国家自然科学基金(50305013) 作品数:11 被引量:27 H指数:4 相关作者: 贾晓红 王人成 金德闻 张明 李小兵 更多>> 相关机构: 清华大学 香港理工大学 四川大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 医药卫生 更多>>
小腿假肢对线对膝关节肌肉活动特性的影响 被引量:2 2006年 目的:研究小腿假肢对线对患者站立状态下膝关节肌肉活动特性的影响,探索最优对线的生物力学依据。方法:针对矢状面不同的对线角度,采用NoraxonTMTeleMYO2400R表面肌电信号采集系统,测量健侧和残侧有关的10组肌肉的表面肌电信号。结果:为保持站立状态下膝关节稳定,残侧股二头肌和股内侧肌的等张收缩程度高于健侧;调整矢状面对线角度会改变健侧的腓肠内、外肌和残侧股内、外侧肌的收缩程度,当腿管相对于接受腔的屈伸角从-6°增大+6°到时,以上肌肉的表面肌电绝对平均值变化幅度达一倍以上,而双侧股二头肌、健侧股四头肌肌群收缩程度几乎不变。结论:小腿假肢矢状面对线对患者站立状体下膝关节肌肉和健侧踝关节肌肉活动特性影响明显,以上结果为假肢的优化对线提供了直观定量的生物力学依据,可以结合残侧承重线、足底压力的分析,寻找指导对线的原则。 贾晓红 李小兵 王人成关键词:肌电信号 站立 膝关节 惯性载荷对截肢患者残肢/接受腔界面应力的影响研究 被引量:5 2005年 接受腔/残肢界面压力分布特征是假肢优化设计的基础,传统的有限元模型只限于静态分析,不符合实际情况。本文以小腿截肢患者为研究对象,建立了三维非线性有限元模型,给出了一个步态周期内残肢界面压力的变化规律,并对惯性载荷的影响进行了定量比较。结果表明:界面压力主要分布在髌韧带、胫骨内外侧和窝区,一个平地正常速度行走的步态周期内,站立相压力变化呈双峰蝶形,惯性载荷引起的平均压力幅值变化为8.4%;而在摆动相压力幅值变化高达20.1%,并且变化规律相反。行走过程中惯性载荷的影响不能忽略。 贾晓红 张明 王人成 樊瑜波关键词:截肢 残肢 接受腔 界面应力 假肢 膝下残肢界面应力准动态有限元模型研究 被引量:3 2005年 目的:为计算小腿截肢患者行走过程中残肢和接受腔之间的界面压力。方法:根据残肢、骨骼和假肢接受腔的真实几何形状建立了准动态有限元模型,采用了自动面面接触模型模拟皮肤和接受腔衬套之间的边界摩擦和滑动,并在考虑行走过程中外力和惯性载荷的同时,考虑了膝关节刚体位移和残肢弹性变形之间的耦合。结果:对一个步态周期内的残肢界面压力进行了仿真计算,结果表明界面压力主要分布在髌韧带区、腘窝区、胫骨内外侧。在站立相,除髌韧带区外,其他区域的压力具有与地面反力相似的变化规律。结论:本文所建立的准动态模型考虑了患者行走过程中膝关节位移,更接近于人体真实运动,能够用于假肢接受腔界面特性的预测和现代假肢的数字化设计。 贾晓红 方丽丹 张明 王人成小腿假肢对线对静态站立时下肢受力的影响 被引量:4 2005年 目的:研究小腿截肢患者站立状态下假肢对线对下肢受力特性的影响。方法:以假肢侧承重线和重力线作为评价指标,改变假肢矢状面和额状面的对线,采用激光测力平台测量患者静态站立时残侧承重线和重力线的位置,研究下肢受力状况的变化。结果:假肢侧承重线受踝关节对线的影响大于腿管对线调节的影响,并且力线随腿管与接受腔的前倾而前移,而额状面对线的影响很小;矢状面内重力线主要受踝关节对线调节的影响,并且与变化角近似正比例相关。结论:矢状面假肢对线调整对残侧下肢受力状况的影响较大,而额状面的对线调整影响较小。 李小兵 贾晓红 窦鹏 方丽丹小腿残肢与假肢接受腔界面应力的理论研究 被引量:5 2005年 方丽丹 贾晓红 窦鹏 金德闻关键词:假肢 软组织 动态载荷对小腿截肢患者残端压力的影响 被引量:2 2004年 接受腔/残肢界面压力分布特征是假肢优化设计的基础,传统的有限元模型只限于静态分析,不符合实际情况。该文基于患者行走过程的运动学和动力学特性,建立三维非线性有限元模型,研究动态载荷对界面压力的影响。结果表明:界面压力主要分布在髌韧带、胫骨内外侧和窝区;一个平地正常速度行走的步态周期内,残肢界面的最大平均正压力是单腿站立状态下的1.15倍,是双腿站立状态下的1.73倍。动态载荷使残肢和接受腔之间的界面压力增大,行走过程的动态影响不能忽略。 贾晓红 张明 王人成 金德闻 李超俊关键词:生物力学 假肢接受腔 动态载荷 Influence of Prosthetic Sagittal Alignment on Trans-Tibial Amputee Gait and Compensating Pattern:A Case Study 2008年 This study relates the gait asymmetry, residual limb comfort, and energy cost during walking and identifies a compensating pattern for the trans-tibial amputees when the prostheses are misaligned. One male subject with a trans-tibial amputation volunteered for the study. The knee joint moments at the prosthetic side, the phase symmetry index, and the interface pressures were discussed under three sagittal alignment settings. The results show that the subject changes the knee joint moment, gait symmetry, and interface pressure with a misaligned prosthesis to improve his comfort and movement during walking. A high-quality liner reduces the gait sensitivity to misalignment and enhances the amputee's ability to compensate for misalignment. Since different people have different compensation patterns, more cases will be studied in future work. 贾晓红 王人成 张明 李小兵小腿截肢患者不同路况下膝关节动态载荷研究 被引量:2 2005年 研究截肢患者行走过程中的膝关节动态载荷是膝关节损伤康复和假肢设计的基础。本研究以小腿截肢患者为研究对象,建立了膝关节动态载荷三维计算模型,通过平地行走、上、下楼梯三种路况下的步态分析,对一个步态周期内的膝关节载荷进行了计算分析。结果表明,各种路况下患者的步态特征和膝关节载荷各不相同,虽然总体变化规律基本一致,但上下楼梯时的小腿运动范围、地面反力和膝关节载荷比平地行走时幅值较大。这些定量分析结果为小腿截肢患者步态分析和假肢设计提供了理论依据。 贾晓红 张明 樊瑜波 王人成关键词:动态载荷 膝关节 步态分析 小腿截肢 路况 对线对小腿截肢患者残侧下肢生物力学特性的影响 被引量:5 2007年 为定量研究假肢对线对小腿截肢患者行走过程中残侧下肢生物力学特性的综合影响,建立了考虑对线设置的三维刚体动力学模型,并结合步态实验,得到膝关节力矩、步态时相对称性和残端界面压力等参数。结果表明:异常对线主要影响残侧膝关节力矩和步态时相对称性,对残端压力影响较小;腿管近端适配器的调整在对线设置中的作用较远端适配器明显;由于患者的自身调节作用,假肢正常对线要实现患者下肢生物力学性能的总体最优而非单项最优。 李小兵 贾晓红 王人成 金德闻关键词:生物力学特性 小腿假肢 一体化小腿假肢对线角度优化设计 被引量:3 2007年 在一体化小腿假肢设计阶段,必须确定接受腔和腿管之间的正常对线角度。该文以矢状面和额状面2个对线角为设计变量,以异常对线下3个下肢生物力学特性参数与正常对线下相应取值偏差最小为优化目标,建立了优化计算模型。根据步态实验数据和小腿三维动力学模型,采用二次插值法,计算并获得了最优对线角。矢状面有0.32°屈膝角,额状面有2.85°内收角,与实验测量值基本一致。该算法可以用于一体化假肢的数字化设计和传统组件式假肢对线准则的制订。 贾晓红 李小兵 王人成 金德闻关键词:优化设计