人體助行帶的研制與生物力學(xué)評估.pdf

1、目的本項實驗我們應(yīng)用了先進的遙測肌電分析技術(shù)并自主創(chuàng)新的研制了微型壓力傳感器，結(jié)合人體助行帶的研制開展了臨床生物力學(xué)測試與評估。試圖從肌動力學(xué)與人體行走負(fù)重機制，去量化人體助行帶的作用原理與效果。 方法本項課題對我們自主創(chuàng)新研制的人體助行帶作一研制報告。針對這一專題：1、利用WDT—10KN微機控制電子萬能實驗機對助行帶進行拉伸力學(xué)實驗，測定彈力帶的有效彈性范圍；2、使用生物力學(xué)先進的遙測肌電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，探討使用人體助行帶的生

2、物力學(xué)作用機制；3、使用自主研制的微型壓力傳感器配合足底壓力動態(tài)圖像分析系統(tǒng)，通過臨床生物力學(xué)實測檢驗人體助行帶的功效。 結(jié)果1人體助行帶為一由腰至足采用雙層彈力帶作為動力裝置的結(jié)構(gòu)，在膝部設(shè)置輔助環(huán)形固定帶將助行帶分為上下兩部分，其配有腰帶套環(huán)、足部套環(huán)、及調(diào)整環(huán)、掛鉤組成。 2人體助行帶內(nèi)部是由兩種不同材料制成，在橡皮筋的彈性階段(0～2.61±0.19kg)載荷與變形之間呈正比變化，其彈性模量為0.53±0.04M

3、pa，是彈力帶的臨床工作階段。在棉織品的彈性階段(2.61±0.19kg～49.15±1.82kg)載荷與變形之間呈線性變化，也是彈力帶的強度綜合階段。人體助行帶使用的是雙層調(diào)整結(jié)構(gòu)，可以獲得雙倍有效動力載荷。 3由我們的遙測肌電實驗研究結(jié)果表明，在正常行走過程中，受試者股直肌肌電顯示為32.34±2.49μV，助行帶組為35.27±2.66μV，增長9％；股內(nèi)側(cè)肌肌電顯示為94.08±2.91μV，其助行帶組為109.58±2

4、.47μV，增長16％；股外側(cè)肌肌電顯示為77.74±2.21μV，其助行帶組為79.70±2.56μV，增長2％；股二頭肌肌電顯示為72.76±2.15μV，其助行帶組為93.49±3.87μV，增長29％；半腱肌肌電顯示為175.01±3.63μV，其助行帶組為223.75±8.27μV，增長28％。 在正常行走過程中，受試者脛前肌肌電顯示為102.8±0.93μV，助行帶組為138.95±4.99μV，增長35％；腓骨長肌

5、肌電顯示為103.46±2.02μV，其助行帶組為128.09±4.36μV，增長24％；腓腸肌肌電顯示為19.58±1.15μV，其助行帶組為25.05±2.51μV，增長31％。 4正常受試者測定結(jié)果表明：第1跖骨頭13.08±5.18kg，第2、3跖骨頭7.97±1.45kg，第4、5跖骨頭8.87±1.65kg，前足負(fù)重為29.92kg，占體重的49％。足內(nèi)側(cè)弓負(fù)重1.31±0.66kg，足外側(cè)弓負(fù)重3.87±0.91k

6、g，其中足內(nèi)側(cè)弓負(fù)重小于足外側(cè)弓負(fù)重，中足負(fù)重為5.18kg，相當(dāng)于體重的7％。后足負(fù)重為26.81±4.12kg，相當(dāng)于體重的44％，中足與后足共同承擔(dān)體重的51％。 根據(jù)以上我們的測試結(jié)果可以看出，在受試者行走過程中，前足負(fù)重承擔(dān)體重的49％，中足與后足共同負(fù)擔(dān)體重的51％，這與國內(nèi)外大多數(shù)學(xué)者所做出的結(jié)果是相近的。 5股二頭肌的損傷患者在佩帶助行帶前后，前足的負(fù)重力由19.4kg升至24.15kg，增長26％；中足

7、負(fù)重力由9.9kg升至13.5kg，增長35％；后足負(fù)重力由35.5kg降至27.5kg，減小23％。足下垂患者在佩帶助行帶前后，前足的負(fù)重力由22.46kg降至21.88kg，減少3％；中足負(fù)重力由6.78kg升至8.05kg，增長4％；后足負(fù)重力由5.98kg升至8.75kg，增長46％。胸12椎體壓縮骨折伴不全癱患者在佩帶助行帶前后，前足的負(fù)重力由28.05kg降至27.35kg，減少3％；中足負(fù)重力由7.43kg升至8.47kg

8、，增長14％；后足負(fù)重力由8.62kg升至12.21kg，增長42％。 結(jié)論1人體助行帶為一由腰至足采用雙層彈力帶作為動力裝置的結(jié)構(gòu)，在膝部設(shè)置輔助環(huán)形固定帶將助行帶分為上下兩部分，其配有腰帶套環(huán)、足部套環(huán)、及調(diào)整環(huán)、掛鉤組成。 2人體助行帶內(nèi)部是由兩種不同材料制成，在橡皮筋的彈性階段載荷與變形之間呈正比變化，是彈力帶的臨床工作階段。在棉織品的彈性階段載荷與變形之間呈線性變化，也是彈力帶的強度綜合階段。人體助行帶使用的是

9、雙層調(diào)整結(jié)構(gòu)，可以獲得雙倍有效動力載荷。 3人體助行帶作為我們自行研制輔助下肢行走的工具，就其生物力學(xué)功效來說，該助行帶的膝上部分在行走擺動相對我們測試的大腿肌群有增強肌電效果，其膝下部分在行走支撐相對我們測試的小腿肌群有增強肌電效果。 4我們應(yīng)用自主研制的微型壓力傳感器并組裝成測力鞋對正常受試者與臨床病人進行了動態(tài)負(fù)重實測。在受試者行走過程中，是由前足、中足與后足共同負(fù)擔(dān)體重。 5人體助行帶具有能夠增強股內(nèi)側(cè)肌