小腿假肢是最常見(jiàn)的輔助器具之一,也是小腿截肢患者恢復(fù)功能、融入社會(huì)的首選。小腿假肢接受腔的有效優(yōu)化可以顯著提高整個(gè)假肢的穩(wěn)定性及與人體的適配性,而接受腔與殘肢端交互界面上的力學(xué)特征是人機(jī)交互過(guò)程中產(chǎn)生的最直接、最可信、最穩(wěn)定的人機(jī)交互信息。因此,本論文基于全接觸式小腿假肢接受腔和殘肢端接觸界面的動(dòng)態(tài)壓力和步態(tài)特征,研究不同運(yùn)動(dòng)模式下的殘肢端載荷量分布模式以及不同的載荷分布對(duì)步態(tài)姿態(tài)的影響,提出接受腔優(yōu)化方案,并探究殘肢端載荷量分布在小腿運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別和預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用,最終提出一種新的小腿假肢步態(tài)識(shí)別預(yù)測(cè)方法。論文利用自行設(shè)計(jì)構(gòu)建的柔性薄膜壓力傳感器網(wǎng),實(shí)時(shí)測(cè)量了小腿假肢和殘肢端接觸界面間標(biāo)識(shí)承載區(qū)域在平路行走、上下樓梯和上下坡五種典型運(yùn)動(dòng)模式下的動(dòng)態(tài)壓力值,同時(shí)利用九軸姿態(tài)傳感器測(cè)量了殘肢膝關(guān)節(jié)的姿態(tài)變化;針對(duì)不同運(yùn)動(dòng)模式下的殘肢端壓力值,分析了界面壓力變化的規(guī)律,并研究不同承載區(qū)域壓力值變化對(duì)小腿假肢姿態(tài)的影響;利用積分思想建立了一種能表征殘肢端承載量的表達(dá)方法,通過(guò)殘肢端不同點(diǎn)位的載荷量來(lái)表征殘肢端的載荷量分布,并分析不同運(yùn)動(dòng)模式下殘肢端在每個(gè)步態(tài)中的載荷量分布模式;論文最后利用殘肢... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型類別小腿假肢(a)智能電動(dòng)小腿假肢(b)氣動(dòng)小腿假肢(c)傳統(tǒng)小腿假肢小腿假肢接受腔是實(shí)現(xiàn)包納人體殘肢端并傳遞人體和假肢之間的力作用的設(shè)備，

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第3頁(yè)會(huì)對(duì)殘肢的血液循環(huán)產(chǎn)生較大的不良影響，不利于殘肢端的組織恢復(fù)，甚至?xí)䦟?dǎo)致殘肢端軟組織壞死。圖1.2插入式皮革小腿假肢髕韌帶承重小腿假肢是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)與假肢結(jié)合的早期產(chǎn)品，采用樹(shù)脂復(fù)合材料及抽真空成型的技術(shù)方法制造而成，該類小腿假肢所采用的接受腔拋棄了金屬的膝蓋鉸鏈和大腿上靿，在接受腔的前壁設(shè)有一個(gè)凹槽與髕韌帶部位相貼合，因此該類接收器主要以髕韌帶為殘肢端主要的承重部位，相較于插入式的皮革小腿假肢接受腔，髕韌帶小腿假肢接受腔進(jìn)一步與殘肢端部位貼合，承載區(qū)域固定，更符合人體解剖要求。根據(jù)其接受腔的懸吊方式不同又可分為環(huán)帶式（PTB）、包膝式(PTES)、楔子式（KBM）三種類型。其中PTB小腿假肢是帶有髕韌帶上環(huán)帶的髕韌帶承重小腿假肢，適用于小腿中部三分之一以下，踝上100mm之間的截肢患者；PTES式髕韌帶承重小腿假肢所采用的接受腔前壁延伸帶髕骨上沿，包裹住髕骨，接受腔的兩側(cè)延伸到股骨內(nèi)外踝上沿，具有優(yōu)異的懸吊性能，適用于殘肢端過(guò)短的小腿截肢患者；KBM式髕韌帶承重小腿假肢和PTES式小腿假肢接受腔均是適用于殘肢端過(guò)短的截肢患者，但是其懸吊方式與后者不同，KBM式小腿假肢接受腔前壁延伸至髕骨的下沿，兩側(cè)呈翼狀凸起并延伸至股骨內(nèi)外踝上沿，同時(shí)在接受腔的內(nèi)上壁設(shè)計(jì)了一個(gè)可以拆卸且三維形貌符合股骨內(nèi)踝的楔形板，當(dāng)殘肢插入接受腔后再插入該楔形板，從而起到懸吊固定作用。由于KBM有一塊楔形板的輔助，使得其外觀優(yōu)于PTES小腿假肢接受腔。

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第4頁(yè)圖1.3髕韌帶承重小腿假肢：aPTES型，bPTK型，cPTB型全接觸式承重小腿假肢TSB(total-surface-bearing)是當(dāng)下非常常見(jiàn)且使用量加多的小腿假肢類型，其主要的特點(diǎn)是所采用的小腿假肢接受腔是專門(mén)在殘肢端承重狀態(tài)下獲取接受腔的三維形貌，因此所制作的接受腔能與殘肢全面接觸。全接觸式小腿假肢接受腔的兩側(cè)在設(shè)計(jì)制作時(shí)會(huì)根據(jù)技師的經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)向上延伸，靠全接觸和該延伸部位緊固懸吊接受腔，具有能分散承載，可不用髕上環(huán)帶懸吊的特點(diǎn)。最主要是的是能適合各個(gè)部位的小腿截肢患者。1.3小腿假肢接受腔發(fā)展趨勢(shì)小腿假肢接受腔分類眾多，隨著截肢患者的使用反饋和市場(chǎng)的檢驗(yàn)，得益于全接觸式小腿假肢接受腔的特點(diǎn)，全接觸式小腿假肢接受腔逐漸成為了小腿假肢主要采用的接受腔類型。全接觸式小腿假肢接受腔常用于傳統(tǒng)小腿假肢和智能小腿假肢，患者在穿戴時(shí)常常會(huì)穿搭配一個(gè)內(nèi)襯套，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于殘肢端所承受的載荷會(huì)因?yàn)楹徒邮芮坏娜娼佑|而分散分布在殘肢端外表面，故而能降低殘肢端表面局部的載荷集中，降低了大載荷對(duì)殘肢端組織的二次傷害，克服了插入式接受腔局部承載的缺點(diǎn)。同時(shí)全接觸式的承載模式對(duì)殘肢端組織而言是一個(gè)循環(huán)動(dòng)態(tài)的小載荷刺激，能刺激殘肢軟組織的血液循環(huán)，對(duì)殘肢端的康復(fù)起到一定的積極作用。因?yàn)槿佑|式小腿假肢的這系列優(yōu)勢(shì)，全接觸式小腿假肢接受腔被越來(lái)越多的小腿截肢患者所選用，逐漸成小腿假肢為行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)[8,11]。全接觸式小腿假肢包含能與殘肢端完全接觸的接受腔、柔性內(nèi)襯套、支撐鏈接部件、功能部件（腳踝關(guān)節(jié)，假肢腳板等）和裝飾部件（仿真外殼等），如圖1.4所示。abc

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]假肢接受腔-人體皮膚界面往復(fù)摩擦能量損耗的研究[J]. 紀(jì)偉,展茂利,李煒,周仲榮.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]康復(fù)機(jī)器人與智能輔助系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J]. 侯增廣,趙新剛,程龍,王啟寧,王衛(wèi)群.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(12)
[3]下肢截肢者穿戴假肢行走能力的評(píng)價(jià)[J]. 魏艷琴,曹學(xué)軍,楊平,蔡麗飛.  中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐. 2016(07)
[4]假肢材料與人體下肢皮膚界面的摩擦特性[J]. 徐萍,石磊,龐強(qiáng),李煒.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(05)
[5]假肢接受腔硅膠材料的力學(xué)性能研究[J]. 徐萍.  機(jī)械. 2014(08)
[6]我國(guó)假肢技術(shù)的研究與進(jìn)展[J]. 王人成.  中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志. 2012(11)
[7]人體下肢動(dòng)力學(xué)建模與仿真研究現(xiàn)狀[J]. 王建輝,徐秀林.  中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐. 2012(08)
[8]國(guó)內(nèi)外假肢的發(fā)展歷程[J]. 沈凌,喻洪流.  中國(guó)組織工程研究. 2012(13)
[9]中國(guó)殘疾人政策及其發(fā)展理念[J]. 王新文,段世江.  前沿. 2012(02)
[10]小腿假肢接受腔計(jì)算機(jī)三維模型的構(gòu)建[J]. 張紹嵐,李古強(qiáng),邵長(zhǎng)慶.  中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù). 2010(48)

碩士論文
[1]基于足底壓力及足部姿態(tài)的人體步態(tài)解析方法的研究[D]. 高莉俊.安徽工程大學(xué) 2018
[2]下肢運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)預(yù)測(cè)算法研究[D]. 孫鼐華.長(zhǎng)安大學(xué) 2015
[3]小腿殘肢/接受腔摩擦界面的三維建模及有限元分析[D]. 孔亮.西南交通大學(xué) 2014



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