کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
10432106 910236 2014 8 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Simple finite element models for use in the design of therapeutic footwear
ترجمه فارسی عنوان
مدل عناصر ساده محدود برای استفاده در طراحی کفش درمانی
کلمات کلیدی
پا، مدل، روش عنصر محدود دیابت، کفش،
ترجمه چکیده
کفش های طبی اغلب در موارد آرتریت روماتوئید و دیابت تجویز می شود تا فشار روی کف پائین را در منطقه سران متاتارس تسکین دهد و یا مجددا توزیع کند. رهنمودهای کمی وجود دارد تا چگونگی طراحی این مداخلات و تاثیر این مداخلات بر روی توزیع فشار پالتر تاثیر بگذارد. تجزیه و تحلیل عناصر محدود می تواند در فرایند طراحی با پالایش یک مداخله داده شده یا شناسایی مداخله بهینه بدون نیاز به ساخت و آزمایش هر شرایط، امکان پذیر باشد. با این حال، مدل های پای کامل و دقیق مبتنی بر تقسیم بندی تصویر پزشکی اثبات شده اند که زمان برای ساخت و هزینه پردازش گران قیمت برای حل آنها، مانع از کاربرد آنها در عمل است. بنابراین، هدف از کار جاری بود که تعیین کرد که آیا یک مدل خاص بیمار ساده می تواند برای کمک به طراحی ارتسن پا برای کاهش فشار کف پایی در منطقه سر متاتارس استفاده شود. این رویکرد با مطالعه موردی یک بیمار دیابتی که تحت فشار زیاد و درد بیش از سر متاتارس پنجم قرار دارد، نشان داده شده است. مدل پای پایه در ابتدا با تنظیم بارهای فردی بر روی متاتارس ها برای تقریبا اندازه گیری توزیع فشار پلات فشار در حالت پابرهنه تا حدود 3٪ کالیبره شد. این بارگیری در شرایط مختلف گلودرد برای شناسایی ارتز موثر استفاده شد. نتایج مدل برای پد های متاتارس به طور قابل توجهی بالاتر از مقادیر اندازه گیری شده بودند، اما پیش بینی های سطوح یکنواخت عموما در حدود 16 درصد از مقادیر اندازه گیری شده بود. این رویکرد نمونه اولیه مجازی از ارتزها را به وجود آورد و از رویکرد مطلوب برای توزیع فشار پاستور بیمار استفاده کرد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی پزشکی
پیش نمایش مقاله
مدل عناصر ساده محدود برای استفاده در طراحی کفش درمانی
چکیده انگلیسی
Therapeutic footwear is frequently prescribed in cases of rheumatoid arthritis and diabetes to relieve or redistribute high plantar pressures in the region of the metatarsal heads. Few guidelines exist as to how these interventions should be designed and what effect such interventions actually have on the plantar pressure distribution. Finite element analysis has the potential to assist in the design process by refining a given intervention or identifying an optimal intervention without having to actually build and test each condition. However, complete and detailed foot models based on medical image segmentation have proven time consuming to build and computationally expensive to solve, hindering their utility in practice. Therefore, the goal of the current work was to determine if a simplified patient-specific model could be used to assist in the design of foot orthoses to reduce the plantar pressure in the metatarsal head region. The approach is illustrated by a case study of a diabetic patient experiencing high pressures and pain over the fifth metatarsal head. The simple foot model was initially calibrated by adjusting the individual loads on the metatarsals to approximate measured peak plantar pressure distributions in the barefoot condition to within 3%. This loading was used in various shod conditions to identify an effective orthosis. Model results for metatarsal pads were considerably higher than measured values but predictions for uniform surfaces were generally within 16% of measured values. The approach enabled virtual prototyping of the orthoses, identifying the most favorable approach to redistribute the patient's plantar pressures.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Biomechanics - Volume 47, Issue 12, 22 September 2014, Pages 2948-2955
نویسندگان
, , , , , ,