混合阻塞变刚度软手指设计与实验

为了解决单一阻塞介质变刚度软机械手抓取复杂外形物体效果不佳的问题,受人体手指结构启发,设计了一种仿指腹结构的混合阻塞变刚度软手指。将其设计为双层结构,外层为气动驱动器,内层为基于主动层干扰与被动颗粒阻塞的混合阻塞变刚度层,使得软手指自动贴合被抓取对象,实现主动驱动的被动适应,并通过调整刚度实现可靠抓取。基于传统缝纫工艺,采用超弹性硅胶材料制造软手指。采用Euler-Bernoulli梁理论和虚功原理,建立了基于悬臂梁结构下的多材料软手指的刚度控制模型,并据此提出增大整体刚度的材料筛选方法。弯曲特性实验表明软手指的弯曲性能优异。变刚度和抓取实验结果表明,混合阻塞软手指刚度增大4.6倍,建立的刚度模型最大相对误差为3.4%;在抓取对象表面粗糙度增大的条件下,软手指拉脱力仍增大17%,达到1.7 N;相较于单阻塞介质软手指,抓取成功率和承载能力均得到显著提高。

服装裁片自动抓取技术及其布局方法的研究进展

为促进服装裁片自动化运输的发展,推动服装加工端完成产业升级,即“机器代人”,实现服装智能制造,综述了目前国内外服装裁片智能抓取技术及其布局方法的研究现状。具体分析了空压吸附式抓取,静电式抓取,针刺式抓取,机械手抓取和软体手指抓取的原理和特点,阐述了各抓取方式所适用的面料范围,将其在面料表面的布局方式总结为3类:盲式布局抓取、单点布局抓取和多点协同抓取。研究认为软体手指抓取技术具有更广阔的应用前景,并展望了服装裁片智能抓取技术的未来发展趋势,指出提高抓取准确率,提高抓取头的重复定位精度,研发便捷、高效、经济的布局方式,以及研发结合机器视觉技术等人工智能技术的智能抓取方式为未来的重要研究方向。

软组织重建治疗儿童蟹钳指畸形的方法研究

目的探讨软组织重建治疗儿童蟹钳指畸形的临床效果。方法2019年1月—2022年12月对25例蟹钳指畸形或蟹钳指畸形术后出现“Z”形畸形患儿进行软组织重建治疗,观察术后1年Tada评分、并发症发生情况。结果术后1年,25例患儿的Tada评分优16例(64%),良8例(32%),差1例(4%)。术后1年Peds QL评分(92.74±9.52)高于术前(79.25±7.43),比较差异有统计学意义(P<0.001)。指间关节伸直障碍、骨折愈合延迟各发生1例,并发症总发生率8%。结论软组织重建治疗儿童蟹钳指畸形,患儿无需经历一期切除重复拇指,二期行截骨矫形手术或者切除多指的多次手术,只需一次手术就完成蟹钳指截骨矫形,具有治疗周期短、患儿痛苦少、家庭经济成本低,且能显著提升患儿生存质量,临床效果满意等优点。

网格结构Pneu-Net软体驱动器内部压力分析与应用

从流体力学的角度来对驱动器内部气压分布进行分析,利用长波近似的方法将气动网格软体驱动器简化成弹性直管道,推导出驱动器内部流体流动控制方程,得到驱动器内部气压、轴向位置与时间之间的关系,并通过实验验证了控制方程的准确性。根据管径越小流阻越大的特性,设计了一种气道半径渐变的三关节仿生手指,实现三关节仿生手指在单气源输入下的依次顺序弯曲,简化了气压驱动的控制方式。

基于手指静脉识别的艺术实验教学智慧监管系统

当前艺术实验教学中缺乏兼顾安全监管和智慧决策的信息化管理手段。在主流的信息安全技术中,手指静脉识别技术具有活体识别、准确率高、使用方便等优势,适应艺术实验教学监管应用场景。该文提出结合软特征的手指静脉识别算法,进一步提升了识别性能。在此基础上,研究实现艺术实验教学智能监管系统,在实现实验教学监管的同时辅助管理决策,有效解决了监管中普遍存在的问题,全面提升了监管水平。

游离桡动脉掌浅支皮瓣用于手指软组织缺损修复中的效果观察

目的探讨分析游离桡动脉掌浅支皮瓣用于手指软组织缺损修复中的效果及对手指外观的影响。方法于2021.6~2023.6期间,选取我院收治的手指软组织缺损患者70例,均予以游离桡动脉掌浅支皮瓣手术治疗,观察分析治疗情况。结果患者治疗优良率高达94.29%,患者皮瓣存活率为100%,1个月创面愈合率为97.14%,伤指感觉及活动障碍率为2.86%,创面愈合时间为(18.76±2.84)d;术后6个月患者近端与远端指关节活动度较术前显著改善(P<0.05);术后6个月满意度调查显示满意度评分为(97.36±1.82)分。结论手指软组织缺损修复中应用游离桡动脉掌浅支皮瓣疗效确切,皮瓣存活率、创面愈合率高,手指功能改善效果好,手指外观好,患者满意度也高。

巴克无菌敷贴修复手指皮肤软组织缺损

目的探讨巴克无菌敷贴修复手指皮肤软组织缺损的临床疗效。方法对2016年12月-2020年12月收治的31例手指皮肤软组织缺损患者,使用巴克无菌敷贴进行局部换药处理,每天换药1~2次,直至创面愈合。观察创面愈合情况、创面愈合后的皮肤色泽及质地、感觉恢复情况及手部功能情况。结果31例创面全部愈合良好,愈合时间为14~75 d,平均21 d。术后随访平均8(6~24)个月,创面愈合后皮肤色泽分级:显效27例,有效4例;皮肤质地分级:显效25例,有效5例,无效1例;两点辨别觉5~7 mm;伤指功能恢复优27例,良2例,可2例,优良率93.5%。无反复破溃,无明显瘢痕增生和挛缩畸形病例。结论巴克无菌敷贴能有效修复手指皮肤软组织缺损,恢复良好手指外形和功能。

手指软组织缺损患者逆行岛状皮瓣修复效果及外观满意度的影响因素分析

目的探讨手指软组织缺损患者逆行岛状皮瓣修复效果及外观满意度的影响因素。方法回顾性选取2020年1月至2022年7月医院收治的151例手指软组织缺损患者,均接受逆行岛状皮瓣修复。计算运动、感觉功能优良率及外观满意度,根据外观满意度分为观察组和对照组。比较两组临床资料,采用logistic回归分析外观满意度的影响因素。结果151例手指软组织缺损患者运动功能优良率为94.04%(142/151);感觉功能优良率为52.98%(80/151)。151例手指软组织缺损患者满意度为72.85%(110/151)。观察组吸烟、抑郁程度、受皮瓣区感染、糖尿病、数字疼痛评分比例高于对照组,血红蛋白水平低于对照组(P<0.05)。吸烟、糖尿病、血红蛋白、受皮瓣区感染、数字疼痛评分、抑郁程度是外观满意度的影响因素(P<0.05)。结论逆行岛状皮瓣修复能促进手指软组织缺损患者运动、感觉功能恢复,但仍有27.15%患者对外观恢复不满意,可能与吸烟、糖尿病、血红蛋白、受皮瓣区感染、数字疼痛评分、抑郁程度有关,建议对上述因素采取针对性干预,改善预后,提高外观满意度。

桡动脉掌浅支腕横纹皮瓣与骨间背侧动脉穿支皮瓣修复手指创面缺损的对比研究

目的对比分析桡动脉掌浅支腕横纹皮瓣与骨间背侧动脉穿支皮瓣修复手指创面缺损的临床疗效。方法选取2014年8月至2021年8月华北医疗健康集团邢台总医院收治的102例手指软组织缺损患者,采用随机数字表法分为A组和B组,每组51例。A组采用骨间背侧动脉穿支皮瓣治疗,B组采用桡动脉掌浅支腕横纹皮瓣治疗。比较两组患者的临床疗效、手术情况(术中失血量、皮瓣成活率)、术后并发症发生率,随访3个月观察患者皮瓣及供区的恢复情况。结果A组治疗有效率为88.24%,明显高于B组的64.71%,差异有统计学意义(P<0.05)。A组术中失血量低于B组,皮瓣成活率高于B组,差异均有统计学意义(P<0.05)。A组术后并发症发生率(2.0%)与B组(9.8%)比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后随访3个月,两组患者皮瓣外形、供区功能均恢复良好,皮瓣色泽、质地、弹性恢复良好。结论与桡动脉掌浅支腕横纹皮瓣相比,骨间背侧动脉穿支皮瓣修复手指创面缺损临床疗效良好,值得临床应用。

基于抓持力补偿策略的变刚度软性手指结构优化与实验研究

针对以往研究主要关注对已有手指结构的参数进行优化,而缺乏根据所需抓持性能进行结构设计的问题,提出了一种基于抓持力补偿策略的变刚度软性手指结构的优化设计方法。首先,为了更加全面地评估软性手指的抓持性能,提出了三种评价指标;为使所提出的基本结构手指具有更早且线性变化的抓持力及更好的抓持稳定性,提出了一种利用变刚度机构特性补偿手指抓持力的设计策略,并基于该策略设计出了一种悬臂梁结构变刚度手指;然后,利用ANSYS有限元分析软件,使用多目标优化方法对悬臂梁结构变刚度手指进行了结构优化,分析了悬臂梁变刚度特性,并将优化后的手指与基本结构手指的抓持性能进行了对比;最后,利用测试平台进行了抓持性能试验,对仿真结果进行了验证。研究结果表明:与基本结构手指相比,基于抓持力补偿策略所得手指的抓持力响应点提前了33.3%,抓持后期的抓持力变化线性拟合相关系数R 2高达0.9997,抓持力方向角减小了约71.4%;抓持力实验结果与仿真结果相比,抓持力的误差最大值小于0.5 N,抓持力方向角误差最大值小于4°,说明基于抓持力的补偿策略能够指导软性手指的设计,并有效提高手指的抓持性能。

腕横纹桡动脉掌浅支游离皮瓣移植修复手指软组织缺损的疗效观察

目的 探究腕横纹桡动脉掌浅支游离皮瓣移植修复手指软组织缺损的疗效。方法 34例手指软组织缺损患者,以1:1分为观察组和对照组,每组17例。对照组采用局部带蒂转移皮瓣修复治疗,观察组采用腕横纹桡动脉掌浅支游离皮瓣移植治疗。对比两组术后并发症发生情况、手术操作时间、创面愈合时间、术中出血量、皮瓣成活率、手指皮瓣外形恢复美观优良率、血运状态恢复优良率、浅感觉恢复优良率、满意度评分、心理健康评分。结果 观察组术后并发症发生率低于对照组,但对比无差异(P>0.05)。观察组手术操作时间(104.65±10.28)min长于对照组的(92.21±10.18)min,创面愈合时间(19.35±2.22)d短于对照组的(24.18±2.81)d(P<0.05)。两组术中出血量对比无差异(P>0.05)。观察组皮瓣成活率100.00%高于对照组的64.71%(P<0.05)。观察组手指皮瓣外形恢复美观优良率94.12%高于对照组的58.82%(P<0.05)。观察组血运状态恢复优良率94.12%高于对照组的58.82%(P<0.05)。观察组浅感觉恢复优良率94.12%高于对照组的58.82%(P<0.05)。观察组满意度评分(95.32±2.26)分、心理健康评分(23.32±5.26)分均优于对照组的(82.33±2.18)、(49.66±5.20)分(P<0.05)。结论 腕横纹桡动脉掌浅支游离皮瓣移植修复手指软组织缺损的疗效显著,能够取得满意疗效,患者恢复快,且预后显著,建议临床推广。

人工真皮修复治疗手指末节指腹皮肤软组织缺损对创面愈合、指腹感觉及血液流变学指标影响研究

目的分析人工真皮修复治疗手指末节指腹皮肤软组织缺损对创面愈合、指腹感觉及血液流变学指标的影响。方法选取2021年1月—2023年12月于郑州市骨科医院治疗的78例手指末节指腹皮肤软组织缺损患者临床资料。随机数字表法分组。对照组采用游离植皮治疗。观察组采用人工真皮修复治疗,对比两组患者临床治疗效果。结果观察组移植物存活率、手术次数和住院时间与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。对照组手术时间、创面愈合时间长于观察组,且手术费用低于观察组(P<0.05)。观察组指腹感觉等级达到S3+与对照组差异无统计学意义(P>0.05),指腹两点辨别觉及TAM评分与对照组差异无统计学意义(P>0.05)。观察组治疗后红细胞压积、全血黏度显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论人工植皮手术相对于传统方法对全血黏度、红细胞压积有更小的影响,可为促进创面愈合创造良好的条件,同时指腹感觉相关功能的恢复与游离植皮修复术效果相当。

基于骨架的气动软体仿人手指制造与实验探究

针对软体机械手指存在弯曲角度小或抓取长度不可变等问题,设计出一种新颖的骨架软体仿人手指。该手指通过在驱动器内部嵌入伸缩骨架并在骨架上设置气道,解决了驱动器伸长时需要保持高刚度和气管连接处气密性薄弱的问题。嵌入刚性骨架并没有破坏软体仿人手指的柔顺性,反而提高了手指的刚度和弯曲位置的控制精度。文中介绍了基于骨架的气动软体仿人手指的详细制备过程并对制备好的手指进行了弯曲、伸长、指尖压力和抓取等实验。实验结果表明,该仿人手指在抓取领域具有良好的应用前景。

穿支蒂螺旋桨皮瓣在手部软组织缺损修复中的应用

目的 探讨穿支蒂螺旋桨皮瓣在手部软组织缺损修复中的应用效果。方法 研究对象为2022年1月至2024年1月在郑州市骨科医院就诊的36例手部软组织缺损患者,所有患者均行穿支蒂螺旋桨皮瓣修复。统计皮瓣成活率、手术效果优良率和不良反应发生率。结果 36例患者皮瓣均成活,皮瓣成活率为100%。随访3个月,手术效果为优16例,良20例,无手术效果差者,手术效果优良率为100%;创面感染1例,静脉回流障碍3例,并发症发生率为11.11%(4/36)。结论 穿支蒂螺旋桨皮瓣在手部软组织缺损修复中应用可取得良好效果,其皮瓣成活率高。

腹部双蒂真皮下血管网皮瓣治疗手指远节软组织挫灭伤合并指骨骨折的临床效果

目的探讨腹部双蒂真皮下血管网皮瓣治疗手指远节软组织挫灭伤合并指骨骨折的临床效果。方法选取2018年1月至2020年12月我院收治的60例手指远节软组织挫灭伤合并指骨骨折患者作为研究对象,按照随机数字表法将其分为对照组和观察组,各30例。对照组采用传统腹部带蒂皮瓣治疗,观察组采用腹部双蒂真皮下血管网皮瓣治疗。比较两组的治疗效果。结果观察组的治疗优良率为96.67%,显著高于对照组的80.00%(P<0.05)。治疗后,观察组的创面组织病理学评分、手指远节屈伸活动度、手指功能评分、世界卫生组织生存质量测定量表简表(WHOQOL-BREF)各维度评分显著高于对照组,创面疼痛、创面瘙痒评分均显著低于对照组(P<0.05)。结论腹部双蒂真皮下血管网皮瓣治疗手指远节软组织挫灭伤合并指骨骨折效果显著,有利于改善患者手指远节屈伸活动度和手指功能,提高其生活质量。

游离骨间后动脉穿支皮瓣在手指缺损创面的临床使用

目的:探讨以游离骨间后动脉穿支皮瓣在手指缺损创面中的临床使用效果。方法:选取2021年5月至2022年11月收治的8例手指皮肤软组织缺损患者,男7例,女1例;年龄24~54岁;手指皮肤软组织缺损面积3.0 cm×1.5 cm~5.0 cm×3.0 cm。受伤至皮瓣修复手术时间3~83 h。所有患者采用游离骨间后动脉穿支皮瓣修复手指缺损创面,皮瓣切取面积3.5 cm×2.0 cm~5.2 cm×3.5 cm,皮瓣供区均直接缝合关闭。观察术后皮瓣成活,外观、质地及供区并发症,并采用Dargan功能标准评定手指功能评价临床疗效。结果:8例患者皮瓣均成活,随访时间3~12个月。皮瓣无明显臃肿、质地柔软,无明显色素沉着,供区仅留线性瘢痕,未见明显并发症。其中3例修复手指掌侧缺损创面的皮瓣感觉恢复良好,两点辨别觉5~9 mm。患指关节Dargan功能评价,优3例,良5例。结论:游离骨间后动脉穿支皮瓣修复手指缺损创面,皮瓣厚薄适中,手术切取方便,术后皮瓣外观及质地良好,供区创伤小,无明显并发症,临床疗效满意。

3种皮瓣修复手指软组织缺损的疗效比较

目的比较3种皮瓣修复手指软组织缺损的疗效。方法将73例手指软组织缺损患者按照皮瓣修复技术不同分为A组(采用腹部带蒂皮瓣修复,26例,32指)、B组(采用邻指皮瓣修复,25例,25指)、C组(采用皮穿支链皮瓣修复,22例,27指)。比较3组手术情况、手功能评价、手部皮瓣评价。结果患者均获得随访,时间1~3(1.5±0.5)年。手术时间3组比较差异无统计学意义(P>0.05);住院时间、住院费用C组短(少)于A、B组(P<0.05),A组与B组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。术后1年采用手指总自主活动度测定法评价手功能优良率,C组高于A、B组(P<0.05),B组高于A组(P<0.05)。术后1年手部皮瓣评价优良率,C组高于A、B组(P<0.05),B组高于A组(P<0.05)。结论腹部带蒂皮瓣、邻指皮瓣、皮穿支链皮瓣3种方法修复手指软组织缺损比较,皮穿支链皮瓣修复的住院时间短、费用低、手功能恢复好、手部皮瓣评价优良率高,其次为邻指皮瓣,手功能优良率和手部皮瓣评价优良率均高于腹部带蒂皮瓣。

一种新型气动肌肉执行器的结构设计与控制研究

传统的气动肌肉执行器存在结构单一、功能低下的问题,为此,基于蛇在蜿蜒运动时的灵感,提出了一种具有向两个相反方向弯曲能力的双弯曲型气动肌肉执行器(DB-PMA)。首先,以传统的收缩式气动肌肉执行器(CPMA)为切入点,描述了DB-PMA的机械结构,包括DB-PMA仿生学设计基础以及DB-PMA的基本机械结构;然后,在“放松”、“加压”、“特殊”3种不同状态下,展开了对DB-PMA的相关运动学分析;并基于DB-PMA进行了实验,对实验结果进行了分析,将其与传统CPMA进行了性能方面的对比;最后,基于该执行器设计了一款软体机械臂,对该机械臂的性能进行了展示,并使用两种方法对其进行了优化改进,并对改进后的机械臂做了分析。研究结果表明:通过第一种改进方法可以使机械臂的最大弯曲角度增加到213°,通过第二种改进方法可以明显地使机械臂的控制更精准;相较于最初的机械臂,两种改进方法均能使机械臂的性能得到了明显的优化与改善。

指固有动脉顺行与逆行岛状皮瓣修复手指软组织缺损的疗效比较

目的探讨指固有动脉顺行与逆行岛状皮瓣修复手指软组织缺损的疗效。方法回顾性分析2018年1月—2021年3月收治的手指软组织缺损350例,按方法分为逆行组和顺行组,各175例。逆行组给予指固有动脉逆行岛状皮瓣修复治疗,顺行组给予指固有动脉顺行岛状皮瓣修复治疗。术后均随访1年。比较2组临床疗效,手术前后指间关节活动度及密歇根手部功能量表评分,手术相关指标。结果随访1年,顺行组感觉功能优良率高于逆行组,两点辨别觉短于逆行组(P<0.01)。顺行组手术时间及住院时间短于逆行组,术中出血量少于逆行组(P<0.05)。随访期间,2组感染率比较差异无统计学意义(P>0.05)。出院时和术后6个月,2组伤侧近指间关节(PIP)及远指间关节(DIP)活动度均大于术前,且术后6个月大于出院时(P<0.05);出院时,顺行组伤侧PIP及DIP活动度大于逆行组,但术后6个月小于逆行组(P<0.01)。随访1年后,2组日常活动能力、全手总体功能、工作能力、疼痛、外观及手部功能满意度评分均较术前升高(P<0.05)。结论相比于指固有动脉逆行岛状皮瓣修复,指固有动脉顺行岛状皮瓣修复在缩短手术时间、住院时间及减少术中出血量方面具有较大优势,且可有效促进手指软组织缺损患者手指感觉的恢复,但对指间关节活动度恢复具有一定影响,安全性良好。

前臂游离静脉皮瓣桥接重建血液循环并覆盖缺损创面在指体及组织块离断再植中的临床效果

目的探讨前臂游离静脉皮瓣桥接重建血液循环并覆盖缺损创面在指体及组织块离断再植中的临床效果。方法选取2019年1月至2021年1月泉州仁福骨外科医院收治的100例指体及组织块离断患者作为研究对象,采用随机数字表法分为研究组与对照组,每组50例。研究组接受前臂游离静脉皮瓣桥接重建血液循环并覆盖缺损创面,对照组接受前臂远端掌侧动脉化静脉皮瓣修复,比较两组围术期指标、手术前后总主动活动度(TAM)评分、临床疗效及并发症发生率。结果两组手术时间比较差异无统计学意义;研究组术中出血量少于对照组,住院时间及术后皮瓣愈合时间均短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后1、3、6个月,两组TAM评分均高于前一时间点,且研究组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组优良率高于对照组(96.00%vs.80.00%),差异有统计学意义(P<0.05)。研究并发症发生率低于对照组(2.00%vs.16.00%),差异有统计学意义(P<0.05)。结论前臂游离静脉皮瓣桥接重建血液循环并覆盖缺损创面在指体及组织块离断再植中应用效果显著,皮瓣存活率高,且并发症少,可有效改善患者手功能,促进患者尽快康复。