检索历史 清除

摘要拇外翻是一种常见的足部病症，如果在病症早期不及时干预矫正将会产生拇囊炎、爪形趾、鸡等并发症，严重影响生活和工作，发展到重症时只能通过手术治疗，在病症早期可以通过佩戴矫形器并配合康复训练进行治疗。而市面上流行的矫形器都缺乏生物力学理论依据，有效性存疑。此外，在康复阶段的患者无法通过直接观察足部判断恢复情况，必须通过拍摄X线位片，计算由一二跖骨中线形成的HVA角度才能较为准确判断恢复情况，对于患者来说耗费大量时间和精力。因此本研究提出了一种基于生物力学分析并且真正有效的拇外翻矫形器。通过配以拇外翻角度测量仪实现在家实时测量数据，数据通过蓝牙发送到配套小程序，小程序的主要功能是康复数据监测和康复训练视频推荐。论文的主要研究工作如下：<br>　　为获取拇外翻病足数据，本研究通过CT片获取病足数据，导入MIMICS提取模型，提取的模型在GEOMATIC中进行优化，再利用ANSYS展开有限元分析，研究病足的足底压力，获取病足应力分布数据。结果表明，相比于正常的足部，拇外翻患者的足底压力集中在拇外翻的脚趾上。压力的积累会导致足部的疼痛和不适，减轻足部的压力能让患者平时走路更加舒适，并且可以通过穿戴矫形鞋垫类产品改善集中压力。以此作为理论依据，设计支持足弓，顺应患者足形的矫形产品。再利用有限元分析软件进行病足穿戴前后的对比实验，证明设计切实有效。<br>　　在角度测量仪器的设计方面，通过展开线下实验，获取角度测量的关键测量位置和相应测量参数，再使用蓝牙传输等技术将角度测量数据进行传输，以提高测量的准确性和可靠性，最后对数据进行分析和处理来优化测量结果。在产品的设计过程中，使用电位器和ESP32等元器件，结合应用场景和功能需求，设计相应的电路和算法，实现了角度测量器可以发送数据信号，配套设计的小程序可以接收信号并显示数据的功能。<br>　　在微信小程序的设计方面，利用墨刀工具进行原型设计，代码实现利用微信开发者工具，实现角度测量仪器在小程序上的数据收发以及推荐不同病症阶段患者采用不同的康复训练方案，致力于为患者提供一个一站式康复检测平台。<br>　　最后，设计的拇外翻矫形器利用改良版VAS视觉量表和Berg平衡量表进行设计评估，结果表明拇外翻矫形器产品具有较好的平衡性但是在用材方面可以继续改进。角度测量器通过线下实验对比角度测量仪器的测量数据和实际真实数据，确保设计的产品具有较高的准确率，再利用改良版VAS视觉量表评估其外观安全性等，结果表明产品外观、用材、安全性都较好，但是使用指引不够，需要增加使用说明。<br>　　本研究将矫形鞋垫和矫形器相结合的方式是一种创新，为拇外翻矫形产品的设计提供新的思路和方向。软硬件相结合的拇外翻角度测量系统也为拇外翻康复治疗的数字化发展提供新思路。