具有梯度模量的3D打印糖尿病鞋垫设计

• 作者: 朱思尧 李涤尘 汤磊 孙畅宁 康建峰 赵宏谋 张言 王玲
• 来源期刊: 医用生物力学
• 关键词: 糖尿病足 缩放建模 数学映射模型 梯度模量设计
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 论著|Original Articles
• 页码范围: 102-109
• 页数: 8页
• 分类号: R318.01
• 语种: 中文
• DOI: 10.16156/j.1004-7220.2021.01.017

摘要

目的 以精准降低足底压力为目标,提出一种快捷、低成本的个性化糖尿病足部建模及鞋垫的设计方案.方法 通过对标准足骨模型进行缩放的方法,构建患者足部有限元模型,分析足部生物力学,并根据鞋垫模量和足底压力数学映射模型,建立具有梯度模量的个性化鞋垫三维模型.利用3D打印技术进行鞋垫制造,并开展实验验证.结果 采用缩放建模方法所建足部模型的有限元预测的相关力学指标与CT重建模型的结果基本接近,最大误差控制在15％以内.与穿戴普通鞋垫相比,使用个性化鞋垫后足底峰值压力有效降低约20％.该简化设计方案的时间和经济成本降低约90％.结论 该糖尿病鞋垫设计方案缩短设计周期,其中制备的个性化鞋垫有效精准降低足底压力,降低足部溃疡的风险,为个性化糖尿病鞋垫的推广提供技术基础.