惯性载荷对小腿截肢残端/接受腔界面压力的影响

摘要

接受腔/残肢界面压力分布特征是假肢优化设计的基础,该文基于患者行走过程的运动学和动力学特性和三维非线性有限元模型,研究了一个步态周期内动态载荷对界面压力的影响.结果表明:行走过程的动态影响不能忽略.接受腔作为人体和假肢之间唯一的载荷传递通道,其设计和适配是假肢成功与否的关键.由于截肢患者肢体残端的软组织不适合承重,所以实现患者残肢和接受腔接触界面应力的优化分布,是假肢性能设计的关键目标之一.从20世纪80年代末以来,有限元方法广泛用于假肢设计.学者们建立了一系列模型,研究残肢/接受腔界面应力.这些模型一直都局限于静力分析,只讨论了患者的站立状态或者行走过程中一个状态.但是临床研究表明,残肢损伤经常发生在运动过程中.一些学者也在静态研究的基础上提出了研究整个步态周期中界面应力变化规律的必要性.本文建立了三维非线性有限元模型,通过步态实验测量了患者行进过程中的运动学和动力学特性参数,分析了动态载荷对残肢/接受腔界面应力的影响.