基于最优拉丁超立方设计的糖尿病足鞋垫优化设计

作者：李兴龙; 杨永泰^*

来源：医用生物力学, 2023, 1-11.

• 足底压力
• 糖尿病足
• 最优拉丁超立方设计
• 软组织应力
• 个性化鞋垫

目的 提出一种鞋材弹性模量与厚度联合优化设计糖尿病足鞋垫的方法，以降低足底压力和软组织内部应力。方法 通过逆向工程方法建立足部有限元模型，基于足底压力分布特征划分鞋垫压力区域，采用有限元法对接触力学进行研究，为优化过程中调整不同区域内材料的弹性模量和鞋垫前后足厚度奠定基础，使用最优拉丁超立方设计得到最优参数组合。结果 设计的鞋垫增加约37.55%的足底接触面积，跖骨区和足跟区的压力峰值分别降低15.07%、36.96%，足跟处软组织内部应力降低20.83%，足底筋膜张力降低约60%。结论 所提出的方法可用于设计定制鞋垫，设计的个性化鞋垫具有更大的接触面积和降低糖尿病足底溃疡的良好潜力。

• 单位
  中国科学院福建物质结构研究所; 中国科学院大学; 福建农林大学; 机电工程学院