基于糖尿病患者步态周期足底压力的变刚度鞋垫设计
王芳1
杨涛1
何耀广1
曹子君1
刘国庆1
胡军1
张建国1
樊瑜波2
1.天津科技大学机械工程学院,天津市 300222;天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室,天津市3002222.北京航空航天大学,北京市 100191
摘要：目的 分析步态周期内糖尿病患者足底压力特征,探究变刚度减压鞋垫的优化设计.方法 开展足底压力实验,建立包含157例受试者的数据库.分析糖尿病有神经病变、无神经病变患者和健康人的足底压力分布差异,划分鞋垫压力区域,并按照压力梯度在不同鞋垫区域填充多孔单元.构建糖尿病足-小腿-鞋垫有限元模型,分析足跟着地、动态中立和前掌推离3个姿态下足底压力和内部应力的分布特点,探究最合理的鞋垫刚度设计.结果 与健康组相比,糖尿病神经病变患者左、右足足跟区峰值压力和高压百分比均有下降趋势,其中左足足跟区峰值压力减少11％(P=0.026),高压百分比减少9.8％(P=0.02).鞋垫跖骨高压区、足跟高压区分别采用2.5 MPa和1.9 MPa的多孔单元时,能够使前掌推离、动态中立和足跟着地姿态的足底峰值压力分别降低42.4％、27.4％和26.4％,软组织峰值应力分别降低49.8％、43.6％和25.1％.结论 糖尿病患者跖骨区比足跟区溃疡风险更高;基于多姿态下足底压力和内部应力优化的变刚度鞋垫,能有效降低行走时足底峰值压力和软组织峰值应力,为变刚度鞋垫设计提供参考.
关键词：糖尿病步态周期足底压力内部应力变刚度
分类号：R496(康复医学)
资助基金：国家自然科学基金(No.12102301)
论文发表日期：2023-04-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 408-415 )
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