2020年5月27日
本文报道了采用直接法和间接法对压缩型袜类制品进行制备、结构分析及压力测量。
测量压缩袜先前特性的方法有两种。由于这两种方法之间存在差异,因此对这些差异进行定量分析非常重要。大多数研究中使用的压缩袜均购自市场。
这些袜类制品的材质和结构无法控制。我们自行制备了压缩袜样品。该方法也可用于测量其他类型的压缩服装,例如压缩裤和背心。
我们确信,对该方法的演示将帮助观众更好地理解该方法及我们的工作。本次操作演示将由我实验室的研究生李杰聪和Qi Fang完成。要创建新的袜子结构,请打开Atlas MP615袜机软件并选择平纹织物。
选择双罗纹1喂纱、无花纹转移、从双罗纹1喂纱处开始普通医用腿部、从普通医用腿部开始起后跟、结束后跟及普通医用脚部、从普通脚部1F开始起脚趾、红色及夹子普通脚趾、无翻袜装置袜子释放,以及袜子结束。然后,单击“确定”以完成袜子设计。将针数设为200,并将程序文件导出到U盘中。
切换至Quasar以更改制造参数,然后点击GRADUATION行中的任意蓝色按钮以打开新窗口。若需制备具有不同结构的压缩袜,需在Cylinder S和E列中输入500,然后点击OK。点击ELASTIC MOTORS行中的任意一个蓝色按钮,并在Cylinder S和E列的WELT行中输入800。在MEDICAL LEG行中,S列输入800,E列输入650。随后,在ANKLE行的S列和E列均输入650,然后点击OK以完成设置。
在压缩织袜制造机上准备地纱和氨纶纱线时,先开启机器,插入U盘,然后选择压缩织袜制造程序文件。机器将自动制造压缩织袜样品。当所有样品制备完成后,在标准大气环境中将样品调湿24小时。
第二天,将样本放置于人工下肢上,并从膝部到踝部在加压袜样本敷料上标记六条等距的圆线。这些线将加压袜样本分为五个部分。进行压力测量时,将界面压力传感器置于加压袜样本第一部分的前侧、后侧、内侧和外侧下方。
将袜套穿到假肢上时务必小心,因为传感器非常柔软,在穿套过程中可能折叠或损坏。在测量软件中,选择相应的串行端口 COM,并将最小阈值设为零。单击“开始测量”。
一个一到四的实时通道将显示压力数据。当压力稳定后,点击“停止测量”。软件将自动导出压力数据。
对于压缩袜样品的结构参数测量,将直接测量的样品套在人工下肢上,使用卷尺测量样品的总长度。利用织物密度镜测量各分段部分的横列密度和纵行密度,并用卷尺测量每一圈线的周长。当所有结构参数测量完成后,将样品从下肢上取下,测量未穿着状态下各圈线的周长以及横列和纵行密度。
为获取厚度测量值,将压缩后的袜类样品平整地放置在厚度仪的钢制圆盘上,然后打开仪器。让另一个钢制圆盘缓慢下落并压在样品上。屏幕将显示厚度数据。
进行拉伸实验时,首先沿标记的圆线裁剪压缩的袜类样品,并将其中一片样品夹入拉伸测试仪器中。接着,打开拉伸仪器的软件,输入5牛顿作为初始张力,60毫米/分钟作为拉伸速度,200毫米作为初始拉伸强度。当所有测量参数设置完成后,点击“开始”。
计算机会在屏幕上实时导出应力和应变数据,当被测压缩织物样品断裂时,拉伸实验将自动停止。随后,将断裂的样品更换为新的样品,进行下一轮测试。所制备的压缩织物样品的织物密度从膝部到踝部逐渐增加。
在制造过程中,梯度会影响针的下沉深度。因此,采用最高梯度值制备的弹力袜样品表现出最低的纵行密度,反之亦然。使用弹性马达对分段部分的周长和横列密度具有显著影响,而梯度对纵行密度具有显著影响。
此处可观察到由直接测量和间接测量获得的代表性压力数据。从踝部到膝部,所有压缩袜样品施加的压力值均逐渐降低,且圆柱模型测量值与直接测量值之间存在轻微偏差,表明圆柱模型预测的压力数据与实测压力不一致。为进一步定量研究圆锥模型与圆柱模型之间的差异,可采用Spearman相关性分析方法。
例如,在本分析中,锥形模型与实测压力之间的相关系数高于圆柱形模型与实测压力之间的相关系数,表明锥形模型在预测压力特性方面优于圆柱形模型。样品应为非商业来源的针织或机织材料。压力可在人体皮肤上进行测量。
结果将不同于人工腿部测得的数据,因为前者提供的表面比后者更柔软。与圆柱模型相比,圆锥模型能更准确地反映情况。因此,未来对压力衣压力的测量应直接在圆锥模型上进行。
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本文讨论了采用直接和间接方法制备和测量压缩袜的过程。该研究强调了对这些测量技术之间的差异进行定量分析的重要性。
对压力衣压力进行定量测量对于标准化设备性能以及确保临床前和转化研究中的可重复性至关重要。本研究对直接与间接测量方法的比较,有助于更准确地预测压力的传递效果,从而支持基于风险评估推进基于纺织材料的干预措施。制造工艺-结构-压力之间的关系,为压缩装置在企业层面的设计与验证提供了基础。
该测量框架涵盖了从早期发现到临床前验证的全过程,支持压缩装置的迭代设计和定量评估。