一种新型体内光学应变评估技术在碳纤维定制动态矫形器应用中的可靠性

《Prosthetics and Orthotics International》：Reliability of a novel in vivo optical strain assessment of carbon fiber custom dynamic orthoses

表面应变三维数字化图像相关技术验证研究：动态踝足矫形器（CDO）重测信度分析表明其表面应变测量可靠（ICC 0.14-0.76），但近端应变测量误差较高（12.2% vs 4.4%-6.5%）。

　　

摘要

背景：

踝足矫形器（AFO）的设计，包括几何形状和材料选择，都是为了满足特定的临床需求而定制的。了解AFO的机械性能有助于理解设计因素对其使用者功能益处的影响。目前主要通过应变片或计算建模来评估AFO的机械特性，但这些方法都存在局限性。

研究目的：

确定使用数字图像相关性（DIC）技术获得的承重碳纤维动态AFO（CDO）表面应变测量的重测可靠性。

研究设计：

一项前瞻性、随机化的横断面可靠性研究。

方法：

在3个支杆位置使用DIC技术测量CDO的位移和表面应变，同时30名参与者在三个时间点将CDO向背屈方向施加力。通过类内相关系数（ICC）、最小可检测变化（MDC）和百分比MDC值来评估应变测量的重测可靠性。

结果：

最小可检测变化和ICC值分别在0.005%–0.010%和0.14–0.76之间。类内相关系数在较远的支杆位置和较大的踝关节背屈角度下通常更高，各位置的平均ICC值为0.55。近端区域的应变比中间和远端区域低31%–59%。近端位置的绝对应变值较低，导致平均相对测量误差较高（12.2%），而远端和中间位置的相对测量误差分别为4.4%和6.5%。

结论：

三维数字图像相关性技术可以提供可靠的CDO表面应变估计值，支持其用于评估矫形器的机械性能。更好地理解CDO表面的体内应变行为有助于未来设备的设计和配镜，从而改善功能效果。