一种刚度可调的前置式足下垂矫形器研制

作者：李思远; 谷彦颉; 王晨; 陈文明^*; 马昕^*

来源：医用生物力学, 2022, 37(01): 66-72.

DOI：10.16156/j.1004-7220.2022.01.010

• 足下垂
• 3D打印
• 踝足矫形器
• 步态
• 表面肌电

目的 针对足下垂步态患者，设计一种刚度可调的前置式踝足矫形器(ankle foot orthosis, AFO),实现对患者踝关节病态跖屈的最佳限制以恢复踝关节自然步态的目的。方法 通过自制实验装置测得10名18～55岁肌肉无力导致足下垂男性患者畸形矫正所需的最小矫治力矩，应用于AFO材料选择。通过力学拉伸实验，研究不同填充结构及填充率参数和弹性模量的关系。选取1名典型性足下垂患者，以其足部几何数据和优选的填充材料和填充结构3D打印快速制作出贴合患者足部形状的前置式AFO,进行赤足和穿戴两种AFO(前置式刚性和前置式柔性)情况下运动学和跖屈肌群表面肌电的测试，验证AFO对跖屈最佳限制的有效性和踝关节外翻、跖屈功能保留的程度。结果 10位足下垂患者所需的最小矫正力矩为2.16 N·m。相比前置式刚性AFO,穿戴前置式柔性AFO时，踝关节跖屈活动度增加67.8%;内外翻活动度增加88.6%;负责跖屈功能的比目鱼肌、腓肠肌内侧头和腓肠肌外侧头激活程度也分别减少38.3%、46.6%和55.8%。结论 该刚度可调式AFO可用于足下垂患者的个性化矫形定制，具备更有效、更适合日常长期使用的矫形功能和潜力。

• 单位
  复旦大学; 复旦大学附属华山医院