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详解压力体剖面图及压强分布图

阅读人数:697 发布时间:2019/1/14 15:21:43

详解压力体剖面图及压强分布图
坐垫座椅式人体压力分布测试系统为设计人员和医生提供了一种手段用于测量和可视化使用者坐在座椅上时主要的压力点。我们在座椅上安置了高灵敏度传感器阵列,测量并显示人体的压力点。
通过测量坐、背部分的压力分布来判断不同座椅的舒适程度。我们将专利可延展的传感器阵列安装在高级传导布料上,使产品在保持高灵敏度和可重复性的同时具有顺应性和伸展性。使用者可以直接将传感器应用到他们的项目中而不必对支撑表面做任何调整。因而即使是曲面,我们的数据质量也不会因为传感器阵列表面的弯曲而受到任何影响。
主要的系统规格及优点
1.高性能的阵列式排列传感器被安装在高级传导布料上,保证了顺应性和伸展性,使得能够测量人体正常就坐时的真实压力数据。这使得传感器在可直接投入应用,而不必改变支撑面特性。
2.高度敏感并可重复的触觉传感器应用于产品中,即使在曲面上使用,数据质量不会受到影响。.
3.高性能的电容式感应技术通过显著地降低再校准和重复试验的过程,节约了时间并优化了结果,使开发商可以更快地解决问题或回答疑问。
4.Chameleon可视化软件为将数据分析和导出到其他应用程序提供了直观的、简洁的、高质量的可视化及简单的数据访问。这款软件功能完备,这样意味着每套PPS压力系统均具有集输出、回放、保存和分析等功能为一体的特征。
 详解压力体剖面图及压强分布图

系统组件
1、柔性坐垫式接触传感器
2、T4500电子接口模块可连接USB或WiFi
3、Chameleon可视化数据采集软件
4、同步视频采集功能及硬件
5、远程安装和培训
压力分布的测量和分析,在各行各业的研究和发展中都起着极其重要的作用,例如:汽车行业中,研究座椅的舒适性,需要测量人体对座椅的压力分布;为提高轮胎的性能,需要测量轮胎与地面的接触轮廓和压力分布;为确保车门的密封性,需要测量车门密封垫在关门时的受力分布;医疗领域中,牙科医生要诊断病人的牙齿咬合状况,需要测量病人上下牙齿间的咬合力大小和分布,等等。以往需要反复进行实验,不断积累数据,才能某种程度上解决这些问题,效率低,成本也比较高。基于以上需求,美国SPI公司开发一种经济、高效、精确、快速、直观的压力分布测量工具,即Tactilus动态压力实时测量与分析系统。

俗称“电子感压垫”,是一种基于矩阵设计的表面压力“触觉传感器”系统,采用恒升实业(香港)有限公司提供的特种压阻膜,其表面每2mm就分布着一个压力传感器,由大量密密麻麻的传感器组成的Tactilus感压垫就像被测物表面所覆盖的“电子皮肤”,而且测量精度不会受到电磁干扰、 温度以及湿度的影响,以及配套功能强大的基于Windows的压力分析与处理软件。可以协助您:记录并解析任意接触表面上任一时刻的压力分布轮廓及压力数值大小!

上图是表面压力实时测量系统的整体配置结构图,主要由数据感测端、数据采集器及数据分析软件三部份。下面,我们就以设计床垫时,对人体压力分布的测量与分析为例,告诉大家如何使用面压力实时测量系统。
 详解压力体剖面图及压强分布图

 详解压力体剖面图及压强分布图
mFLEX坐垫系统是一个简洁实用的压力分布测试系统,可帮助对坐垫承力大小进行快速的反馈。
mFLEX坐垫系统采用柔软的可弯曲的传感垫来获取数据,程度降低测试工具对实验真实性的影响。
mFLEX坐垫系统可实帮助用户时监控受试者的压力分布变化,并可同时对数据进行记录,进行不同时刻的压力对比,显示主要的统计数据信息。

借助多功能护理床实现不同仰卧姿势下人体压力分布,进行人体压力指标的对比分析,探究合理的人体
压力分布,进而预防压疮,为解决临床常见卧床并发症预防提供理论支持

方法:对于不同床垫气压下不同仰卧姿势利用 XSENSOR 压力分布测试及分析系统进行体压指标的测量,通过
EXCEL、MATLAB 软件对实验数据汇整与分析,进而对不同仰卧姿势之间人体压力分布指标进行对比分析,并利用
SPSS16.0 统计分析软件对彼此体压指标之间进行 t 检验。
结果与结论:不同仰卧姿势下彼此之间人体压力分布指标的 t 检验概率 P 均小于 0.05,说明改变人体仰卧姿势对人
体压力分布有重要影响。结果显示大腿抬高 10°并且背部抬高 0°时人体压力分布比较合理,而且全身的压力、
足跟部的压力也最小,是较为理想的人体压力分布。
压疮也叫褥疮,多发生在缺乏脂肪组织保护、无肌肉包裹或肌层较薄的骨隆突部位,因其受压比较大,导致局部组织坏死,进而产生压疮[1-2]。国外通过改变人体仰卧姿势来实现不同的人体压力分布,并对不同仰卧姿势下人体压力分布指标进行对比分析,Harada等[3]采用抬高腿部10°背部抬高30°看是否对人体压力分布以及骶骨部位压力的影响。Stinson等[4]通过改变不同的坐姿形式(10°,20°,30°)以及脚部支撑或抬高等来改变坐姿的压力分布,从而预防压疮的产生。
随着生活质量的提高,国内人们对临床护理的要求也随之提高,这就引起许多学者对压疮护理及预防的重视,但大多集中在床垫材料或者综合性预防的研究,而对于不同仰卧姿势下人体压力分布对预防压疮的研究很少[5],故本文借助多功能护理床实现不同仰卧姿势下人体压力分布,进行人体压力指标的对比分析,探究合理的人体压力分布,进而预防压疮,为解决临床常见卧床并发症预防提供理论支持。
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压强-压缩厚度曲线可分成
三类:
( 1) 立绵与 3D 材料基本呈直线上升,反映出线弹性变形,随压缩量增加压强急剧增加,表明材料不易被压缩。
( 2) 两种海绵( 普通海绵和记忆海绵) 呈现反 S形,在起始较小的压缩范围( 2 ~ 3mm) 内,随压缩量增加压强急剧上升,表现出线弹性变形; 其后在较长的一段压缩范围( 3 ~ 20mm) 内,随压缩量增加压强缓慢上升,呈现出材料的屈服性能; 此后随着压缩,压强又呈现出比较急剧的上升。
( 3) 两种喷胶绵随着压缩增加呈现比较平缓的曲线上升,反映出典型的粘弹性变形。
受试者不同测试部位在不同床垫材料的接触压
结论
仰卧时,瘦型、中等体型和胖型体型受试者肩部、腰部和臀部的接触面积及平均压力的整体变化趋势大致相同。床垫硬度的变化对胖型受试者腰部和臀部平均压力影响较大,对中等体型受试者腰部平均压力影响最小。床垫硬度对瘦型受试者的体压分布面积指数影响较大。随着床垫硬度的减小,3种体型受试者在高阈值压力范围内的接触面积逐渐减小。在小于 20 mmHg 的阈值范围内,3 种体型受试者的接触面积逐渐增大,且瘦型体型在该范围内的接触面积百分比较大。
侧卧时,随着床垫硬度的减小,瘦型、中等体型和胖型体型受试者的肩部、腰部和臀部接触面积均呈现增大趋势,瘦型和中等体型受试者三部位的平均压力变化趋势大体一致。床垫硬度的变化对胖型受试者腰部的平均压力影响较为显著,对中等体型受试者的平均压力影响最小。随着床垫硬度的减小,三体型受试者在高阈值压力范围内的接触面积逐渐减小,在低阈值压力范围内时瘦型和中等体型受试者的接触面积逐渐增大,而胖型体型受试者在该范围内的接触面积则呈现逐渐减小的趋势。
人的一生 当中有三分之一 的时间都在床上度过的 , 床垫支撑性 能对睡眠质量\卧姿舒适性 、以及人体健康 等都有重要的影响 。美 国的一项调查研究表明 , 睡眠障碍问题与床垫的不舒适性有关汇`〕。睡眠过程中 , 床垫持续支撑人体 , 使人体肌肉放松 , 脊柱椎 间盘获得恢 复 , 但不正确的睡姿 和不 正确 的支撑条件 , 尤其 是背部 支撑不足时导致低背部疼痛的重要原因 。床垫对人体的支撑.
是人一床之间复杂的生物力学相互作用的结果,主要表现在两个方面;一是对肌肉骨骼的支撑;二是缓解软组织受压,这两个方面均 与床垫使用舒适性和睡眠干扰有关.床垫支撑性能的优化设计对提高 床垫使用舒适性和睡眠质量有着重要的意义 。因此 , 本论文主要通过人一床之间支撑关 系的分析 ,探讨床垫支撑性能的评价方法 , 其目的主要是为床垫支撑性能评价标准的制定提供参考,为床垫系统的人性化设计和定制化生产以及睡姿质量与睡眠健康的发展提供理论依据 。
床垫支撑及其卧姿人体及睡眠质量的影响
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