コンピューター支援設計（Cad）ソフトウェアは、どのようにして整形外科用インソールの個別化された生体力学的補正を実現しますか？

CADソフトウェアは、精密なパラメトリック調整を通じて個別化された補正を実現します。これにより、技術者は患者固有の生体力学的評価に基づいて、アーチサポートの高さや踵のウェッジ角度などの特定の変数を変更することで、インソールの3次元モデルを修正できます。このデジタルプロセスにより、物理的な製造が行われる前に、最終的な装具が踵をニュートラルな位置にアライメントし、圧力分布を最適化することが保証されます。

真の生体力学的補正には、足の形状に合わせる以上のことが必要です。地面反力の操作が必要です。CADソフトウェアは、圧力効果をシミュレートし、前足部の角度や脚長の微調整を可能にすることで、患者の姿勢のバランスをとることを容易にします。

パラメトリック調整の仕組み

アーチサポートの修正

CADシステムはパラメトリックモデリングを利用しています。これは、インソールのジオメトリが静的な形状ではなく、特定の値によって駆動されることを意味します。

技術者は、評価からの正確な測定値を入力して、アーチサポートの高さを調整できます。これにより、一般的なサイズに頼るのではなく、患者が必要とする縦アーチを正確にサポートすることが保証されます。

踵アライメントの修正

ソフトウェアの重要な機能は、後足部のずれを修正することです。

踵のウェッジ角度をデジタルで操作することにより、技術者はモデル内で踵カップを回転させることができます。目標は、踵をニュートラルな位置にアライメントし、足の着地を安定させ、過回内または回外を防ぐことです。

複雑な生体力学のための精密制御

外反前足の管理

基本的なアーチと踵のサポートを超えて、CADはより複雑な回転の問題の修正を可能にします。

技術者は、外反前足の角度に対して精密な制御を行うことができます。インソールモデルの前部を傾けることにより、ソフトウェアは足の自然な傾きを補正し、歩行サイクル中に前足部が地面に適切に接触することを保証します。

脚長差への対応

CADソフトウェアは、脚間の構造的な非対称性に対処する上で不可欠です。

ソフトウェアは、脚長差を補正するために、インソールにデジタルで高さを加えることができます。この調整は、腰や背骨までの運動連鎖を修正するために不可欠な、平準化された基盤を作成します。

シミュレーションと結果予測

足底圧のバランス調整

この分野におけるCADの最も高度な機能の1つは、製造前に結果を視覚化できることです。

ソフトウェアは、提案された設計に基づいて圧力分布効果をシミュレートします。これにより、技術者は、装具が両側の足底圧のバランスを効果的にとることができることを確認でき、潰瘍や痛みを引き起こす可能性のあるホットスポットを減らすことができます。

全体的な姿勢の改善

これらの調整の最終的な目標は、足の快適さだけでなく、全身のアライメントです。

踵のアライメント、外反制御、および長さ補正を組み合わせることで、CADモデルは異常な姿勢を改善するように機能します。これは、足と地面の間の補正インターフェースとして機能します。

トレードオフの理解

評価の質への依存

CADは高い精度を提供しますが、入力データの質に完全に依存します。

初期の生体力学的評価または3Dスキャンが不正確な場合、パラメトリック調整は不正確になります。ソフトウェアはデータを処理しますが、患者を診断するわけではありません。

シミュレーション対動的現実

シミュレーションツールは圧力分布の強力な推定値を提供しますが、それらは近似です。

デジタルモデルは、高負荷活動中の軟組織の複雑で動的な弾性を完全に再現することはできません。したがって、技術者の専門知識は、CADシミュレーションを実際の臨床的期待に対して解釈する上で依然として不可欠です。

目標に合った選択をする

CAD設計のインソールの効果を最大化するには、治療している特定の生体力学的欠陥に焦点を当ててください。

構造的アライメントが主な焦点の場合： 踵のウェッジ角度と脚長補正の正確な操作を優先して、ニュートラルな骨格位置を回復します。
痛みの管理が主な焦点の場合： 圧力分布のシミュレーションを優先して、力が足底全体に均等に分散されるようにします。

CADテクノロジーを活用することは、インソール製造を手作業から、正確でデータ駆動型のエンジニアリングプロセスへと変革します。

概要表：

特徴	生体力学的補正	臨床的利益
パラメトリックアーチサポート	正確な高さと位置の調整	最適な縦アーチサポート
踵のウェッジ角度	踵カップのデジタル回転	踵をニュートラルな位置にアライメント
外反前足制御	前部傾斜の微調整	歩行サイクルでの接触を修正
脚長補正	統合された高さ補正	姿勢と運動連鎖のバランスをとる
圧力シミュレーション	足底力の分布の視覚化	ホットスポットを減らし、潰瘍を予防する

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参考文献

Yangzheng Li, Changsheng Li. Effect of orthopedic insoles on spinal deformity and walking in adolescents with idiopathic scoliosis summary. DOI: 10.3389/fped.2023.1259746

この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .