基于力-位移传感技术的残肢软组织力学性能测量方法  

作　　者：韩剑英 张莹莹 都承斐[1,2] 莫中军 

机构地区：[1]天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室,天津市300384 [2]天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心 [3]国家康复辅具研究中心 [4]民政部人体运动分析与康复技术重点实验室 [5]北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室

出　　处：《中国康复医学杂志》2024年第4期538-542,共5页Chinese Journal of Rehabilitation Medicine

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB1107000);国家自然科学基金项目(11732015,11902090,82272127,61761166002);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(118009001000160001)。

摘　　要：目的:针对假肢接受腔数字化设计中残肢软组织力学特征采集的需求,研究基于力-位移传感技术的软组织力学性能测量方法。方法:将压力和位移传感器并联设计开发软组织刚度测量系统,可实现软组织受力和形变的同步获取,并采用两段式割线法计算表观刚度,针对不同硬度、厚度的硅胶试件,使用力学试验机对本系统进行有效性验证。结果:对硬度15°(Shore A)的试件,本系统测得厚度为5mm、10mm、15mm和20mm的试件的刚度k1和k2分别为(1.788±0.14)N/mm和(4.132±0.21)N/mm、(1.447±0.1)N/mm和(2.966±0.17)N/mm、(1.340±0.14)N/mm和(2.335±0.16)N/mm、(1.306±0.19)N/mm和(2.261±0.19)N/mm,力学试验机获得相应刚度分别为(1.769±0.2)N/mm和(4.132±0.21)N/mm、(1.443±0.13)N/mm和(2.800±0.07)N/mm、(1.385±0.16)N/mm和(2.328±0.1)N/mm、(1.256±0.08)N/mm和(2.097±0.14)N/mm;2种系统测得的刚度k1和k2最大误差分别为3.8%、7.8%,且不存在显著性差异。对硬度25°的试件,除厚度为20mm试件外,2种系统测得试件的刚度k1和k2误差均<8.7%,且不存在显著性差异。结论:基于力-位移传感技术开发的残肢软组织力学性能测量系统与材料力学试验机测量结果有较好的一致性,能满足残肢软组织力学性能测量的需求。

关 键 词：残肢软组织 力学性能 测量方法 假肢接受腔 数字化设计 

分 类 号：R496[医药卫生—康复医学]