计算机辅助设计（Cad）软件如何实现定制化的生物力学矫正用于矫形鞋垫？

CAD 软件通过精确的参数化调整实现个性化矫正。它允许技术人员根据患者独特的生物力学评估，通过改变特定变量（如足弓支撑高度和足跟楔角）来修改鞋垫的三维模型。这种数字化过程确保了最终的矫形器在物理生产之前就能将足跟对齐到中立位置并优化压力分布。

真正的生物力学矫正不仅仅是适应足部形状，还需要操控地面反作用力。CAD 软件通过模拟压力效应，并允许对前足角度和肢体长度进行微调，以平衡患者的姿势，从而促进了这一点。

参数化调整的力学原理

CAD 系统采用参数化建模，这意味着鞋垫的几何形状是由特定值驱动的，而不是静态形状。

技术人员可以输入评估中的精确测量值来调整足弓支撑高度。这确保了纵弓得到患者所需的精确支撑，而不是依赖于通用尺寸。

该软件的一个关键功能是矫正后足的偏差。

通过数字化调整足跟楔角，技术人员可以在模型中旋转足跟杯。目标是将足跟对齐到中立位置，稳定足部触地，并防止过度内旋或外旋。

除了基本的足弓和足跟支撑外，CAD 还允许矫正更复杂اً的旋转问题。

技术人员可以精确控制前足内翻角度。通过倾斜鞋垫模型的前部，软件可以补偿足部自然的倾斜，确保前足在步态周期中正确接触地面。

CAD 软件在处理双腿之间的结构不对称方面发挥着重要作用。

软件可以通过在鞋垫中增加高度来数字化补偿肢体长度差异。这种调整创造了一个平整的基础，这对于矫正直至髋部和脊柱的动力链至关重要。

CAD 在该领域最先进的功能之一是能够在制造前可视化结果。

软件会根据建议的设计模拟压力分布效应。这使得技术人员能够验证矫形器是否能够成功平衡双侧足底压力，减少可能导致溃疡或疼痛的压力点。

这些调整的最终目标不仅仅是足部舒适，而是全身的对齐。

通过结合足跟对齐、内翻控制和长度补偿，CAD 模型致力于改善异常姿势。它充当足部与地面之间的矫正界面。

虽然 CAD 提供了高精度，但它完全依赖于输入数据的质量。

如果最初的生物力学评估或 3D 扫描不准确，那么参数化调整将是错误的。软件处理数据；它不诊断患者。

模拟工具提供了压力分布的强大估计，但它们是近似值。

数字模型无法完美复制高强度活动中软组织的复杂动态弹性。因此，技术人员的专业知识在根据现实临床预期解释 CAD 模拟方面仍然至关重要。

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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

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