不同年龄健康人平地行走时足底压力对比分析

针对年龄因素对成年人平地自然行走时足底压力的影响进行研究.采用三维测力台系统,对20名不同年龄段的健康成年人在平地自然行走时的地面反力进行数据采集,经归一化处理后得到足底压力在前后、左右、竖直3个方向上的力-时间曲线图,运用统计学方法对步态特征量进行统计分析,把不同年龄段人平地自然行走时的足底压力分布进行对比分析.结果表明,不同年龄段人在平地自然行走时的足底压力分布存在一定程度上的差异性:老年组在竖直方向和前后方向上的步态时间参量要小于青年组,这可能是由于老年人行走时步长较小,使得身体重心经过髋关节的时刻要早于青年人.     

不同鞋跟高度对肥胖青年女性自然行走步态足底压力分布的影响

为确定肥胖青年女性穿不同鞋跟高度鞋自然行走时足底压力参数变化,运用实验法、文献资料等研究方法,通过Footscan足底压力解析系统对20名平均年龄在（20．1±1．02）岁的肥胖青年女性穿平底鞋和穿不同鞋跟高度鞋行走时的步态进行动力学测量与分析。结果表明：随着鞋跟高度的增加,肥胖青年女性在自然行走的过程中,足底第2跖骨和第3跖骨的峰值压力逐渐增大,足跟内侧和足跟外侧的峰值压力逐渐减小,压力中心轨迹在X轴方向上逐渐增加,在1,轴方向上逐渐减小。     

基于足底压力分布的鞋楦参数化设计

文章提出一种考虑人体足底压力分布,并采用鞋楦参数化建模技术的鞋楦设计方法,建立并研究了鞋楦特征位置尺寸之间以及人体足底压力分布与鞋楦底部曲面之间的参数关系;利用三维CAD软件建立了鞋楦参数化模型,分别实现了由多个主参数对鞋楦体的整体控制以及足底压力参数对鞋楦底面的控制.     

足底压力分布测量系统的设计

选取10个足底区域作为测量位置，设计了一种压力测量鞋垫，研制出一套成本低，操作简单，用于足底压力分布测量的系统．     

25～27岁肥胖男青年自然行走时足底压力分析

为探究肥胖男青年与体质量正常青年自然行走时足底压力参数变化情况,以东北某大学非体育专业25~27岁16名男性研究生为研究对象,其中肥胖男青年8人为肥胖组,体质量正常男青年8人为对照组,运用实验法、文献资料等研究方法,通过二维测力平板(Foot scan 7 USB2 gait system)对自然行走时的步态进行了动力学测量与分析。结果表明:肥胖男青年自然行走时足部的最后离地区域是第2~5趾骨,而体质量正常男青年是第1趾骨;肥胖男青年在足弓部位的接触时间明显早于体质量正常男青年,离地时间却晚于体质量正常男青年;肥胖男青年第5跖骨压强、足弓压强、足跟接触面积、足弓压强负荷率、足弓外侧压强负荷率和足弓冲量明显大于体质量正常男青年;而体质量正常男青年第1趾骨压强、第1趾骨冲量、足跟内侧压强负荷率明显大于肥胖男青年;肥胖男青年足底特定区域的最大峰值压强、压强负荷率、冲量、接触面积与体质量、脂肪占身体的质量分数呈显著正相关。     

足底压力分布年龄差异分析

目的:通过对不同年龄段人群行走时足底压力分布的记录和分析,解释步态特征的年龄差异本质,为足迹年龄分析提供科学依据。方法:利用FOOTSCAN足底压力分析系统采集20、30、40、50四个年龄段人群的足底压力数据,并进行比较。结果:通过对数据的观察分析发现,足底各区压强作用时间和大小伴随年龄的推移发生规律性改变。结论:科学实验证明行走步态特征的年龄差异确实存在,并且变化规律能够为足迹年龄分析的方法提供依据。     

用影象云纹法测量人足底的压力分布

利用影象云纹法和所研制的力——位移传感器列阵,测量了人足底的压力分布。力——位移传感器是拉伸弹簧式的,每0.49cm~2面积上有一个这样的传感器,足底面积内可有数百个传感器形成的列阵,因此能正确地反映人足底压力的分布状况。     

基于足底压力传感器的能耗建模实验研究

考察足底特殊解剖学结构部位压力传感器的压力数据以及衍生变量,分析其与人体运动速度以及能耗之间的相关关系,并建立回归模型．选取20名健康男性大学生志愿者,以不同速度在跑台上行走,每一速度测量时间至少6min,测量每一速度下2min的足底压力数据以及稳定状态下2min的能耗数据．整个足底压力的峰值以及峰值斜率,足底第三趾跖关节处的压力峰值以及峰值斜率与运动速度以及能耗具有较高程度的线性相关关系．足底压力峰值斜率是估算人体行走速度以及能耗的比较敏感的指标．     

单侧负重对人体足底压力特征的影响研究

为探究人体不同单侧负重方式与负重重量行走时足底压力分布特征,分析单侧负重对不同性别人群带来的足底压力变化,选取30名男性与30名女性受试者分别在单肩、手提与斜挎背包3种负重方式下以自身体重的0％、5％、10％ 与15％ 等4种负重重量下行走,利用Medtrack足底压力板测量足底压力峰值和压强峰值.结果表明:单肩背包时...     

人体足底-蹦床接触动压力实验研究

为了在提高蹦床运动成绩的同时避免蹦床运动员在训练和比赛中受伤,需要了解运动员在触网过程中足底的受力状态与压力分布规律。本文通过实验研究方法,对两名运动员在蹦床上的运动过程进行了人体足底与蹦床接触压力的实测,测得了运动过程中的足底的动态压力分布。进而通过实验数据分析,获得了运动员和蹦床接触瞬间足底的动态压力分布规律。研究结果表明,蹦床运动过程中运动员的足底在接触瞬间产生的最大动压力可达其静态压力的4-5倍,因此在蹦床运动中防止足底接触动压力损伤是十分必要的。     

股骨头坏死运动员术后步态与足底压力研究

中国体操是夺金大项,但由于训练量和个人体质等原因,体操运动员损伤很多,尤其是髋关节损伤。分析异常步态形成的原因,为康复评定提供依据是目前该领域的研究热点。观察患侧股骨头坏死的退役运动员一例,进行步态与足底压力测试,对比手术后10年的步态与正常人步态。并进行双侧赤脚拄拐与不拄拐的对比分析,分析异常步态形成的原因,为康复评定提供依据。研究对象为退役体操运动员一例。实验采用OPTPJUMP步态分析系统及Zebris测力板,分别进行赤脚拄拐与不拄拐的步态实验。实验铺设两米的步道,两侧为OPT-PJUMP步态分析系统采集装置,采集赤脚不拄拐与拄拐的步态实验数据,采集两组数据。足底压力实验采用Zebris测力板,受试者赤脚不拄拐和拄拐行走,分别使患侧足和健侧足踏在测力板上一次,采集患侧足和健侧足数据各两组。受试者实验数据表明,受试者支撑时相大于正常人,摆动时相小于正常人;受试者步长平均为54.25cm,介于正常人的50-70cm之间;患侧拄拐与不拄拐前后峰值变化差异大,健侧拄拐与不拄拐前后峰值差异不大;足底压力中心轨迹曲线两侧赤脚时从后跟至脚前段二三跖骨再转向第一趾。     

不同负荷情况下足底压力及肌电特征分析

为了解不同身体负荷下足底压力分布特征及肌电特征,运用表面肌电测量仪、配套三维测力台和Vicon Nexus运动捕捉系统等对受试者进行了测试。研究结果表明:负载质量存在一个使足底压力逐渐趋于不变的阈值。通过人体保护补偿机制,高于阈值的负荷质量产生的压力,被肢体动作迅速分散,增加前后方向的冲力,降低垂直方向的地面反作用力。但同一肌肉的有效放电值(RMS)在不同运动形式下,随负荷质量增大可能出现不同的变化趋势。如胫骨前肌RMS在行走过程中,随负荷质量增加有少量增大趋势,跑步则是随负荷质量增大而显著降低。     

基于TestPoint的足底压力测量系统

为精确测量人体足底压力,以虚拟仪器软件TestPoint为开发平台,设计了足底压力测量系统.该系统以嵌入式计算机和压电陶瓷传感器为主要部件,由各传感器进行足底x,y,z三维力的测量,经信号调理通过串口与嵌入式计算机通信,再通过虚拟仪器软件对其进行分析处理后显示测得数据.研究结果为足底压力测量提供参考.     

高尔夫球挥杆击球过程中重量转移的足底压力分析

目的:对高尔夫球员挥杆击球过程中的足底压力数据进行分析,旨在探讨高尔夫球技术运用效果和重量转移之间的关系。方法:在高尔夫练习场使用Zebris Fdm-s压板和摄像机同步采集4名技术定型期球手,要求选手连续击球,按照落点效果分别记录较好击球和较差击球,数据由压力板自带软件导出处理后进行独立样本t检验。结果:上杆初期、后期和下杆初期时间比为7:6:3,挥杆各特征时刻球手足底压力分布不同组间比较差异不明显,下杆初期不同组别在虽然在COP速度、水平位移、垂直位移以及轨迹斜率指标上不存在显著差异,但在位移上存在显著差异。结论:使用压力板能及时观测高尔夫球手击球过程中重量转移的变化,技术关键集中在下杆初期阶段,杆顶点时刻更倾向于双足维持均衡,同时身体扭转相对更充分。     

基于足底压力的人体重心轨迹包络面积算法

为了评估人体平衡功能,需要计算人体重心轨迹包络曲线的面积,提出了一种包络曲线的计算方法。首先,通过足底压力采集系统获取足底压力数据,计算得到人体重心点;然后,提出了一种基于斜率逐步比较的重心轨迹包络凸多边形构造法,通过斜率比较筛选出包络凸多边形的顶点;最后,根据斜率大小对凸点进行排序,通过三角形面积累加得到包络凸多边形的面积。计算实例证明,提出的算法与经典的快包法相比提高了人体重心轨迹包络曲线面积的计算速度,算法具有良好的稳定性,稳定性差值在±0.01 s之内,算法的时间复杂度为O(nlgn),可有效应用于人体重心轨迹包络面积的计算。     

基于传感阵列的足底压力扫描系统设计研究

为提高足底压力采集的精度, 减少测量中对实验者自然步态的影响, 基于自主研发的平板式传感器, 开发了面向多传感单元的足底压力扫描系统。通过对压力采集系统结构的改进设计以及对采样时序的优化处理, 有效地减少了传感器及电路系统引入的噪声干扰, 实现了对大尺寸(71.9 cm×33.5 cm)、高空间分辨率(2.8个/cm², 共6720个传感单元)压力传感系统的设计实验, 实验中采样率为100 SPS。该系统已在广州市第一人民医院康复科进行测试与实验。该系统可应用于步态康复训练, 为医生评估患者康复情况和制订针对性的治疗方案提供有效的量化数据参考。     

在跑台上以不同的速度和坡度慢跑时足底压力分布的性别比较

旨在探讨在跑台上以不同的速度和坡度跑步时足底压力分布的性别差异,采用Medilogic Insole Measurement足底压力测试系统(德国)测量足底各区的压强峰值及接触时间等足底压力参数。受试者男女各18名。跑台速度设定为:1男生:2.5 m/s、3.3 m/s和3.8 m/s;2女生:2.2 m/s、2.5 m/s和3.3 m/s。男女坡度相同,均为0%、5%和10%。首先,跑台的坡度设为0%,受试者先以2.5 m/s的速度跑步,继而速度渐进,再换以不同的坡度完成实验;女生初始速度为2.2 m/s。1当速度为2.5 m/s时,男女两性足底各区域的压强峰值均随着坡度的增加而增加,在足跟区、足前区及足内侧区的性别差异非常显著(P0.01);2速度为3.3 m/s时,男性足底压强峰值仍与坡度成正比,而女性足底各区域压强峰值的变化却不太明显。同时,除在足跟区、足前区及足内侧区的性别差异非常显著外(P0.01),在坡度为5%与10%之间时足外侧区的性别差异显著(P0.05);3在2.5 m/s和3.3m/s时,足前区、足内侧区及足外侧区的接触时间均有非常显著的性别差异(P0.01),且女性足底各区域接触时间的变化率较男生大;当速度为3.3 m/s时随着坡度的升高,其接触时间的变化率更大,而男性在这两个速度下的时间变化不太明显。另外,在速度为3.3 m/s,坡度为10%时,男女两性在足跟区的接触时间差异显著(P0.05)。结论:1当速度为2.5 m/s时,足跟区、足前区及足内侧区均存在显著的性别差异。当速度为3.3 m/s时,女性足底各区域压强峰值的变化不太明显;2当速度为2.5 m/s和3.3 m/s时,足前区、足内侧区及足外侧区的接触时间均存在着非常显著的性别差异。女性足底各区域接触时间的变化率较男性大。通过对不同的速度和坡度跑步时男女两性足底压力分布的性别差异,可能为不同性别运动损伤的预防提供参考。     

鞋垫式足底压力测量系统中压电式力传感器的设计

介绍了鞋垫式足底压力分布测量系统中压电陶瓷力传感器的设计过程.根据系统的需要进行传感器的类型的选择与传感器在系统中的分布,并建立了传感器的力学模型来说明传感器的工作原理,对传感器的量程、线性特性、灵敏度等特性进行了详细的分析.通过实验验证了传感器的合理性及正确性.     

健康女大学生步行和慢跑运动模式下足底压力中心轨迹相似度分析

应用 footscan® 足底压力测量系统, 对 32 例健康女大学生被试在步行和慢跑时足底压力中心(centre of pressure, COP)轨迹的变化规律进行不同运动模式下的对照研究, 分别分析左足、右足在5 次步行或慢跑时整个支撑期的COP 轨迹及其相似度。结果表明: 1) 不同运动模式(步行与慢跑)的COP 轨迹相似度低于0.25; 2) 同一运动模式(步行或慢跑)下, 左侧、右侧的COP 轨迹均具有很高的相似度(大于0.91)。其中被试内(同一被试) COP 轨迹相似度高于被试间(不同被试), 且前者方差低于后者, 差值具有显著意义; 被试内(同一被试)同侧足之间的COP 轨迹相似度高于异侧足间, 差值具有统计学意义。通过分析得到: 步行和慢跑两个运动模式的COP 轨迹相似度很低, COP 轨迹可以识别不同的运动模式; 运动模式相同时, 不同被试间的COP轨迹相似度较高, 且同一被试内同一侧的COP 轨迹相似度更高。研究结果可以为临床诊断、康复评定、矫形处方和运动训练等提供参考依据。     

基于步行时足底压力信息的前交叉韧带断裂辅助诊断方法

为了辨识动态足底压力信息与前交叉韧带断裂的关系, 将步行时的足底压力数据转换成图像, 采用深度学习中的卷积神经网络模型, 在给定足量输入图像与分类结果的情况下, 不断更新神经网络的参数, 建立图像与前交叉韧带断裂的关系。将足底压力测试系统(FootScan^®)采集的数据分为训练集和测试集两个部分。训练集用于调整模型的参数, 帮助模型更好地分析并找到足底压力信息与前交叉韧带断裂的关系; 测试集用于模拟诊断, 对比真实情况, 评估准确性, 并评估其作为临床辅助诊断方法的性能。结果表明, 提出的投票法模型的诊断正确率超过90%, 并且从得到足底压力数据到产生诊断结果, 总耗时仅3秒左右。由此得出, 所提出的基于步行时足底压力信息的深度学习模型, 可以在很短时间内辅助诊断前交叉韧带断裂, 为临床辅助诊断及康复提供参考。