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摘要
针对伴有足中关节炎的扁平足患者,研究不同结构和材料刚度的矫正鞋垫对其足部应力集中和内部关节软骨及筋膜应力的作用效果。在有限元分析的基础上,结合正交实验设计,利用CT图像数据建立患者足部及矫正鞋垫有限元模型。随后,通过footscan系统对支撑相期间足底各区域应力和接触面积进行测量,验证仿真结果的准确性。然后,根据有限元分析结果,对比分析矫正鞋垫的作用效果。结果表明,足弓高度为30 mm,楔形角度为5°,刚度为1 MPa的矫正鞋垫的作用效果最优。与裸足时的应力峰值相比,足跟区表面和内部的应力峰值分别降低了62. 5%(由0. 152 MPa降至0. 057 MPa)和77. 9%(由0. 245 MPa降至0. 054 MPa);足跖区表面和内部的应力峰值分别降低了56. 0%(由0. 125 MPa降至0. 055 MPa)和72. 9%(由0. 192 MPa降至0. 052 MPa)。相比普通接触式鞋垫,足底应力分布更均匀,舟楔关节软骨及筋膜应力(拉伸方向)更小。研究结果为这种复合病症下具有复合作用的矫正鞋垫设计提供数据基础,对扁平足与足中关节炎的联合治疗具有临床意义。
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