下肢矯形器設計演講人：日期：目

錄CATALOGUE02生物力學評估01功能需求分析03材料選擇標準04結構設計要素05數字化制造流程06臨床驗證體系功能需求分析01一側肢體正常，另一側肢體因肌肉控制失衡導致的步態異常。偏癱步態步態異常類型分類雙下肢部分或全部失去功能，需依靠矯形器輔助行走。截癱步態由于腦損傷導致的運動障礙，常表現為肌張力異常和步態不穩。腦癱步態關節炎引起的關節疼痛和僵硬，導致行走時關節活動受限。關節炎步態提供足部的背屈和跖屈，以調整行走時的足部姿態。踝關節在行走過程中，提供穩定的支撐和旋轉，以維持身體的平衡。髖關節01020304提供穩定的屈伸運動，以補償步態中膝關節的彎曲和伸展。膝關節確保足部的靈活性和穩定性，以適應不同地形和步態變化。足部關節關節活動度補償要求減輕關節負擔通過矯形器的支撐和分散，降低對關節的壓力和磨損。提高行走穩定性通過調整矯形器的結構和布局，使承重更加均衡，減少行走時的晃動和不穩定。矯正異常步態通過矯形器的設計和調整，糾正異常的步態模式，提高行走效率。適應個體差異根據患者的具體情況和需求，量身定制矯形器，以達到最佳的承重效果和舒適度。承重分布優化目標生物力學評估02關節活動度觀察步態的協調性、穩定性以及關節的運動軌跡，評估行走能力。步態分析肢體運動軌跡捕捉利用運動捕捉技術，精確記錄下肢在三維空間內的運動軌跡。通過測量關節活動的范圍，確定關節的靈活性和功能狀態。下肢運動學參數采集肌力與關節載荷計算肌力評估通過肌力測試，了解肌肉的力量和耐力，為矯形器設計提供依據。關節載荷分析肌肉-骨骼系統仿真計算關節在不同運動狀態下的受力情況，預測矯形器的效果。利用計算機仿真技術，模擬肌肉和骨骼在受力時的相互作用。123壓力敏感區域定位壓力分布測量通過壓力傳感器，測量下肢在不同姿勢和動作下的壓力分布。030201敏感區域標記根據測量結果，標記出下肢的壓力敏感區域，為矯形器設計提供參考。壓力舒緩設計針對敏感區域，設計減壓和舒緩措施，提高矯形器的舒適性。材料選擇標準03剛性/柔性材料配比剛性材料提供支撐和穩定性，如碳纖維、聚乙烯等。柔性材料提供舒適性和貼合性，如硅膠、橡膠等。配比考慮根據矯形器設計需求，合理配置剛性材料和柔性材料，以達到最佳的支撐和舒適度效果。認證標準遵循國際標準化組織（ISO）制定的生物相容性認證標準。生物相容性認證規范認證流程包括材料毒性測試、皮膚刺激性測試、過敏測試等，確保材料對人體無害。認證證書通過認證的材料需獲得相應的生物相容性認證證書，方可應用于矯形器設計。矯形器需輕便，方便患者穿戴和行動。重量與耐久性平衡重量要求矯形器需耐久，能夠承受日常活動和壓力，不易變形或損壞。耐久性要求在重量和耐久性之間尋求平衡，確保矯形器既輕便又耐用。平衡考慮結構設計要素04膝關節三點力系統通過骨盆、大腿和足三點之間的力學平衡，實現髖關節的穩定和矯形。髖關節三點力系統踝關節三點力系統利用腳、小腿和足跟之間的力學關系，糾正踝關節的內外翻和足下垂。利用大腿、小腿和足三點之間的力學關系，有效矯正膝關節屈曲或伸展。三點力系統構建可調節關節機構關節鉸鏈設計采用可調節的鉸鏈連接，使矯形器能夠適應不同患者的關節活動度。彈性元件應用在關節處加入彈性元件，提供柔和的關節活動力，增強患者的舒適度。調節范圍廣泛通過調整矯形器的參數，如桿件長度、關節角度等，實現個性化的矯形效果。皮膚接觸面優化材料選擇選用柔軟、透氣、吸汗的材料，減輕對皮膚的壓力和摩擦。接觸面形狀設計襯墊和支撐根據人體曲線和矯形需求，設計合理的接觸面形狀，避免局部壓迫和不適。在關鍵部位添加襯墊和支撐，提高矯形器的穩定性和舒適度。123數字化制造流程053D掃描建模技術激光掃描高精度捕捉患者下肢形態，為矯形器設計提供準確的基礎數據。030201結構光掃描通過投影光柵條紋并捕捉其變形，生成三維數據，適用于復雜曲面測量。光學跟蹤測量實時跟蹤患者下肢運動軌跡，為動態矯形器設計提供支持。有限元分析基于力學原理，對矯形器結構進行應力應變分析，優化材料分布和結構形狀。拓撲優化算法應用拓撲優化設計以最小材料使用量實現最大強度和剛度，減輕矯形器重量，提高佩戴舒適度。拓撲優化軟件利用計算機輔助設計軟件，實現矯形器結構的自動化設計和優化。根據患者個性化需求，直接打印出矯形器實體，降低制作成本和時間。個性化快速成型3D打印技術通過數控機床對材料進行精確加工，實現矯形器的個性化定制。數控加工技術利用激光束對材料進行切割，適用于矯形器材料的精細加工和切割。激光切割技術臨床驗證體系06通過測量矯形器與殘肢在靜態狀態下的接觸情況，評估矯形器的適配性，包括接觸面積、壓力分布等指標。適配性測試指標靜態適配性測試通過模擬行走、跑步等動作，評估矯形器在動態狀態下的適配性，觀察矯形器是否隨著運動而產生位移或變形。動態適配性測試評估矯形器穿戴時的舒適度，包括矯形器的重量、材質柔軟度、透氣性等，確保長時間穿戴不會造成皮膚損傷或疲勞。穿戴舒適度測試康復效果評估方法通過步態分析儀器，評估矯形器對患者步態的改善情況，包括步長、步速、步態穩定性等指標。步態分析測量患者在穿戴矯形器前后，關節的活動度變化，以評估矯形器對關節活動范圍的影響。關節活動度評估通過特定的功能測試，如上下樓梯、起坐能力測試等，評估矯形器對患者日常生活活動能力的改善情況。功能性評估用戶反饋迭代機制用戶反饋收集通過問卷調查、訪談等方式，定期收集用戶對矯形器的使用感受、問題和建議，以及康復效果等方面的反饋