用Taguchi方法对患有遗传性性的儿科患者的特定患者内进行基于有限元素的生物力学评估
Dhifaf Muhi Alsaleh1, Fuat Bilgili2, Meral Bayraktar1
1Department of Mechanical Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Yildiz Technical University, Istanbul 34349, Türkiye.
优化定制的脚节骨显著降低了在患有遗传性性帕帕雷西斯 (HSP) 的儿童的脚下压力. 门高度是关键的设计因素,显示压力分布和变形的大幅改善.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 整形外科工程 整形外科工程
- 儿科整形外科 儿科整形外科
背景情况:
- 定制的足关节节是管理脚部压力和结构支持在儿科遗传性性 (HSP) 中至关重要的.
- 各种内设计参数对这些患者生物力学结果的确切影响需要进一步量化.
研究的目的:
- 为了评估关键的整形设计因素对足部压力,压力,应变和变形的影响,使用患者特定的建模.
- 在儿科HSP患者中确定定制脚节骨的最佳设计配置.
主要方法:
- 开发了一个针对患者的3D有限元模型.
- 塔古奇L9直角阵列方法被用来模拟九种不同的正配置,不同的门高度,脚跟杯深度,厚度和材料 (EVA,TPU,).
- 在模拟的1.1×体重的地面反应力下分析了生物力学指标.
主要成果:
- 最佳配置 (42毫米的门高度,20毫米的脚跟杯深度,10毫米厚度,EVA材料) 最小化了峰值脚下压力.
- 门高度成为影响脚部压力,变形和应变的主要因素.
- 鞋跟杯深度对压力最为关键,而材料类型和厚度起到了次要的作用.
结论:
- 有限元建模和塔古奇方法为优化整形设计提供了一个强大的框架.
- 个性化内可以有效地降低峰值脚下压力,并提高儿科HSP患者的负载分配.
- 优化整形提供了一个有前途的非侵入性策略,以改善步态机制和预防二次并发症.
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