Fabricação de Hosiery Comprimido e Medição de sua Característica de Pressão Exercida sobre os Membros Inferiores

Resumo

Este artigo relata a fabricação, estrutura e aferição de pressão de hosiery comprimido, utilizando métodos diretos e indiretos.

Resumo

Este artigo relata a medição característica da pressão do hosiery comprimido através de métodos diretos e indiretos. No método direto, um sensor de interface é usado para medir o valor de pressão exercido nos membros inferiores. No método indireto, os parâmetros necessários mencionados pelo modelo cone e cilindro são testados para calcular o valor da pressão. Os parâmetros necessários envolvem densidade de curso, densidade de gales, circunferência, comprimento, espessura, tensão e deformação do hosiery comprimido. Em comparação com os resultados do método direto, o modelo de cone no método indireto é mais adequado para calcular o valor da pressão, pois o modelo de cone considera a mudança no raio do membro inferior do joelho para o tornozelo. Com base nessa medida, a relação entre fabricação, estrutura e pressão é mais aprofundada neste estudo. Descobrimos que a graduação é a principal influência que pode mudar a densidade do País de Gales. Por outro lado, os motores elásticos afetam diretamente a densidade do curso e a circunferência das meias. Nosso trabalho relatado fornece a relação estrutura-pressão de fabricação e um guia de design para hosiery gradualmente comprimido.

Introdução

O hosiery comprimido (CH) fornece pressão sobre o membro inferior. Pode pressionar a pele e mudar ainda mais o raio da veia. Assim, a velocidade de fluxo sanguíneo venoso é elevada quando o paciente está vestido com hosiery comprimido. CH e outras roupas compactadas poderiam melhorar a circulação venosa nos membros inferiores^1,2,3,4. O desempenho terapêutico dependia das características de pressão do CH⁵. Acreditava-se amplamente que a matéria-prima e a estrutura ch têm uma grande influência nas características de pressão do CH. O fio de elastano no CH foi o principal responsável pelas características de pressão de acordo com algumas pesquisas publicadas⁶. Por exemplo, o Chattopadhyay⁷ relatou as características de pressão dos tecidos de malha circular, ajustando a tensão de alimentação dos fios de elastano. Além disso, Ozbayraktar⁸ também determinou que a densidade dos fios de elastano aumentou enquanto a extensibilidade do CH diminuiu. Além disso, o comprimento do loop^9,o padrão de malha⁹e a densidade linear dos fios^7,10 também apresentaram os efeitos sobre as características de pressão.

Um modelo numérico foi apresentado para inspecionar o mecanismo de geração das características de pressão da Lei de Laplace foi utilizado para prever os valores de pressão. Thomas¹¹ introduziu a Lei de Laplace na previsão de pressão combinando pressão, tensão e tamanho do membro do corpo. Trabalho semelhante também foi relatado por Maklewska¹². Para prever precisamente os valores de pressão exercidos pelo tecido, eles apresentaram uma equação semi-empírica que era composta pela equação de tensão de estresse e lei de Laplace. Além disso, o módulo de Young foi apresentado por Leung¹³ para descrever o alongamento do CH.

Os estudos numéricos acima mencionados mostraram resultados experimentais desviados devido à ignorância da espessura do CH¹⁴. Além disso, alguns pesquisadores acreditavam que o cilindro hipotético envolvido na Lei de Laplace era inapropriado para descrever os membros do corpo porque o raio dos membros inferiores da coxa para o tornozelo não é constante, mas diminui gradualmente. Combinando a teoria do cilindro grosso e a Lei de Laplace, Dale¹⁴ e Al Khaburi¹⁵,^{16, respectivamente,} propuseram modelos numéricos para investigar a pressão exercida pelo CH com múltiplas camadas. Sikka¹⁷ apresentou um novo modelo de cone com um raio gradualmente diminuído da coxa para o tornozelo.

As características de pressão intrínsecas ao CH foram difíceis de estudar quantitativamente porque a maioria dos CHs experimentais em estudos anteriores foram geralmente adquiridas comercialmente. As influências como padrão, fios, matéria-prima eram incontroláveis. Portanto, neste estudo, os CHs experimentais foram controlavelmente fabricados em casa. Além disso, este estudo tem como objetivo fornecer dois métodos envolvendo método direto e método indireto para medir as características de pressão. No método direto, um sensor de interface (Tabela de Materiais) é colocado entre a pele e os têxteis para medir diretamente o valor da pressão. Por outro lado, no método indireto, a tensão e alguns parâmetros estruturais do curativo da amostra de CH no membro inferior artificial são medidos em primeiro lugar. Em seguida, os resultados são substituídos no modelo cone e no modelo do cilindro para calcular o valor da pressão. Os valores de pressão obtidos como resultado dos dois métodos são contrastados e analisados para encontrar um modelo mais adequado. Os métodos apresentados fornecem uma diretriz para a medição experimental da pressão exercida pela peça compactada.

Protocolo

1. Fabricação de CH

1. Programação
   1. Abra o software de meia STAT-Ds de 615 MP e selecione o tecido Simples para criar uma nova construção de meias.
   2. Selecione os seguintes conteúdos em ordem: Alimentação de duas vergões 1, Transferência sem padrão, Perna médica simples de alimentação de duas vergões, Iniciar salto da perna médica simples, Extremidade do calcanhar e pé médico simples, Iniciar o dedo do pé 1f, dedão liso com rosso e clipe, soltar meia sem dispositivode giro , e Fim da meia. Pressione o botão OK para completar o design da meia.
   3. Selecione 200 para a Agulha e exporte o arquivo do programa para um disco flash USB.
   4. Mude para Quasar para alterar os parâmetros de fabricação e clique em qualquer botão azul na linha GRADUAÇÃO para abrir uma nova janela. Para fabricar o CH com estrutura diferente, digite 500 nas colunas Cilindro S e E e clique em OK para concluir a configuração.
   5. Clique em qualquer um dos botões azuis na linha ELASTIC MOTORS para abrir uma nova janela e digite 800 nas linhas WELT e nas colunas Cilindro S e E. Na linha de perna Médica, digite 800 na coluna S e 650 na coluna E. Em seguida, digite 650 na linha ANKLE e na coluna S e E e clique em OK para concluir a configuração.
   6. Repetir as etapas 1.1.4 e 1.1.5. Respectivamente, entre 350 e 650 ao ajustar a GRADUAÇÃO. Respectivamente, entre 1000 e 1200 na linha WELT, e mantenha a linha TORNOZELO como 650 ao ajustar motores ELÁSTICOS.
      NOTA: Os motores elásticos podem controlar a tensão do fio elastano. Ch fabricado deve garantir que o aperto aumente gradualmente do joelho ao tornozelo. Aqui, o número do motor elástico no TORNOZELO é fixo (650), enquanto o número elástico do motor no WELT é alterado (800, 1000, 1200) para fabricar amostras de CH com aperto diferente. A graduação poderia controlar o tamanho do loop de toda a amostra ch. Loops maiores geralmente resultam em CH mais soltos, enquanto laços menores sempre geram uma amostra ch apertada. Assim, respectivamente, insumo 350, 500 e 650 como graduação. Finalmente, são gerados arquivos do programa com motores elásticos alterados e graduação.
2. Tricô
   1. Prepare os fios moído e o fio elastano na máquina de fabricação ch.
   2. Ligue a máquina, insira o disco flash USB e selecione o arquivo do programa obtido a partir da etapa 1.1.3. A máquina fabricará automaticamente a amostra CH. Em ordem alfabética, essas amostras de A para I.
      NOTA: A tabela 1 exibe os parâmetros de fabricação dessas amostras de CH.

2. Medição direta

NOTA: Todas as amostras de CH devem ser condicionadas por 24 h em ambiente atmosférico padrão (23 °C, 65% de umidade relativa [RH]) antes da medição. As amostras ch estão vestidas no membro inferior artificial para testar o valor da pressão. Todas as medições devem ser realizadas três vezes para calcular o valor médio e diminuir o erro.

1. Marque as linhas na amostra ch.
   1. Coloque uma amostra em um membro inferior artificial.
   2. Marque seis, uniformemente espaçadas, linhas circulares nos curativos comprimidos da amostra de hosiery do joelho ao tornozelo. Numerar essas linhas como linha 6, 5, 4.... Estas linhas dividem a amostra ch em cinco partes, como mostrado na Figura 1a.
2. Medição de pressão
   1. Para realizar uma medição de pressão, coloque os sensores de pressão da interface sob a parte 1 da amostra de hosiery comprimido nas direções anterior, posterior, medial e lateral.
   2. No software de medição, selecione a com de porta serial apropriada e defina o valor mínimo de limite como 0.
   3. Clique em Iniciar a medição. O canal 1~4 em tempo real exibirá os dados de pressão
   4. Quando a pressão estiver estável, clique em "Stop Measurement". O software exportará automaticamente os dados de pressão.
   5. Coloque os sensores de pressão da interface sob outras partes da amostra CH e repita as etapas 2.2.1−2.2.4.
3. Após a medição da pressão de toda a amostra ch, remova a amostra ch e, em seguida, vista outra amostra ch no membro inferior artificial para se preparar para a próxima medição.

3. Medição indireta

NOTA: Os experimentos aqui medem os parâmetros necessários do modelo de cone e cilindro. Esses parâmetros contêm os parâmetros de deformação e estrutura das amostras de CH de curativo e despidas, espessura, tensão. Todas as amostras de CH devem ser condicionadas por 24 h em ambiente atmosférico padrão (23 °C, 65% RH) antes da medição. Todas as medições devem ser realizadas três vezes para calcular o valor médio e diminuir o erro.

1. Medição do parâmetro da estrutura das amostras de CH
   1. Coloque uma amostra ch no membro inferior artificial.
   2. Use uma fita de medição para medir o comprimento total (L) da amostra.
   3. Use um copo de picareta para medir a densidade do curso e a densidade de Gales de cada parte dividida.
   4. Meça a circunferência (c) de cada linha de círculo com fita de medição. Em seguida, calcule a circunferência (w) de cada parte dividida da amostra ch, com a média das circunferências (c) das linhas do círculo vizinho.
   5. Quando todas as medidas do parâmetro da estrutura tiverem sido adquiridas, remova a amostra do membro. E então vista outra amostra no membro inferior artificial para se preparar para a próxima medição.
   6. Meça a circunferência (c') de cada linha de círculo de uma amostra ch despida. Em seguida, calcule a circunferência (w') de cada parte dividida da amostra de CH, com uma média das circunferências das linhas do círculo vizinho.
   7. Meça a densidade do curso e a densidade do país de gales da mesma parte dividida da amostra ch despida.
2. Medição da espessura
   1. Suavize uma amostra de hosiery comprimido na mesa redonda de aço do medidor de espessura.
   2. Ligue o medidor de espessura para deixar outra rodada de aço cair lentamente para pressionar a peça de amostra. A tela exibirá os dados de espessura (t).
   3. Mova a amostra e repita as etapas 3.2.1 e 3.2.2 para testar a espessura de outras partes.
3. Experimento de tração
   1. Corte todas as amostras de CH ao longo das linhas de círculo marcadas.
   2. Fixar uma amostra no instrumento de teste de tração.
   3. Abra o software para experimento de tração, insira 5 N como tensão inicial, 60 mm/,min como a velocidade da tração e 200 mm como o comprimento inicial da tração. Mantenha a configuração padrão para os outros campos.
   4. Quando todos os parâmetros de medição tiverem sido definidos, clique em INICIAR para executar o experimento de tração automaticamente. O computador exportará estresse e tensão em tempo real na tela. O experimento de tração pára automaticamente quando a peça CH estiver quebrada.
   5. Em seguida, substitua a amostra quebrada por uma nova amostra para a próxima rodada de testes e repita as etapas 3.3.3−3.3.4.

4. Cálculo teórico

NOTA: O modelo de cilindro e o modelo cone são empregados na medição indireta para calcular a pressão exercida. Cada amostra ch é separada em cinco partes do joelho até o tornozelo. No modelo do cilindro, os membros humanos são descritos como um cilindro com um raio constante, enquanto o raio do membro é variável no modelo cone. Os diagramas esquemáticos são ilustrados na Figura 1b e Figura 1c. Todas as etapas de cálculo são realizadas no Matlab 2018a e o programa de cálculo pode ser encontrado no Arquivo de Codificação Suplementar.

1. Modelo de cilindro
   1. De acordo com os resultados medidos obtidos a partir da etapa 3.1.3-3.1.5, calcule a diferença de circunferência (D)entre o CH vestido e o CH despido usando a seguinte equação:
      
      onde eu é o número de peça ch que é separada por linhas de círculo marcadas. Está numerado de acordo com o número da linha do círculo.
   2. Ajuste a curva de tensão obtida na etapa 3.3.4 usando uma equação linear apropriada. A inclinação da equação linear é o módulo de tração E.
   3. Calcule a tensão no curativo CH(T)empregando a equação:
      
      NOTA: A Tabela Suplementar 1 exibe o módulo de tração original obtido E e a tensão T.
   4. Com base no modelo do cilindro e na suposição de parede fina^15,expresse a pressão exercida da peça CH i como:
      
      onde r é o raio de parte dividida e é igual a , t é a espessura da amostra ch, e T é a tensão calculada a partir da etapa 4.1.3.
   5. Calcule toda a pressão exercida das peças ch seguindo as etapas 4.1.1−4.1.4.
2. Modelo cone
   1. Calcule a pressão exercida da peça CH i pela seguinte equação¹⁴:
      
      onde r_c é o raio da linha de círculo e é igual a , T é a tensão calculada a partir da etapa 4.1.3, l é o comprimento de cada peça dividida e pode ser calculado por l = L/5 (aqui, L é medido seguindo o passo 3.1.2).

Resultados

A densidade do curso aumenta gradualmente do joelho para o tornozelo na Figura 2a. Isso é explicado pela influência do motor elástico. Do joelho ao tornozelo, o motor elástico aumentado gradualmente gera tensão crescente da parte 5 para a parte 1 no processo de fabricação de CH. Assim, a amostra ch é gradualmente frapped e o número de loop por cm é aumentado na direção do curso. As linhas experimentais na Figura 2b podem ser divididas em três grupos: ABC, DEF, G...

Discussão

Neste estudo, fornecemos dois métodos para medir a pressão exercida das amostras de CH e esses métodos podem ser usados para medir a pressão exercida de outros curativos de vestuário na pele. No método direto, a amostra CH é vestida no membro inferior artificial e o sensor de interface é colocado sob a amostra CH. O valor de pressão pode ser exibido na tela usando o software de coleta de dados. Para comparar com o método direto, também fornecemos um método indireto. Duas teorias envolvendo o modelo do cilindro e o modelo...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Membro inferior artificial	Dayuan, Laizhou Electron Instrument Co., Ltd.	YG065C	Usado para medir a resistência das meias. O padrão de teste de emprego é ISO 13934-1-2013, mencionado na seção 3.3
Máquina de fabricação CH	Hongda, Co., Ltd.	YG14N	Usado para medir a espessura das meias, o padrão de teste é ISO 5084: 1996, mencionado na seção 3.2
Fio de elastano	MathWorks, Co., Ltd.	2018a	Usado para calcular a pressão, mencionado na seção 4.
Sensores de pressão de interface FlexiForce	Qile, Co., Ltd.	Y115B	É composto por lupa com régua fixa. Usado para contar o número de loops por cm no CH fabricado, mencionado nas seções 3.1.3 e 3.1.7.
Software de medição FlexiForce	Santoni, Co., Ltd.	GOL 615MP	Usado para fabricar meias, mencionado na seção 1.2
Fio moído	Santoni, Co., Ltd.		É um tipo de fio coberto que é composto de 80% de borracha e 20% de viscose, mencionado na seção 1.2.1
Software Matlab	Santoni, Co., Ltd.		É um tipo de fio coberto que é composto de 30% poliamida e 70% algodão, mencionado na seção 1.2.1
Instrumento de teste mecânico e software	Santoni, Co., Ltd.	META 615MP	Usado para programar os parâmetros de fabricação, mencionei isso na seção.1.1
Escolha o vidro	Shenmei, Inc.	F002	Um femal artificial padrão com 160 cm de altura. O tamanho foi consited com o padrão chinês GB 10000-1988. O femal artificial foi feito de compensado reforçado com vidro e coberto por tecido. Mencionei isso na seção 2.1.
Software de meia STAT-Ds 615 MP	Tekscan, Inc.	A201	Usado para medir a pressão na pele, mencionado na seção 2.2.1
Medidor de espessura	Weike, Co., Ltd.	1lbs	Usado para registrar a pressão, mencionado na seção 2.2.2-2.2.4.