定制式增材制造膝关节矫形器间室减荷效果的有限元分析

通过构建膝关节与定制式增材制造膝关节矫形器有限元模型，模拟膝骨关节炎(KOA)患者佩戴矫形器前后的膝关节生物力学变化，验证矫形器的间室减荷效果，针对矫形器治疗效果开展定量化研究，可用于膝关节矫形器的临床疗效评价.实验经过上海交通大学医学院附属第九人民医院伦理委员会审批通过，招募一名膝骨关节炎的女性，对其膝关节进行光学体表及CT扫描，根据单侧减荷原理设计定制式增材制造膝关节矫形器，通过网格划分、材料赋值、边界设置等步骤，利用ANSYS等软件构建包括膝关节与定制式增材制造膝关节矫形器有限元模型，沿下肢负重轴方向对膝关节施加1 100 N的压缩载荷，进行仿真及应力分析，研究定制式增材制造膝关节矫形器对膝关节间室的减荷效果.针对KOA特性进行有限元分析，验证软骨、韧带及下肢皮肤对膝关节承载能力的影响.相较于未佩戴任何矫形器情况，佩戴定制式膝关节矫形器后，膝关节内翻角度减少、内侧压力向外侧转移且内侧间室压力明显降低.定制式增材制造膝关节矫形器可降低早中期内侧间室型膝骨关节炎患者在步行过程中膝关节内侧间室所产生的压力，减荷效果显著.     

踝足矫形器在脑瘫儿童运动康复中的应用研究进展

从踝足矫形器(AFO)设计的生物力学原理和临床适配性要求出发,围绕AFO在改善脑瘫患儿关节活动范围、提升粗大运动功能、提高平衡能力和纠正异常步态等临床应用方面进行综述,认为作为辅助踝关节运动的下肢矫形器,AFO特别适用于脑瘫患儿后遗症造成的运动功能障碍,但应避免由于其适配不当造成的临床疗效差异甚至弃用,提出逐步实现AFO在研究设计、生产制作、辅具教育和康复团队协作四个层面的结合,促进康复辅具事业的健康可持续发展.     

截瘫行走矫形器智能技术研究进展

 智能截瘫行走矫形器即截瘫行走机器人，是一种基于行走机器人技术的特殊功能性智能行走辅具，主要辅助脊髓损伤患者完成站立、行走和上下楼梯。分析了目前国内外截瘫行走机器人研究进展及代表性研究成果，总结了其基本构件、技术特征及存在的问题，展望了未来发展趋势。关键词截瘫行走矫形器；智能行走辅具；行走机器人     

膝关节骨性关节炎步态分析特征及3D矫形鞋垫设计应用

 概述了2种步态分析实验系统、实验原理和KOA患者下肢三维步态的改变；由于下肢生物力学的复杂性和研究技术的局限性，3D矫形鞋垫设计目前仍处于初级阶段，产品的治疗效果尚无统一意见并且未大量生产使用，因此对3D矫形鞋垫在KOA中的应用原理及制作过程进行深入探讨，明确KOA患者膝关节周围动力和静力结构变化，将其应用于3D矫形鞋垫的设计和生产，为早期KOA保守治疗提供重要解决方案，既能够患者满足舒适性和功能性的双重需求，又能使制造周期和成本显著降低。     

脊柱侧弯矫形器的临床应用

 矫形器是在患者生长发育结束之前，不通过手术对身体产生创伤的矫治脊柱侧弯最有效的方法。根据近2年来，在国家康复辅具研究中心辅具装配部就诊的脊柱侧弯患者的脊柱侧弯矫形器的临床应用情况，选取54名穿戴脊柱侧弯矫形器的患者进行矫正效果分析，总结脊柱侧弯矫形器在侧弯保守治疗中的临床应用效果。关键词脊柱侧弯矫形器；临床应用；临床效果     

基于快速成型制造技术的滴客快速制造方法研究

针对节水灌溉设备中滴管的嵌入式迷宫流道，应用快速成型制造技术进行了滴管的设计及快速模具制度，研究内容包括：应用参数化设计思想进行滴管CAD设计；以精密模具制造技术为核心进行滴管CAD工艺设计和快速模具制造（RT）工艺模型的生成；应用快速成型制造技术进行样件的制备和功能试验，完成了滴管设计的快速试验和修改；进行金属喷涂快速注塑模具的制造，实现了产品和模具设计－验证－制造的集成化。     

机构运动可靠性引论

以可靠性工程和机构概率设计等理论为基础，详述了机构位移、速度和加速度的可靠性问题。建立了运动误差与形位公差、制造误差及运动副质量误差等因素的数学模型，给出了三种运动可靠度的计算方法。目的是希望在机构设计和制造阶段，就能够定量分析、评估机构动态质量     

机构运动可靠性引论

以可靠性工程和机构概率设计等理论为基础，详述了机构位移、速度和加速度的可靠性问题。建立了运动误差与形位公差、制造误差及运动副质量误差等因素的数学模型，给出了三种可靠度的计算方法，目的是希望在机构设计和制造阶段，就能够定量分析，评估机构动态质量。     

面向对象的可制造性评价系统

可制造性评价是实现产品并行设计的重要手段。本文介绍了一个面向对象的可制造性评价系统，提出了基于优化工艺设计的可制造性评价策略，将优化工艺设计转化为一个目标规划问题。在此基础上，讨论了基于约束检验的可制造性评价内容和提出了结构工艺性评价和加工可行性评价的分层评价树；研究了可制造性评价系统的信息需求及信息建模，系统知识组成及面向对象的知识表达。最后介绍了基于面向对象技术的系统实现过程和体系结构。     

AFO早期应用对恢复卒中患者偏瘫步态研究的趋势分析

矫形器早期应用对于卒中患者脑功能恢复、偏瘫步态恢复以及对于纠正异常步态起重要作用;矫形器处方在临床医学中的应用,以建立相应的数学模型,推测足踝功能变化对中风后脑功能恢复的作用和机制,以及对偏瘫步态的恢复等均能产生积极影响。     

糖尿病足部辅具研究进展

 糖尿病足是糖尿病患者最严重的并发症之一。设计合理的足部辅具可有效实现糖尿病患者足底高压区域卸载和足底压力分布优化，有助于降低足溃疡发生率和复发率、延缓足溃疡恶化和截肢周期。综述了糖尿病足部的评估方法、足部辅具的设计原则、制作技术以及临床应用效果，分析发现研究主要以糖尿病足部形状与破损情况为依据，通过结构设计、材料组合等实现降低足底压力峰值、保护足部的目的。然而，目前的糖尿病足部辅具仍需进一步结合足部生理参数监测、主动防护等功能，以更实时、准确地监测糖尿病足部健康水平，更智能、有效地维护足部健康。关键词糖尿病足；足部辅具；压力卸载；智能辅具     

足部复合模型建立及其应用

文章利用逆向工程原理与技术,建立了人体足部骨骼、软组织模型以及复合模型,进而建立了足部有限元模型。对足部有限元模型进行了有限元模拟分析,验证了其有效性;作为足部模型的一个应用,利用足部模型建立了鞋楦模型,然后根据该鞋楦模型试行设计出不同的鞋模型。     

基于量脚制鞋的足部三维特征指标研究

由于鞋与足的不匹配会使足部产生疾病，所以要对人体脚型有充分的了解，制造出符合人体脚型的鞋子．使用德国TecMath三维非接触激光扫描系统进行人体足部扫描，并在AutoCAD中进行了足部关键部位的数据采集，分析总结出了用于描述人体足部形状的六个特征指标．这六个特征指标将应用于基于足部形状的鞋的匹配设计研究．     

踝关节康复受力测量装置研究

针对踝关节康复要求,基于生物医学知识和机构学知识提出串联运动链等效人体足仿生机构模型.设计开发出一种踝关节受力测量装置,将患者在康复过程中的足底受力折算到踝关节坐标系,间接得到患者踝关节康复受力值,可作为医护人员指导患者控制康复运动强度的参照数据.实验表明安装踝关节康复受力测量装置的康复器械提高了踝关节的康复效果,有效...     

背越式跳高起跳脚着地技术及踝关节受伤的研究

着地技术是由起跳点位置即起跳距离、起跳脚放置角度及起跳脚着地方式组成.合理的着地技术是起跳技术的关键所在.本文采用录像法、文献资料法和调查访问法,结合脚、踝关节结构对起跳脚着地技术作了系统研究,得出相应的结论.     

人体足底受力测试及其分析

研究人体在不同条件下左右脚的受力和所受压力的平衡情况.采用Kistler测力鞋垫,选择部分军人和学生进行轻载和负重条件下的行军、跑步、跳跃等项目的测试;利用pedar-mobile分析系统,对采集的足底力学数据进行分析;对人体足底的受力向脚踝简化并进行分析计算.在行军、跑步时人体双脚的受力和所受压力基本平衡,而在跳跃时非常不平衡,但经过训练后可以得到明显改善.该研究对于科学培训空降兵、运动员的落地位姿及人体足部着地造成的损伤机理研究具有重要意义.     

人体下肢有限元动力学分析模型的建立和验证

为了研究行人碰撞事故中人体下肢的生物力学响应和损伤机理,建立了一个人体下肢有限元模型．模型按人体解剖学结构建立,由髋骨、股骨、胫骨、腓骨、膑骨、足骨、韧带、腱、关节囊以及髋关节、膝关节和踝关节构成．采用了壳单元和线性弹簧-阻尼单元来模拟骨骼和软组织．模型的边界和载荷条件根据汽车行人侧碰撞实验条件确定．通过比较仿真和实验在横向碰撞载荷条件下的剪切、弯曲响应结果,验证了模型的生物逼真度．分析了在不同加载条件下有限元模型的生物力学响应和应力分布,以及与下肢损伤风险的关系．     

幼儿、儿童、少年足弓指数测定及其分析

本文采用较能客观反映真实足弓的指标——足弓指数,对幼儿、儿童和少年足弓发育情况进行研究。结果表明:幼儿时代至中学初中的少年时期,是足弓发育时期,在这一时期,足弓指数随年龄增长而增长,扁平足发生率则随年龄增大而减少;儿童时代和初中的少年时期是踏跳(用力)腿逐渐形成的阶段,其足弓指数平均值大于非踏跳(用力)腿,表明小学生、初中学生多进行跑跳练习,有助于儿童、少年足弓的正常发育。     

足正面颠球部位标准化的研究

本人在足球脚背正面颠球教学时,发现同学颠球部位略有不同,颠球质量相差甚远,为此对国内多所高校中足球专选同学脚背正面颠球之部位进行了调查并分别用各种颠球部位进行了实验研究,通过对实验结果的整理、分析以及对相关文献的查阅和专家访谈,发现脚背正面颠球时采取不同部位进行颠球对体能消耗、足球稳定性、踢球准确性和稳定性等多方面存在明显影响,希望本研究能够引起足球教学、教练人员的重视,为提高我国足球事业做出努力。     

踝关节运动损伤发生的动力解剖学基础

通过对技巧,体操,汽排球等项目中国地姿势不正确而导致的损伤进行研究分析,从解剖学角度阐述踝关节的结构特点,运动规律及损伤机理,并从运动生物力学方面揭示了影响落地稳定性的力学条件,分析其损伤成因,并提出预防措施,目的是为运动创伤提供保健方面的参考。