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題名:糖尿病病人的足部與輔具之三維有限元素接觸應力分析    
Finite Element Contact Stress Analysis of the Diabetic Foot and Foot Orthosis - A Three-Dimensional Analysis
著者:陳文斌(Weng-Pin Chen) ;謝月雲(Yueh-Yun Hsieh) ;鄧復旦(Fu-Tan Tang)
出版地區:台灣
出版城市:台南市
學科:醫學綜合
關鍵字:有限元素法 ; 糖尿病 ; 足底壓力 ; 接觸應力 ; 全接觸性足底板 ; Finite element method ; Total contact insole ; Diabetes ; Ulcer ; Plantar pressure
刊名:Journal of Medical and Biological Engineering
頁碼:79-87
語言:繁體中文
摘要:
本研究的目的是以有限元素法來分析用於降低糖尿病病人足底壓力所需之全接觸性足底板,分析治療用的全接觸性足底板與足底接面間的壓力分佈情形。在本研究中分別建立足部、全接觸性足底板、一般性鞋墊之有限元素模型,利用MARC有限元素分析軟體來作接觸應力分析,以便探討穿著全接觸性足底板前後足底壓力的分佈情形。足部及全接觸性足底板及一般性鞋墊各以可變形接觸體(deformable contact body)來模擬。網格部份則以足部電腦核磁共振影像(MRl)切片及自行發展之三維自動網格生成程式建立而成。分析中所考慮之負載,則依據病人在一個步態週期中,以EMED測得足底之最大壓力分佈圖為施力的根據。分析中我們將足底分成9個區域,在穿著全接觸性足底板時,平均壓力的降低比率在大拇指、其他四指、第一聽骨、第二聽骨、第三瞧骨、第四臟骨、第五臨骨、足弓、足跟分別為49% 、41% 、74% 、61% 、24% 、64% 、62% 、37% 、53% ;峰值Von Mises應力分別降低為49% 、69% 、61% 、63% 、14% 、77% 、68% 、62% 、75% 。由分析所得之結果可提供足部輔具製作人員在製作足部輔具時之參考。
The objective ofthis research is to utilize the finite element method to analyze the contact stress between a diabetic plantar and the orthosis used in treating uIcers. It is desirable to understand the stress distributions between plantar and functional foot orthosis made of different insole materials. In this research, 3-dimensional finite element models of the foot in contact with regular insole and with custom foot orthosis were built and a commercial finite element analysis package . MARC was used to investigate the contact pressure distributions at the plantar. Deformable contact bodies were used to simulate the contact behavior between the foot and the orthosis. The geometry of the foot was obtained from MR images, and the boundary conditions were set to be the maximum pressure in the gait cyc\e. The plantar was divided into nine regions named big toe, toes, first metatarsal, second metatarsal, third metatarsal, fourth metatarsal, fifth metatarsal, arch and heel. The reductions ofaverage stresses in different regions were 49%, 41%, 74%, 61%, 24%, 64%, 62%, 37%, 53% respectively; and the reductions ofpeak stress were 49%, 69%, 61%, 63%, 14%, 77%, 68%, 62%, 75% respectively. The results from this research can provide valuable information for orthosis designers and makers for diabetic patients.


    

本卷期目次
Journal of Medical and Biological Engineering
有限元素之三維腰椎模型分析及收斂性探討/ 陳守義張志涵林峻立林千玉
訂製泡綿坐墊之臨床評估與分析/ 周有禮游家源羅世忠江昇修
機車安全帽護顎之有限元素分析/ 王秋華張志涵黃世疇張立東
類神經網路模型應用於超音波換能器與組織參數之估測/ 陳永耀謝銘鈞顏家鈺陳啓鴻林文灃
超高分子聚乙烯人工髖臼杯之表面機械性質強化/ 廖峻德陳文彬王明誠
糖尿病病人的足部與輔具之三維有限元素接觸應力分析/ 陳文斌謝月雲鄧復旦
小臼齒之三維有限元素分析/ 林峻立張志涵王兆祥鄭家欣李惠娥
以類神經網路輔助加馬刀立體定位放射手術治療計劃決策之初步研究/ 會尹俊朱唯勤詹寶珠鍾文裕潘宏基
 
   
 
   

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