摘要：目的:针对假肢接受腔数字化设计中残肢软组织力学特征采集的需求,研究基于力-位移传感技术的软组织力学性能测量方法。方法:将压力和位移传感器并联设计开发软组织刚度测量系统,可实现软组织受力和形变的同步获取,并采用两段式割线法计算表观刚度,针对不同硬度、厚度的硅胶试件,使用力学试验机对本系统进行有效性验证。结果:对硬度15°(Shore A)的试件,本系统测得厚度为5mm、10mm、15mm和20mm的试件的刚度k1和k2分别为(1.788±0.14)N/mm和(4.132±0.21)N/mm、(1.447±0.1)N/mm和(2.966±0.17)N/mm、(1.340±0.14)N/mm和(2.335±0.16)N/mm、(1.306±0.19)N/mm和(2.261±0.19)N/mm,力学试验机获得相应刚度分别为(1.769±0.2)N/mm和(4.132±0.21)N/mm、(1.443±0.13)N/mm和(2.800±0.07)N/mm、(1.385±0.16)N/mm和(2.328±0.1)N/mm、(1.256±0.08)N/mm和(2.097±0.14)N/mm;2种系统测得的刚度k1和k2最大误差分别为3.8%、7.8%,且不存在显著性差异。对硬度25°的试件,除厚度为20mm试件外,2种系统测得试件的刚度k1和k2误差均<8.7%,且不存在显著性差异。结论:基于力-位移传感技术开发的残肢软组织力学性能测量系统与材料力学试验机测量结果有较好的一致性,能满足残肢软组织力学性能测量的需求。

摘要：目的探讨平衡生物反馈训练对脑卒中足内翻患者的足底压力和平衡功能的作用。方法选择60例脑卒中足内翻患者,其中男性35例,女性25例;年龄50~58岁,平均年龄54.79岁;病程79~92 d,平均病程87.76 d;偏瘫左侧33例,右侧27例;脑梗死31例,脑出血29例。随机选择30例作为对照组,另外30例为试验组。对照组和试验组都进行综合训练,试验组在此基础上进行平衡生物反馈训练。两组连续训练8周,每周5 d,每天2次,每次共60 min。选用美国Tekscan公司的Footscan三维动态足底压力步态分析系统。在治疗前和治疗后8周,对患者的足底压力和平衡运动学参数进行对比。结果在足底压力方面,治疗前,两组患者内外侧压力和接触面积差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,两组患者内侧压力增大(P0.05);治疗后两组患者的X、Y轴上的轨迹长度、均方差、最大动摇径、总轨迹、偏移长度和包络面积均显著降低(P<0.05),速度、单位面积轨迹长度均显著升高(P<0.05),试验组平衡运动学参数改善更为显著(P<0.05)。结论平衡生物反馈训练可显著提高脑卒中足内翻患者的足底压力和平衡功能。

摘要：矫形鞋垫的设计结构和材料硬度是影响足踝功能的重要因素,但目前市面上矫形鞋垫材料的多样性和材料属性还缺乏系统性研究。本研究以国内外矫形鞋垫各14种材料为研究对象,利用硬度测试仪对样品块多区域的硬度值进行数据测试和分析。结果发现,对比国内材料邵氏硬度值33.7~38.1 HA,国外材料的邵氏硬度值为23.1~42.9 HA,有较大的硬度值梯度变化。说明国内外矫形鞋垫材料的硬度值存在较大的差异,国内材料的制作工艺需要进一步改进和提高。

摘要：目的提高助行器智能抗摔倒功能,加强安全保障。方法在助行器两侧手柄上放置压力传感器,手动标注对应的运行意图标签,使用支持向量机(SVM)分类器进行模型预测,预测助行器的行驶意图,得到混淆矩阵。在使用者腰部佩带陀螺仪,助行器上安装激光传感器,通过陀螺仪检测角速度和角加速度,激光传感器测量距离,两者结合检测使用者摔倒情况。结果SVM建立的分类器模型能成功预测助行器的直行、左转和右转3种状态。当合角速度>100°/s、合角加速度>1.3 G、Z轴角加速度>0.7 G或600 mm或<300 mm,提示使用者摔倒。结论本研究设计的助行器可以感知使用者的转弯意图,并检测使用者摔倒情况。

摘要：目的:通过实验证明小腿假肢穿戴者的腰痛与穿戴假肢后行走产生的脊柱生物力学参数改变有关。方法:对小腿假肢穿戴者步态中的脊柱生物力学进行运动学和动力学分析,利用三维动态捕捉系统和地面反力采集设备采集正常人和穿戴者的步态,对比分析了正常步态与穿戴者产生的下肢不等长步态在时空参数、地面反力、脊柱骨盆关节角度和重心高度数据结果。结果:小腿假肢穿戴者步态中的脊柱骨盆倾斜角度与正常人存在很大差异,且在整个步态周期中明显不同。穿戴者脊柱生物力学参数改变是为了弥补截肢后小腿和足部功能损失引起的不稳定,穿戴者的异常步态引起了脊柱相关肌肉和骨骼状态的改变。同时,假脚的设计可能会对穿戴者脊柱生物力学参数产生影响。结论:行走产生的脊柱生物力学参数改变很可能是小腿假肢穿戴者腰痛的发病原因。不同假脚的设计产生的穿戴者脊柱生物力学参数改变有不同影响。

摘要：目的:探讨6—7岁儿童扁平足的发生概率,并进一步调查扁平足的生物力学特征。方法:利用MIMICS软件测量210足在负重位时足弓高度和足跟外翻度数,并通过Footscan数据测量比较正常足和扁平足的足底压力区域和接触面积的不同,进行统计学分析。结果:此年龄段内扁平足的生物力学特征即为足弓高度低于22.93mm,足弓塌陷发生率为31.43%;足跟外翻角度大于7.66°,发生概率为87.62%。两者同时发生的概率约为27.61%。与正常足足底压力和接触面积相比,扁平足足底压力主要集中在前足的第二跖区、第三跖区和足跟内侧区域,中足接触面积增加41.9%。结论:6—7岁儿童中扁平足约占三分之一,本研究为儿童足部健康调查及鞋类设计提供了一些参数。

摘要：为满足长期卧床患者的日常照护需求,更好地解决床上大小便护理过程中的难题,设计了一款用于辅助大小便护理的新型护理床。基于人机工程学原理,设计了护理床的整体结构和运动机构,在抬背和屈腿的坐姿变换机构基础上,增加分腿机构和臀板下降机构,并建立了三维模型。通过机构运动学模型研究抬背、屈腿和分腿机构的运动参数,并对各机构进行了运动仿真,得到机构运动位移、速度和加速度曲线。结果表明:各机构运动平稳,速度和加速度的变化比较平缓,保证了护理床坐姿变换过程中病人的舒适性和安全性。该护理床可实现不同分腿角度功能和臀板自动下降功能,使解便过程更加便捷,充分满足了长期卧床失能人群的辅助解便护理需求。

摘要：随着人口老龄化和科技的快速发展,适老助浴辅具及产品在提升老年人生活质量方面扮演着重要角色。助浴辅具可以按照其功能和用途进行分类,主要有洗浴椅、洗浴床、洗浴缸等。文章将综合分析国内外洗浴设备和产品的发展现状,探讨其在满足老年人特殊需求方面的创新设计和功能应用。探讨适老助浴辅具及产品的标准,从智能化、舒适性、安全性等多个角度,探讨产品的改进空间和潜在挑战。随着社会对老年人关爱的不断增加,未来适老助浴辅具和产品有望更加人性化,贴近老年人的生活习惯和健康需求,为老年人提供更便捷、舒适的洗浴体验,促进他们更积极、更健康的生活方式。

摘要：目前中国面临巨大的康复压力和需求,康复训练是目前实现患者功能恢复的主要方式。主动型康复机器人能够引导和鼓励患者积极参与到康复训练过程中,达到更优的长期训练效果。从主动康复训练辅助技术、主动康复训练感知与神经交互技术、主动康复训练交互控制策略、主动康复训练技术发展等方面分析了主动型康复训练的问题,表明以人为核心的结构设计可以促进系统的舒适性、个性化建模和运动意图获取,可以提高人机交互准确性、诱发患者主动参与提高训练过程中神经交互的有效性。

摘要：目的对老年康复辅具的形态塑造与体验设计进行分析。方法从工业设计的角度剖析了老年产品形态塑造与体验设计的内涵,并结合产品功能、产品安全、情感寄托、信息传递、典型案例分析及设计方法等,论述了形态塑造与体验设计对老年康复辅具的重要性及意义。结论基于形态体验的老年康复辅具设计,可以为老年产品的研发和创意提供新思路,为新形势下发展康复辅具产业,积极进行市场开拓开辟新途径。