全接触小腿假肢接受腔的智能制造方案研究
假肢接受腔计算机辅助设计与制造系统的研制
中 图 分 类 号 ： ８ ． Ｒ６ ７ ５
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ｌ一５ ２ ２ ０ ２ ｌ７ ９ ６（ ０ ２） ０—２ ９ ９ ８—０ ２
Ｄｅ ｉｎ ｆｐｒ ｓ ｈｅ ｉ ｏ ｅ ｄｅ ｙ ｃ ｍ ｐｕｔ ｒ ａ ｅ ｅ ｏ ｓｇ ｏ ｏ ｔ ｔｃ ｓ ｃｋ ｔａｉ ｄ ｂ ｏ ｅ ｎｄ ｄ ｖ ｌ ｐｍ ｅ ｆｍ ａ ｆ ｔ ｉ ｇ ｙｓｅ ｎｔｏ ｎｕ ａｃｕｒ ｎ ｓ ｔ ｍ ＷＡＮＧ —ｏｔ Ｙ Ｘｉｔ ， ＡＮ ｌ－ ｉｇ，Ｙ ｔｅｐ ｎ ＡＮＧ ｎ ，ｅ Ｐｅ ｇ ｔ
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维普资讯
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２ ９９８ ・
中ｆ 床康复 ２０ 日临 ０ ２年 １ 月 第 ６卷 ０
第２ Ｏ期
假 肢接 受腔计算机辅助设计与制造 系统的研制
婴 堡堕塑 塑 ・ 垫 继 教 园 地
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王喜 太 ， 闫和 平 ， 杨 鹏 陈 曦 １ 民政部假肢科学研究所， １０２ ；． ， （． 北京 ０００２ 河北工业大学电气 信息学院， 天津 ３０３ ） ０ １０
ａ ． ｒ ｓｈ ｔ ｃｅ ｃ ｎ ｔ ｕｅ Ｃ ｖｌ ｍｉ ｉ ｒ ｔ ｎ Ｂｕ ｅ ｕ １ Ｐ ｏ ｔ ｅｉ Ｓ ｉ ｅ Ｉ ｓｉ ｔ Ｔ ｃ ｎ ｔ ｉｉ Ａｄ ｎｓ ａ ｉ ｒ ａ Ｂｅ ｇ １ ０ ２ Ｃ ｉａ ｔ ｏ 试ｎ ０ ０ ｏ ｈ ｎ
面向人机融合的智能动力下肢假肢研究现状与挑战
智能动力下肢假肢在临床应用中取得了显著成果。通过实验评估，研究人员发 现假肢在步态周期、能量消耗、运动灵活性等方面均得到了显著改善。同时， 使用者对智能动力下肢假肢的接受度和满意度也较高，这为假肢的进一步应用 和推广奠定了基础。
二、挑战与解决方案
1、安全与伦理问题
智能动力下肢假肢作为一种人机融合的产物，其安全性和伦理问题不容忽视。 为确保使用者的安全，需对假肢进行严格的质量控制，并规范使用和维护操作。 同时，在应用过程中应尊重使用者的隐私和自主权，保护其合法权益。针对伦 理问题，需制定相应的行业规范和法律法规，明确和算法设计
智能动力下肢假肢的控制策略和算法是实现自然运动的关键。目前，常用的控 制策略包括基于规则的控制器、自适应控制器和人工智能控制器等。算法设计 方面，涉及到模式识别、机器学习、深度学习等多种技术。通过这些技术和算 法的应用，智能动力下肢假肢可以更好地适应使用者的运动特征和习惯，提高 假肢的适用性和舒适性。
智能动力下肢假肢的智能化和人性化程度对于使用者的接受度和满意度具有重 要影响。要提高假肢的智能化程度，需要应用更多先进的人工智能技术和算法， 实现假肢与使用者之间的默契配合。而要提高假肢的人性化程度，需使用者的 生理和心理需求，提高假肢的舒适性、可靠性和耐用性。
4、创新技术与市场推广问题
智能动力下肢假肢作为一种前沿技术，其创新与市场推广仍面临诸多挑战。为 推动创新技术的发展，需要加强产学研合作，整合优势资源，推动关键技术的 突破和创新。在市场推广方面，需要加大对智能动力下肢假肢的宣传力度，提 高公众对其认知度和接受度，同时完善售后服务体系，加强客户服务和支持。
三、未来展望
智能动力下肢假肢作为人机融合领域的代表之一，其未来发展具有广阔的前景。 随着技术的不断进步和应用场景的拓展，智能动力下肢假肢将实现更多突破和 创新。未来研究方向和发展趋势包括：
智能下肢假肢感知与控制关键技术研究的开题报告
智能下肢假肢感知与控制关键技术研究的开题报告一、项目背景与意义随着生活水平的提高，健康意识的增强，人们对于身体损伤的治疗、康复、辅助的需求不断增加。
特别是因为各种原因造成下肢瘫痪的患者，生活、工作、学习等方面都面临很大的困难。
因此，研究智能下肢假肢感知与控制关键技术，对于失去下肢或下肢功能丧失的患者来说，提供了一种良好的康复方式，既能帮助他们恢复正常的下肢功能，又能提高他们的生活质量和自理能力。
二、研究目标本项目的目标是开发一种能够感知人体运动意图、实现自然步态的智能下肢假肢。
具体包括以下方面：1．研究下肢感知技术。
通过生物力学与信号处理等方面的研究，建立下肢运动的数学模型，实现对人体运动意图的感知。
2．研究步态控制技术。
通过控制算法的研究，实现对假肢的控制，使得假肢能够实现自然的步态。
3．研究下肢假肢材料。
根据生物力学控制和步态特点，选取合适的材料进行假肢制造。
三、研究内容1．下肢运动数据采集与识别技术研究对下肢运动进行数据采集，并基于生物力学理论研究建立下肢运动的数学模型。
在此基础上，开发出合理的信号处理算法，实现对人体运动意图的感知。
2．步态控制算法研究基于下肢运动的数学模型，研究步态控制算法。
通过对假肢的控制，实现自然步态，尽可能使得假肢运动与自然步态一致。
3．智能下肢假肢制造技术研究根据生物力学控制和步态特点，选取合适的材料进行假肢制造，达到轻盈、耐用、舒适的效果。
同时，结合假肢的功能和形状设计，实现人体工程学方面的优化。
四、预期成果通过本项目的研究，预计达到以下成果：1．下肢运动数据采集与识别技术实现。
通过对下肢运动数据的采集识别，实现对人体运动意图的感知。
2．步态控制算法的设计与实现。
根据下肢运动的数学模型，设计并实现出高效的步态控制算法。
3．智能下肢假肢的研制和制造。
根据人体工程学方面的优化，选取合适的材料制造出轻盈、耐用、舒适的智能下肢假肢，实现自然步态。
五、进度安排本项目的研究时间为2年，预计进度安排如下：第1年1．下肢运动数据采集与识别技术实现2．步态控制算法的设计与实现第2年1．智能下肢假肢制造技术实现2．实现智能下肢假肢的实验验证六、经费预算本项目的经费预算为50万元，包括设备采购费、人员费、材料费等。
小腿假肢取模制作人人文库
小腿假肢取模制作人人文库小腿假肢取模制作：关爱人手残疾群体的人文关怀1. 引言在当今社会，技术的进步和医疗设备的发展为残疾人群体带来了更多的希望和可能性。
而对于需要使用假肢的人来说，假肢的舒适度和适配性是至关重要的。
而小腿假肢取模制作则是一项关键的环节，决定着假肢的舒适性和功能性。
本文将深入探讨小腿假肢取模制作的主要流程以及在人文关怀方面的意义。
2. 小腿假肢的取模制作流程2.1 取模前的准备工作在开始制作小腿假肢之前，医护人员需要与患者进行详细的沟通，了解其需求和期望。
对患者的肢体情况进行全面的评估，包括残肢的长度、形状、肌肉情况等。
这些信息将成为接下来制作过程中的重要参考。
2.2 取模过程小腿假肢的取模过程是一个关键的环节。
医护人员使用特殊材料对患者的残肢进行精确的测量和模型制作。
这个过程需要保证取得的模型与患者的肢体情况完全一致，以确保后续制作的假肢能够准确贴合。
2.3 假肢的制作和调试根据取得的模型，医护人员将开始制作小腿假肢。
这包括使用高级复合材料和电子元件进行制作，以确保假肢的稳固性和灵活性。
制作完成后，医护人员将进行假肢的调试，确保其贴合度与功能性达到最佳状态。
2.4 定期维护和改进假肢的质量和舒适性需要定期的维护和改进。
医护人员将与患者保持密切联系，定期进行假肢的检查和调整。
根据患者的反馈和需求，医护人员将不断改进小腿假肢的设计和材料，以提供更好的舒适性和功能性。
3. 人文关怀的意义小腿假肢取模制作是对人手残疾群体的一种人文关怀的体现。
它不仅仅是简单的技术制作，更是对残疾人的尊重和关爱。
以下是本人对小腿假肢取模制作的一些个人观点和理解：3.1 提供舒适和自信小腿的假肢取模制作是为了提供患者舒适和自信的重要手段。
一个舒适合适的小腿假肢不仅可以改善患者日常的生活质量，还能使他们感到更加自信和乐观，进而更加融入社会。
3.2 融入社会和实现自我小腿假肢取模制作能够帮助残疾人更好地融入社会并实现自我。
康复科技中的智能假肢研究与设计
康复科技中的智能假肢研究与设计随着人工智能技术的不断发展，我们的生活变得越来越便捷而高效。
而在医疗领域，智能假肢是医学科技的重要组成部分之一。
智能假肢的研发，旨在帮助失肢者恢复生活自理和社会融合能力。
本文将探讨康复科技中的智能假肢研究与设计。
1. 重要性智能假肢的研究和设计的重要性，在于通过技术手段帮助失肢者恢复生活自理能力，以及增强失肢者的社会融合和自信心。
同时，智能假肢还可以指导手术医生和康复治疗师进行治疗设计和康复治疗方案的制定。
2. 技术支持智能假肢的研究和设计需要技术支持，其中最重要的技术支持之一是智能感应技术。
智能感应技术能够帮助假肢更加精准地控制运动，并且允许失肢者进行精细的手指操作。
同时，在术后的康复治疗中，智能化后的主动修复运动训练也可以提高患者的康复效果和治疗效率。
3. 研究现状智能假肢的研究和设计已经得到了广泛的关注和重视。
在生物科学等学科的支持下，各大医学研究机构都在不断提升假肢的技术水平和准确性。
瑞典的自杀极少，但是该国有大量的发明家和科学家，而瑞典的科技公司EIT Health刚刚推出了一种智能假肢，它可以通过神经分析和电脑处理来模拟人体运动。
4. 设计考虑在智能假肢的设计过程中，需要考虑多个因素。
首先，假肢需要在适度的时间内完成识别，控制和反馈等多个功能，这无疑需要高质量的传感器。
其次，需要注意假肢与身体其他部位的舒适性和协调性，否则，假肢的作用将失去重要意义。
因此，设计师需要特意考虑假肢与人体的结合性以及各种不同的使用情况。
5. 康复治疗推广对于智能假肢的研发者来说，还需要更大力度的推广来提升智能假肢的普及率，并且通过推广智能假肢的康复治疗，让更多的失肢者早日重返社会。
只有通过广泛而持续的宣传，我们才能将关注点从机器本身转移到“帮助患者”的目标上，这也是智能假肢的研发者和康复治疗师应该始终坚持的信念。
结论:智能假肢研究与设计的发展，帮助重获自由和独立的康复患者越来越多。
一种小腿假肢接受腔[实用新型专利]
![一种小腿假肢接受腔[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/de03c21b4a73f242336c1eb91a37f111f1850de3.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920319244.4(22)申请日 2019.03.14(73)专利权人 伊贝欧力假肢矫形器技术（漳州）有限公司地址 363000 福建省漳州市芗城区元光北路28-1号腾龙楼九幢三楼办公楼(72)发明人 谢素贞 李昌华 蔡亚松 蔡芝琛 (74)专利代理机构 北京科家知识产权代理事务所(普通合伙) 11427代理人 陈娟(51)Int.Cl.A61F 2/80(2006.01)(54)实用新型名称一种小腿假肢接受腔(57)摘要本实用新型涉及医疗器械技术领域，公开了一种小腿假肢接受腔，针对现有的安装兼容性低和舒适度较低的问题，现提出如下方案，其包括腔体，所述腔体的两侧内壁铰接有摆动杆，所述摆动杆的一端铰接有缓冲板，缓冲板的一侧滑动连接有压缩板，压缩板远离缓冲板的一侧固定有衬垫板，所述腔体的两侧滑动安装有推杆，所述推杆的一端延伸至腔体内铰接有连杆，所述连杆远离推杆的一端与缓冲板铰接，所述腔体的两侧设有套管，推杆与套管滑动连接。
本实用新型提高假肢接受腔的安装兼容性，可以安装较多规格的假肢，同时内部通过缓冲机构，提高内部的弹性，提高使用的舒适度，易于推广。
权利要求书1页 说明书3页 附图4页CN 209827114 U 2019.12.24C N 209827114U1.一种小腿假肢接受腔，包括腔体(1)，其特征在于，所述腔体(1)的两侧内壁铰接有摆动杆(2)，所述摆动杆(2)的一端铰接有缓冲板(3)，缓冲板(3)的一侧滑动连接有压缩板(4)，压缩板(4)远离缓冲板(3)的一侧固定有衬垫板(5)，所述腔体(1)的两侧滑动安装有推杆(6)，所述推杆(6)的一端延伸至腔体(1)内铰接有连杆(7)，所述连杆(7)远离推杆(6)的一端与缓冲板(3)铰接，所述腔体(1)的两侧设有套管(8)，推杆(6)与套管(8)滑动连接，套管(8)的顶部螺纹安装有定位杆(10)，所述推杆(6)上设有定位槽(9)，所述定位杆(10)的底部定位槽(9)的内壁接触，所述压缩板(4)靠近缓冲板(3)的一侧开设有压缩槽(11)，压缩槽(11)内设有弹簧柱(12)，弹簧柱(12)的一端与缓冲板(3)固定。
小腿假肢接受腔与残肢界面压力分布研究及应用
小腿假肢接受腔与残肢界面压力分布研究及应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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全接触小腿假肢接受腔的智能制造方案研究
全接触小腿假肢接受腔的智能制造方案研究摘要：时至今日，假肢接受腔的制造依旧需要假肢制作师进行大量的手工劳作，制作过程通常包括评估测量、取型（阴型）、灌浆修型（阳型）、调试、塑型等步骤。
这种制作工艺相当复杂，制作周期长，残肢形状信息易丢失或扭曲，配制的重复性差，存在较大测量误差等缺点。
有时一具假肢需要制作几个甚至十几个接受腔才能使患者满意，这也是造成假肢价格居高不下的原因之一。
因此，应当把先进的工程技术应用于医疗领域。
这些技术在引入假肢接受腔的制作过程中，能克服传统手工制作方法存在的瓶颈问题，缩短和自动化假肢接受腔的制作过程，减少人力降低成本。
以增材制造技术为例，其以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将陶瓷粉末、金属粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。
关键词：假肢；接受腔；仿真；智能制造引言文章主要针对假肢接受腔现有制作流程的不足，结合先进工程技术，以小腿假肢为例，设计出一套接受腔智能制造方案。
在整个方案流程中，对于人工制作中最复杂的修型步骤，利用仿真软件模拟残肢接受腔界面压力，通过加压修型的方式使接受腔得以均匀承重，不仅使假肢趋于生理，也避免了残端底部的应力集中。
1. 设计思路文中结合数字化软件，利用CT扫描数据处理得到残肢的数字模型，先初步设计贴合残肢表面的全接触接受腔，然后利用仿真软件模拟实际行走，得到残肢的受力情况。
根据受力情况，对受力较小的区域进行加压修型，减小压力敏感区域的应力集中，得到全面接触均匀承重的假肢接受腔模型，并使其可以通过增材制造技术直接进行制造。
2.数据处理与建模为使设计出的假肢接受腔完全贴合患者的残肢，需要对患者的残肢进行CT扫描，以获得准确的残肢界面图像。
将扫描得到的CT图像进行汇总，导入到MIMICS软件里。
残肢图像处理和建模过程如下所示：图像预处理：对导入的图像进行滤波，窗口窗宽调节，增强对比度等。
基于增材制造的小腿假肢设计与应用
基于增材制造的小腿假肢设计与应用摘要：小腿假肢用于代替人的缺失的肢体，弥补小腿截肢者外观缺陷和辅助站立行走等生理功能的补偿，但目前市面上所装配使用的小腿假肢透气性差，适用范围局限，外观和舒适程度不好，装配复杂，不利于患者穿戴，在使用过程中给患者带来诸多不便。
为改善这些问题，本文基于增材制造技术，设计出一体化小腿假肢并制造，用于实际验证与应用。
关键词：增材制造，小腿假肢，计算机辅助设计，曲面重建。
1背景与意义小腿假肢的定义是采用特定的技术手段或方法，为截肢或者肢体不完全的人设计和制作装配的人工假体，又称“义肢”，主要作用是代替失去肢体的部分功能，使截肢者恢复一定的生活自理和工作能力[1]。
一般适用的对象是因交通、工伤等事故或疾病创伤等原因的造成的截肢患者。
传统的小腿假肢穿较重，使用者行走不灵活，并且不透气，穿戴不舒服，容易造成一些皮肤问题和产生异味，因此设计一种新型的小腿假肢是很有必要的。
2一体化小腿假肢的设计本文所述基于增材制造技术所一体化小腿假肢，主要由残肢接受腔、承重部分、外壳和假脚四个板块构成。
2.1接受腔部分假肢接受腔是假肢的重要组成部分，用于容纳残肢，起支撑体重和传力作用。
传统的小腿接受腔制作方法是采用石膏绷带对病患部位进行取型，后期在对这个石膏模型进行翻模、修整，最后用丙烯酸树脂制作外壳。
采用无接触式的三维扫描代替石膏取型[2]，不仅能减少取型时间，还可以使模型更加精准，数字化修型和存档。
为了保证接受腔的轻便透气，内接受腔采用结构性排气孔设计，均匀设置圆形透气微孔，圆孔向内壁成漏斗型延伸，两者侧壁排列的圆孔仍能内外相连[3]，减少瘙痒、水疱、慢性溃疡的等皮肤问题和异味，提高接受腔内卫生状况，提升假肢使用舒适性提高接受腔内卫生状况，提升假肢使用舒适性。
2.2锁紧装置为了解决假肢的悬吊问题，设计专用硅胶套的锁具，能满足了不同体重、运动等级的患者功能需求，提高使用舒适性，扩大产品使用范围。
小腿假肢接受腔计算机三维模型的构建
实际大小比例计算的图像结果，基本无差别。
Figure 1 Three-dimensional computer model of leg stump 图 1 小腿残肢的计算机三维模型
Figure 2 Leg three-dimensional computer model of the socket 图 2 小腿接受腔的计算机三维模型
2 结果
计算机三维模型建立情况：残肢结构由骨骼、肌肉、 脂肪、皮肤等构成，小腿活动靠股骨、胫骨和髌骨实现 运动，行走中胫骨与腓骨之间几乎不存在相对运动，所 以可将胫骨和腓骨合为一个硬组织整体考虑，肌肉、脂 肪、皮肤视为一个软组织整体，小腿残肢的计算机三维 模型见图1，接受腔的计算机三维模型见图2。
本模型模拟出小腿残肢和接受腔的计算机三维模 型，Mimics 10.0软件作为专业的三维图像处理软件，能 将CT与核磁共振图像转化为残肢和接受腔三维模型，计 算机生成的三维模型是按照患者的实际尺寸测量，并按
张绍岚，李古强，邵长庆
Three-dimensional modeling of leg prosthetic socket by computer
Zhang Shao-lan, Li Gu-qiang, Shao Chang-qing
Department of Medical Technology, Yancheng Health Vocational & Technical College, Yancheng 224005, Jiangsu Province, China
小腿假肢接受腔-残肢生物机械系统三维重构
小腿假肢接受腔-残肢生物机械系统三维重构
方丽丹;贾晓红;罗勇;李小兵
【期刊名称】《中国康复医学杂志》
【年(卷),期】2007(022)001
【摘要】目的:建立小腿假肢接受腔-残肢生物机械系统三维几何模型.方法:以一名25岁男性小腿截肢患者为对象,采用三维坐标测量和核磁共振成像获得原始数据,利用软件MIMICS、SURFACER、SOLIDWORKS等实现了接受腔和残肢的三维重构,并根据接受腔修型模式等完成了系统装配.结果:数字化三维模型较精确的反映了接受腔-残肢系统的几何特征.结论:这种低成本方法可用于假肢数字化设计、有限元分析和计算机辅助制造.
【总页数】4页(P55-57,插2)
【作者】方丽丹;贾晓红;罗勇;李小兵
【作者单位】清华大学摩擦学国家重点实验室智能与生物机械分室,100084;清华大学摩擦学国家重点实验室智能与生物机械分室,100084;中国康复研究中心;清华大学摩擦学国家重点实验室智能与生物机械分室,100084
【正文语种】中文
【中图分类】R3
【相关文献】
1.个体化下肢小腿假肢接受腔设计的生物力学评价技术研究 [J], 樊瑜波;蒲放;张明;蒋文涛;杨世全;梁锦伦;郑永平;麦福达
2.小腿残肢与假肢接受腔界面应力的理论研究 [J], 方丽丹;贾晓红;窦鹏;金德闻
3.小腿假肢接受腔计算机三维模型的构建 [J], 张绍岚;李古强;邵长庆
4.基于磁共振成像残肢三维重建模型设计的压紧/释放型大腿假肢接受腔 [J], 孟昭建; 张明; 梁锦伦
5.小腿截肢术后残肢与假肢接受腔适配问题的探讨 [J], 高伟;高铭洙;朱力波;张明贵;曹云
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全接触小腿假肢接受腔的智能制造方案研究
发表时间：2019-11-12T14:40:55.877Z 来源：《基层建设》2019年第22期作者：神俊琦[导读] 摘要：时至今日，假肢接受腔的制造依旧需要假肢制作师进行大量的手工劳作，制作过程通常包括评估测量、取型（阴型）、灌浆修型（阳型）、调试、塑型等步骤。
韶关市残疾人综合服务中心广东韶关 512000 摘要：时至今日，假肢接受腔的制造依旧需要假肢制作师进行大量的手工劳作，制作过程通常包括评估测量、取型（阴型）、灌浆修型（阳型）、调试、塑型等步骤。
这种制作工艺相当复杂，制作周期长，残肢形状信息易丢失或扭曲，配制的重复性差，存在较大测量误差等缺点。
有时一具假肢需要制作几个甚至十几个接受腔才能使患者满意，这也是造成假肢价格居高不下的原因之一。
因此，应当把先进
的工程技术应用于医疗领域。
这些技术在引入假肢接受腔的制作过程中，能克服传统手工制作方法存在的瓶颈问题，缩短和自动化假肢接受腔的制作过程，减少人力降低成本。
以增材制造技术为例，其以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将陶瓷粉末、金属粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。
关键词：假肢；接受腔；仿真；智能制造引言文章主要针对假肢接受腔现有制作流程的不足，结合先进工程技术，以小腿假肢为例，设计出一套接受腔智能制造方案。
在整个方案流程中，对于人工制作中最复杂的修型步骤，利用仿真软件模拟残肢接受腔界面压力，通过加压修型的方式使接受腔得以均匀承重，不仅使假肢趋于生理，也避免了残端底部的应力集中。
1. 设计思路文中结合数字化软件，利用CT扫描数据处理得到残肢的数字模型，先初步设计贴合残肢表面的全接触接受腔，然后利用仿真软件模拟实际行走，得到残肢的受力情况。
根据受力情况，对受力较小的区域进行加压修型，减小压力敏感区域的应力集中，得到全面接触均匀承重的假肢接受腔模型，并使其可以通过增材制造技术直接进行制造。
2.数据处理与建模为使设计出的假肢接受腔完全贴合患者的残肢，需要对患者的残肢进行CT扫描，以获得准确的残肢界面图像。
将扫描得到的CT图像进行汇总，导入到MIMICS软件里。
残肢图像处理和建模过程如下所示：图像预处理：对导入的图像进行滤波，窗口窗宽调节，增强对比度等。
图像分割：以下腿骨骼为例，通过阈值分割命令，设定分割阈值，分割结果保存为蒙板，此时会发现骨骼内部存在空洞，这是由于骨髓等阈值不在设定范围内，这些空洞的存在将会影响后续模型的实体化，所以必须进行空腔填充，由于自动填充功能有限，主要通过手动编辑，将每一层图片进行填充，工作量比较大。
由于图像本身的精度，放大断层图片以后可以发现边缘为锯齿状，这种情况无法修补。
图像分割好以后，进行三维计算命令，生成三维模型。
选中新生成的三维模型，进行修补命令和平滑命令，优化模型表面，查看面网格质量后进行面网格划分。
3. 残肢力学特性仿真将所有部件导入到ABAQUS进行材料设定。
生物组织的机械性能是极其复杂的，在有限元建模和分析时，必须对模型做一些合理的简化。
相关学者认为在准静态加载状态下，骨可以假定为线弹性材料，而软组织组成成分特性复杂，但分析时其整体的力学特性更值得关注，所以，可以将软组织看成一个整体，取统一的弹性模量和泊松比。
在文中，骨和软组织均考虑为各向同性的均质线弹性体，查阅文献可得，骨骼的弹性模量设定为15GPa，泊松比设定为0．3，软组织的弹性模量设定为200kPa，泊松比为0．45。
文中研究的PTB接受腔，制造材料为聚丙稀均聚物，屈服极限为35MPa，在屈服极限内近似认为是各向同性、均匀的线弹性材料，弹性模量设定为1．5GPa，泊松比为0．35，内衬套材料通常为泡沫塑料或硅胶，其弹性模量为380kPa，泊松比为0．35。
设定完成后便进行体网格划分，单元类型选择C4D10。
确认网格质量后，根据肢残患者的步态周期特点，选择非线性大变形分析。
因为主要探究残肢的界面压力，所以简化各个部件之间的接触。
将内衬套附于残肢表面，残肢外表面与内衬套内表面设定为摩擦接触，摩擦因数为0．5，接触方式为面面接触。
而其他骨骼与软组织，内衬套与外壳等设定为绑定接触，减少计算量。
根据步态周期，以单脚着地的极限状态为例，此刻残肢所受作用力主要是患者身体本身的重力680N。
将接受腔外壳的底端进行固定，确认无误后提交分析。
在载荷作用下，内衬套内表面和残肢外表面互相挤压。
可以看出，单脚着地时，最大正应力位于残肢底端前侧，为73．2kPa，超过60kPa压力的区域如图所示。
此外髌韧带处受力较大，为56．2kPa。
其余部位受力明显小于这两处。
根据RogersandWilson’s曲线，超过60kPa的持续压力会造成持续的温度升高，临床表现为皮肤破损。
除此之外，灰色区域靠近胫骨嵴底端，临床显示此处为非承重部位，容易产生疼痛。
因此，需要将此处的压力优化至60kPa以下。
4. 结构优化修型根据帕斯卡流体力学法则，不可压缩静止流体中任一点受外力产生压力增值后，此压力增值瞬时间传至静止流体各点。
因此对于小腿假肢接受腔来说，最理想的优化方法是对残肢体积进行合理科学的压缩，将接受腔对残肢的支撑力转化为残肢表面的均匀压力，从而分散过大的局部压力。
基于这个原则，根据残肢受力情况和耐压情况，将残肢表面分为6个区域，分别为应力集中的残肢底端前方、应力较小的残端底端后方，受力敏感的胫骨嵴处、受力较小但是耐压的残肢侧面、髌韧带区域及膝盖侧面[1]。
其中胫骨嵴处不可受力，不作加压处理。
残肢侧面受力普遍在20kPa以下，施加35kPa压力。
残端底端后方受力较小，施加20kPa压力。
底端前半面应力集中，因此施加30kPa 反向力空出空间释放压力。
髌韧带区域压力已经较大，所以只施加10kPa压力。
膝盖侧面受压也较小，施加20kPa压力。
之后固定残肢顶部，提交受力分析。
通过调查可以发现，残肢的侧面和底端后方收到了相当的压缩，而底端前方则略微凸起，通过扩大空间减少此处的应力集中，另外胫骨脊处未发生改变，保证此处应力不会过大。
在此基础上，利用压缩后的残肢模型抽壳得到新的接受腔外壳和内衬套模型。
然后组合新的接受腔模型，对其进行验证仿真。
将压缩后的残肢模型通过初始状态导入法模拟穿着时的内应力，配合新的接受腔外壳模型和内衬套模型，依旧以单脚站立的状态为例。
现在残肢的应力最大值为58．2kPa，小于临界值60kPa。
其中压力敏感的胫骨脊区域受力在10kPa以下，残肢底端前方受力在30~40kPa之间，比优化前大大减少，且远小于60kPa的临界值。
此外受力最大处为残肢侧面，为58kPa，髌韧带区域和残肢底端后方也是受力较大的区域，为50kPa左右，这几处都是压力耐受区域，并且除几乎不可受力的胫骨脊外，优化后的接受腔压力分布相当均匀，符合全面承重均匀受力的设计目标。
结论
简而言之，针对现有假肢接受腔大多依赖于人工手法取型的现状，提出了利用受力仿真软件生成接受腔模型并通过增材制造技术直接制造接受腔的智能制造方案。
为避免残肢界面应力集中导致皮肤破损，设计了一种仿真取型法，通过对残肢压力耐受部位加压修型，得到残肢接受腔之间均匀受力的全接触小腿假肢接受腔，并通过仿真试验验证了该方法的可行性[2]。
参考文献
[1]陈东，武继祥，陈南，等.全面承重小腿假肢对小腿截肢后残肢肌肉萎缩速度的影响研究［J］.中国康复，2017，32（1）：86－87.
[2]方丽丹，贾晓红，罗勇，等.小腿假肢接受腔－残肢生物机械系统三维重构［J］.中国康复医学杂志，2019（1）：55－57，98.。