中國力學(xué)虛擬人足部有限元建模及其在糖尿病鞋研究上的臨床應(yīng)用.pdf

1、足部是人類維持直立行走的重要器官，本課題在進行人類尸體足建模和活體試驗建模的嘗試中確定了可以作為臨床醫(yī)學(xué)足部力學(xué)分析依據(jù)的方法，使用有限元軟件Ansys軟件建立了包含軟組織囊、關(guān)節(jié)軟骨、足底腱膜和主要韌帶的三維有限元仿真模型。 糖尿病足作為糖尿病諸多并發(fā)癥之一，常常具有發(fā)生潰瘍、截肢甚至死亡的危險，造成巨大的生活不便和經(jīng)濟損失。在對足部有限元模型進行生物力學(xué)仿真分析后發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者有一部分因為周圍神經(jīng)病變、微細(xì)管病變等諸多因素

2、相互作用容易感染引起壞疽導(dǎo)致糖尿病足。糖尿病足患者足底軟組織彈性模量和正常人不同導(dǎo)致足底應(yīng)力分布較為集中，加大了發(fā)生潰瘍的危險性，也容易發(fā)生骨折。因此，為糖尿病足患者專門進行鞋墊和鞋具的設(shè)計非常重要。 從降低足底壓力、盡量避免鞋內(nèi)摩擦的方面考慮，糖尿病鞋具的設(shè)計和正常鞋具非常不同，對照國內(nèi)外糖尿病鞋具的發(fā)展?fàn)顩r，課題中提出糖尿病鞋墊及鞋具設(shè)計的理念。 在糖尿病鞋具設(shè)計中，鞋楦決定鞋內(nèi)空間，是非常重要的一部分，現(xiàn)在的鞋楦設(shè)

3、計已經(jīng)由原本的手工操作漸漸向數(shù)字化電腦設(shè)計轉(zhuǎn)化，本課題對華山醫(yī)院提供的58個糖尿病足患者的足部特征數(shù)據(jù)進行測量，將它們按照糖尿病鞋的設(shè)計理念轉(zhuǎn)化成進行電子鞋楦設(shè)計修改所需要的數(shù)據(jù)，使用Forma在電腦上進行鞋楦的設(shè)計和修改，建立了完善的設(shè)計修訂步驟，鞋楦設(shè)計完成之后可以通過Shoemaster的通用接口方式進一步進行鞋樣的設(shè)計和安排排料加工等工序。 整個流程是一個復(fù)雜的理論分析和實踐操作相結(jié)合的過程，對于現(xiàn)在鞋具市場開展研究和進