一种小腿假肢接受腔设计方法及其系统与流程

本发明涉及一种接受腔设计，尤其涉及一种小腿假肢接受腔设计方法及其系统。

背景技术：

1、小腿假肢是膝下截肢患者补偿缺失肢体、代偿功能的辅具，其中接受腔是假肢关节部件与人体相连的人机界面。该人机界面主要发挥包容残肢、支撑体重、传递运动和悬吊的功能。残肢由骨骼和软组织组成，软组织包括肌肉、皮肤、脂肪、血管、神经、肌腱和韧带等，除了具有弹性固体材料的某些基本性质外，还体现出粘性材料的力学特性。受外载荷时，软组织体积几乎不会发生变化，具有不可压缩性，流变性质有触变性和粘弹性等力学特点。

2、悬吊指将假肢固定在肢体上的方式，是假肢设计时重要考虑的因素之一。现有小腿假肢接受腔悬吊策略主要有连接腰带的倒y型弹性带、连接膝关节的大腿束紧衣、髌骨上环带、髁上楔悬吊装置、包髌骨悬吊、膝套筒、气封套筒加单项通气阀的吸入式悬吊、高真空悬吊。上述方法存在着屈膝不便、穿戴麻烦、屈膝时接受腔边缘高不美观、侧方稳定性差或残肢皮肤不透气等问题。另外，悬吊系统故障或不适当时，接受腔与肢体之间发生相对运动，这种运动称为“活塞”。活塞可导致疼痛、皮肤破裂，并降低对假肢的控制。因此需要一种小腿假肢接受腔设计方法及其系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是要提供一种小腿假肢接受腔设计方法及其系统。

2、为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

3、本发明包括以下步骤：

4、接受腔近端边缘可降低至膝间隙及以下；

5、所述接受腔施加与水平面呈一定角度的两组挤压力用以增加悬吊，所述挤压力包括第一组力和第二组力；

6、所述接受腔与残肢骨突处无空隙；

7、所述接受腔施加第三组力，所述第三组力的施加方向垂直于所述接受腔的腔体；

8、调整所述接受腔的挤压合力节点形成8到18个挤压中心，所述挤压中心每列纵向排列但不贯通。

9、进一步地，基于患者的正常步态周期生成第一组力和第二组力的角度。

10、进一步地，所述调整所述接受腔的挤压合力节点的方法包括将残肢表面分为近、中、远三个部分，所述接受腔在所述残肢的内、外和后侧区域进行挤压对应生成第一组力、第二组力和第三组力。所述残肢表面的近部为总体的三分之一的区域，具体为将所述残肢表面总体沿残肢轴向三等分后，近端三分之一的区域作为近部，中端三分之一的区域作为中部，远端三分之一的区域作为远部。

11、进一步地，所述第一组力用于悬吊功能，对抗接受腔在摆动期受到的垂直向下的重力。

12、进一步地，所述第一组力和第二组力的力度负相关。

13、进一步地，所述第一组力包括接受腔向残肢施加由前至后与水平面分别呈130度至90度角的并向下的挤压力，在内后面、外后面、后内面和后外面，所述第二组力包括接受腔向残肢施加由后至前与水平面分别呈90度至60度角的并向下的挤压力，所述第三组力对软组织进行挤压，该力作用位置为水平方向的残肢皮肤与骨体表面距离大于骨体直径处，通过接受腔和骨表面曲度重塑骨体及骨突处软组织形状，降低骨在软组织中的位移量。

14、进一步地，所述第三组力对软组织进行挤压的方法包括使软组织包裹骨体及骨突处且骨-接受腔两硬性界面之间软组织被波浪型压缩。

15、进一步地，所述接受腔与残肢骨突处无空隙具体包括所述接受腔贴服残肢全部皮肤，整体压缩量低于5%。

16、进一步地，所述接受腔近端边缘可降低至膝间隙及以下具体包括前侧半包髌韧带、内侧高至但不超过胫骨内侧髁上缘、外侧高至但不超过胫骨外侧髁上缘，后侧低于皮肤腘窝横纹2厘米。

17、一种小腿假肢接受腔加工方法，所述加工方法用于执行任一所述方法，具体包括：

18、使用石膏绷带、扫描、数字模型对残肢取型；

19、通过石膏修补、数字建模、模型调参对残肢模型进行修型，得到接受腔形状；

20、使用树脂、板材、增材制造材料及垫片，按照接受腔形状，加工得到接受腔。

21、本发明的有益效果是：

22、发明考虑患者信息和预设模型信息，生成符合患者需求的接受腔方案。该系统具有高度的灵活性和个性化，能够大大提高假肢接受腔的悬吊性能、操控性、美观和舒适性。

技术特征：

1.一种小腿假肢接受腔设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种小腿假肢接受腔设计方法，其特征在于，基于患者的正常步态周期生成第一组力和第二组力的角度。

3.根据权利要求1所述的一种小腿假肢接受腔设计方法，其特征在于，调整所述接受腔的挤压合力节点的方法包括将残肢表面分为近、中、远三个部分，所述接受腔在所述残肢的内、外和后侧区域进行挤压对应生成第一组力、第二组力和第三组力。

4.根据权利要求1所述的一种小腿假肢接受腔设计方法，其特征在于，所述第一组力和第二组力的力度负相关。

5.根据权利要求1所述的一种小腿假肢接受腔设计方法，其特征在于：所述第一组力包括接受腔向残肢施加由前至后与水平面分别呈130度至90度角的并向下的挤压力，分别施加在内后面、外后面、后内面和后外面，所述第二组力包括接受腔向残肢施加由后至前与水平面分别呈90度至60度角的并向下的挤压力，所述第三组力对软组织进行挤压。

6.根据权利要求5所述的一种小腿假肢接受腔设计方法，其特征在于：所述第三组力对软组织进行挤压的方法包括使软组织包裹骨体及骨突处且两硬性界面之间软组织被波浪型压缩。

7.根据权利要求1所述的一种小腿假肢接受腔设计方法，其特征在于，所述接受腔与残肢骨突处无空隙具体包括所述接受腔贴服残肢全部皮肤，整体压缩量低于5%。

8.根据权利要求1所述的一种小腿假肢接受腔设计方法，其特征在于：所述接受腔近端边缘可降低至膝间隙及以下具体包括所述接受腔前侧半包髌韧带、内侧高至但不超过胫骨内侧髁上缘、外侧高至但不超过胫骨外侧髁上缘，后侧低于皮肤腘窝横纹2厘米。

9.一种小腿假肢接受腔设计系统，其特征在于：所述系统用于执行所述权利要求1~8之任一所述方法，具体包括：

技术总结
本发明公开了一种小腿假肢接受腔设计方法及其系统，包括接受腔边缘可降低至膝间隙及以下；接受腔施加由前至后与水平面呈一定角度的挤压力用以分散应力；接受腔全面包容残肢；调整所述接受腔的挤压合力节点，使接受腔符合残肢骨骼、肌肉的受力要求。本发明考虑患者信息和预设模型信息，生成符合患者需求的接受腔方案。该系统具有高度的灵活性和个性化，能够大大提高假肢接受腔的悬吊性能、操控性、美观和舒适性。

技术研发人员：张小雪,姚娟,李伟强
受保护的技术使用者：国家康复辅具研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31