灌漿修型：將石膏漿倒入石膏陰模內，經冷卻固化得到石膏陽模。用石膏、砂紙等工具對適合承重區(qū)進行刮削，刮削深度在 2-12mm 不等；而對于壓力敏，則需要進行填補修型，增補厚度控制在最小限度內，以防接受腔過松。（4）調試：根據(jù)修型后的石膏陽模制作接受腔，經患者試戴后對患者感覺不舒地方進行修改；（5）塑型：調試完成后，焊接聚乙烯醇薄膜，套纖維增強材料，灌入丙稀酸樹附在陽模上經過抽真空冷卻定型，然后把石膏震碎除掉，打磨接受腔使其圓滑，圖 1- 3 傳統(tǒng)小腿假肢的制作過程Figure 1- 3 The production process of traditional calf prosthesis
【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

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相關博士學位論文 前1條

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本文編號：2838774