而,對于本領域內的普通技術人員而言,可以僅僅利用本發明的一些或者全部結構或者流程來實施本發明。為了解釋的明確性而言,闡述了特定的數目、配置和順序,但是很明顯,在沒有這些特定細節的情況下也可以實施本發明。在其他情況下,為了不混淆本發明,對于一些眾所周知的特征將不再進行詳細闡述。
[0040]本發明提供了一種基于步態重心變化的人體足底矯正方法,包括以下步驟:測量人體運動時足底從足跟著地到大腳趾離地的時段及在該時段內足底的重心數據;將該時段劃分為多個子時段,以作為足底的不同部位的著地時間,并分別計算在每個子時段內,足底的重心數據與足底中軸線的差異積分;當判斷所述差異積分超出預設的閾值范圍的情況下,增大人體運動時對足底的相應部位的壓力,使得所述足底的相應部位用力均勻。這樣,本發明根據個體行走用力的特點,通過調整足底的相應部位受力來實現對過度用力方式的矯正,從而達到保護足底和下肢的目的,并且該方法不需要對鞋的其他結構進行大的變動,大大降低了成本。
[0041]請參閱圖1,圖1示出了本發明基于步態重心變化的人體足底矯正方法的具體流程圖。所述方法包括以下步驟:
[0042]步驟S11:測量人體運動時足底從足跟著地到大腳祉離地的時段及在該時段內足底的重心數據;
[0043]在具體實現時,由于人體在通過行走或跑步過程當中足底重心往往會產生內外偏移,因此本發明需測量個體正常行走或跑步過程中,雙腳足底的重心變化的數據,而由于上述過程中,雙腳是交替落地及離地,為了清楚界定人體運動時足底的行走時間,本發明采用從足跟著地到大腳趾離地的時段作為足底行走時間,并采集該時段內人體足底的重心數據,以作為后續進行判斷足底進行矯正的基礎。
[0044]步驟S12:將所述時段進行標準化為0%?100%的時間軸,并將該時間軸劃分成足跟著地時段、足中部著地時段及前腳掌著地時段,所述足跟著地時段為該時間軸的0%?15%,所述足中部著地時段為該時間軸的25%?40%,所述前腳掌著地時段為該時間軸的50%?80% ;
[0045]請參閱圖2,在具體實現時,為了更準確地判斷足底不同部位的內翻或外翻程度,本發明將足底行走著地的時間,即從足跟著地到大腳趾離地的時段進行標準化為0%?100%的時間軸,為了便于說明,圖2中即采用足底中軸線00’作為時間軸,按照從足跟著地至IJ大腳趾離地的順序進行時間標準化,例如以足跟剛觸地時的時間軸的坐標為0%,以及以大腳趾剛離地時的時間軸的坐標為100%,這樣,就形成了對應足底不同部位的時間軸。
[0046]在上述時間軸的基礎上,需要根據足底不同部位進一步具體的劃分,以作為足底的不同部位的著地時間。本實施例中,根據足底不同部位的著地順序,將該時間軸劃分成足跟著地時段、足中部著地時段及前腳掌著地時段,所述足跟著地時段為該時間軸的0%?15%,所述足中部著地時段為該時間軸的25%?40%,所述前腳掌著地時段為該時間軸的50%?80%。
[0047]需要說明的是,上述劃分時間軸的方法是根據普通的統計數據優化得到,并非只是絕對的,可以根據需要進行調整,例如將該時間軸的0%?20%作為足跟著地時段;另夕卜,還可以對上述時間軸進行更細致的劃分成更多的子時段,以對應足底更多的部位,例如足中部著地時段劃分為足中前部著地時段及足中后部著地時段。
[0048]步驟S13:分別計算在足跟著地時段、足中部著地時段及前腳掌著地時段內,足底的重心數據與足底中軸線的差異積分;
[0049]請參閱圖2,在具體實現時,為了便于判斷足底是內翻還是外翻,本實施例中以足底中軸線向身體外側規定為正,以足底中軸線向身體內側規定為負。當然也可以倒過來設置。
[0050]本發明規定以足底中軸線為X軸(也即時間軸),以足跟切線為Y軸,大腳趾剛離地時為時間軸的100%處,分別計算在足跟著地時段、足中部著地時段及前腳掌著地時段內,足底的重心數據與足底中軸線的差異積分(比如足跟著地時段,把足跟著地點和時間軸的15%處分為定為X。和X i,計算從X。到X i的足底重心與X軸(足底中軸線)的差異積分,把所得結果與閾值進行比較),分別作為足跟、足中部及前腳掌的內翻或外翻的判斷數據。
[0051]步驟S14:判斷所述足跟著地時段內足底的重心數據與足底中軸線的差異積分是否超出預設的閾值范圍,若是,則進行步驟S15 ;若否,則表示足跟不需要進行矯正;
[0052]在具體實現時,首先需要采集大量正常人運動(行走及跑步)的重心數據,并計算得到在足跟著地時段內,足底的重心數據與足底中軸線的差異積分的正常范圍(即閾值范圍),以作為判斷所述足跟是否存在內翻或外翻現象的標準。
[0053]步驟S15:對所述足底的鞋墊或鞋底足跟內側或外側部位進行加厚或墊高,使得所述足底的足跟用力均勻;
[0054]請參閱圖3a及圖3b,在具體實現時,所述足跟著地時段內足底的重心數據與足底中軸線的差異積分超出預設的閾值范圍,需要分成兩種情況:
[0055]—種如圖3a所示,當所述足跟著地時段內足底的重心數據與足底中軸線的差異積分小于預設的閾值范圍時,說明行走過程中,足跟部位的內側用力大于外側,其重心過于偏向身體內側,即定義足跟部位存在外翻現象。足底用力過度部分會加快鞋墊的損耗,使得鞋墊變薄,從而進一步惡化過度用力的足底部分。因此,此時需要對足底的鞋墊或鞋底足跟內側部位(圖3a中C區)進行加厚或墊高,以阻止足跟部位的鞋底或鞋墊變形,同時足跟內側部位鞋墊使用更堅硬的材料,防止足跟內側因用力過大而塌陷,矯正足跟外翻情況,使得足跟部位用力更加均勻。
[0056]另一種如圖3b所示,當所述足跟著地時段內足底的重心數據與足底中軸線的差異積分大于預設的閾值范圍時,說明行走過程中,足跟部位的外側用力大于內側,其重心過于偏向身體外側,即定義足跟部位存在內翻現象。因此,此時需要對足底的鞋墊或鞋底足跟外側部位(圖3b中C區)進行加厚或墊高,以避免鞋子或鞋墊變形引起更嚴重的足跟內翻現象。
[0057]需要說明的是,本發明中判斷足跟部位是否存在內外翻現象是通過計算足跟著地時段內足底的重心數據與足底中軸線的差異積分,也就是即使其他階段足跟部位出現內外翻的現象,也不會對足跟部位進行糾正。
[0058]本發明通過矯正足跟部位內外翻的現象,可以降低跟腱和腓腸肌的壓力,還可以用來預防和輔助治療脛后肌腱炎、跟腱炎等疾病。
[0059]步驟S16:判斷所述足中部著地時段內足底的重心數據與足底中軸線的差異積分是否小于預設的閾值范圍,若是,則進行步驟S17;若否,則表示足中部不需要進行矯正;(根據本發明的計算方法,足中部著地時段也可能出現內翻現象,但不在足中部進行內翻矯正,而在其他部位進行替代矯正)
[0060]在具體實現時,首先需要采集大量正常人運動(行走及跑步)的重心數據,并計算得到在足中部著地時段內,足底的重心數據與足底中軸線的差異積分的正常范圍(即閾值范圍),以作為判斷所述足中部是否存在外翻現象的標準。
[0061]步驟S17:對所述足底的鞋墊或鞋底足中部進行加厚或墊高,使得所述足底的足中部用力均勻;
[0062]請參閱圖4,在具體實現時,當所述足中部著地時段內足底的重心數據與足底中軸線的差異積分小于預設的閾值范圍時,說明行走過程中,足中部的內側用力大于外側,其重心過于偏向身體內側,即定義足中部存在外翻現象。因此,此時需要對足底的鞋墊或鞋底足中部(圖4中B區)進行加厚或墊高,通過加厚足中部的鞋底或鞋墊提供足夠的支持力,避免足中部外翻現象加重,從而對膝蓋和脛骨造成損傷。
[0063]步驟S18:判斷所述前腳掌著地時段內足底的重心數據與足底中軸線的差異積分是否超出預設的閾值范圍,若是,則進行步驟S19 ;若否,則表示前腳掌不需要進行矯正;
[0064]在具體實現時,首先需要采集大量正常人運動(行走及跑步)的重心數據,并計算得到在前腳掌著地時段內,足底的重心數據與足底中軸線的差異積分的正常范圍(即閾值范圍),以作為判斷所述前腳掌是否存在內翻或外翻現象的標準。
[0065]步驟S19:對所述足底的鞋墊或鞋底前腳掌內側或外側部位進行加厚或墊高,使得所述足底的前腳掌用力均勻;
[0066]請參閱圖5a及圖5b,在具體實現時,所述前腳掌著地時段內足底的重心數據與足底中軸線的差異積分超