CAD%2fCAM矫形鞋垫制作原理临床的应用.pdfVIP

第6届北京国际康复论坛 CAD／CAM矫形鞋垫制作原理与临床应用 汪波 北京社会管理职业学院假肢矫形康复系 【摘要】随着医学不断的进步，医学界对足部疾病的认识越来越深入，特别是近十年来欧美足部矫 形研究机构大量研究表明，人体尤如一个生物力学运动链的整体，不但承受重力、运动的影响，而且还受 腰、膝与足之间的生物力学的相互影响；同时，足部的功能异常将直接影响到脊柱、髋关节、膝关节及相 关的肌肉。现代生物医学研究发现，超过70％的膝部疼痛和相当一部分的腰痛都与足部疾病有关。近十年 来，欧美国家根据人体生物力学原理结合计算机技术研制地个性化定制鞋垫的CAD／CAM加工中心系统， 真正实现了科学化的加工各种个性化鞋垫要求；并量化地、科学地对足底的压力进行重新分布，更有效、 准确地分解足部患处应力，更好地改善足部生物力学功能，跟有效地保护脊柱以及下肢各关节功能。尤其 适合于正在发育中并喜欢运动的青少年、足部功能退行性改变的中老年人以及由于足部病理改变的糖尿病 足等足部疾病患者。本文探讨分析a址，／C：AM矫形的鞋垫设计制作原理和临床应用效果。 【关键词】CAD／CAM矫形鞋垫压力感应元件糖尿病足 一、前沿 通过中电脑分析和动态检查发现足部和脊柱所存在的缺陷，计算机系统把所获提取的信 息通过设计软件，先确定鞋垫类型模型，同时在设定的矫形鞋垫模型上、并根据足底压力测 量的数据情况，进行智能化、个性化的局部修改，最后通过CAD／CAM系统来加工制作出 个性化的鞋垫。这种计算机鞋垫加工技术也可以网络直接将相关的数据传递给足部矫形鞋垫 中心实验室，实验室根据相关信息能精确地特殊设计、定制出的美观、舒适的个性化矫形鞋 垫。 整个设计加工制作过程只需1个小时。真正实现高效、快速、科学化、数字化、个性 化地设计制作鞋垫，是矫形鞋垫的发展方向。 二、CAD／CAM数字化加工系统 CAD／CAM主要由分析测量系统、鞋垫设计系统、鞋垫加工系统组成。 l、分析测量系统测量分析系统，目前主要有足部测量分析系统和脊柱测量分析系统： 足部测量分析系统分为动态、静态两大类。 (1)足底动态足底压力测量主要分为足底硬性测力板(见图1)和鞋垫式软性测力垫(见 图2)； 其中足底硬性动态足底压力测量板，一般由4996个精密感应器元件组成，能在0．8 秒钟内提取60万数据组成拍摄240张三维立体彩色图片，能及精确的测量出你足部的相关 信息数据，如每平方厘米压力大小、行走时重心运动轨迹等等；通过这些足底压力大小的信 息，主要是后跟压力、足外侧压力、跖趾关节处跖骨头压力和足趾的压力大小信息来确定足 部类型，例如如平足、高弓足、内翻足等为几十种类型，足底压力信息组合作为鞋垫设计软 件设计鞋垫的重要参数。另外还有鞋垫式软性测力垫(如图)，主要是记录鞋垫装配前后足 底压力进行动态状况，分析矫形鞋垫的效果。特别应用于糖尿病足的压力危险状况判断和糖 尿病足矫形鞋垫及矫形器制作时的检验。 (2)足底静态测量系统：主要有及2D、3DScan足底压力和形态扫描系统(见图3、4)。 2D二维显示足底二维显示，主要显示足底压力情况见图采集方式站位。组成：足底扫描仪 第6届北京国际康复论坛 鞋垫测量制作时采用。3D三维显示及数据处理，由于是对足底．即足底内外侧弓和横弓构成 空间数据记录、主要用于功能型鞋垫、特别是糖尿病足鞋垫制作：采集方式为座位、自然放 松下采集(见图5)。与二维的区别是反映记录足底三维结构的状态。 脊柱测量分为姿势角度测量、肌力运动平衡观察两类。(图6) 二、鞋垫设计系统要求、 在欧美有不同的设计软件，原理都是基于对静动态测量的数据、根据设计软件的特定模 块来设计、选用不同硬度和不同硬度组成的复合材料、最后通过数控铣床加工而成的。我闷 l这里主要介绍德国Go-tcch和英国Delcome公司鞋垫软件设计 3、鞋垫加工系统主要实现CAD／CAM系统CNC数制鞋垫加工 三、临床应用 l、制作程序设定 2、普通类型鞋垫设计制作 3、病例鞋垫设计制作 4、运动系列设计鞋垫制作 四、应用前景 五、总结 六、感谢 作者简介：汪 波 男北京社会管理职业学院假肢矫形康复系假肢教研室主任足部矫形 实验室负责人。1995．1997留学德国联邦假肢学