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足底扫描在鞋类设计中的应用

足底扫描,足底压力分布

大家都有经验如果穿了不合适的鞋子,不仅感到足部动作异常不适,还有可能损伤足部肌肉甚至崴脚,因此选择一双合适的鞋可以说是每个人的刚需,那么如何设计出真正符合个人的足型的鞋呢?其中必不可少的就是足底扫描的应用。

足底压力是在日常运动中,人们在足部与支撑面之间产生的一种压力场。足底扫描技术能利用移动摄影机记录下的足底压力,并将足底的瞬间压力进行显示,足印的颜色越深,说明脚掌的压力越大,能够实时地探测到足底的压力分布。[1]

足底扫描,足底压力分布

个性化鞋类设计方面

足底扫描能精确地测量出与脚底压力有关的参数,具有很高的可靠性和准确性,通过对足部动态压力图像的采集,可以很好地反映出足部压力在步态中的周期性变化。随信息技术的发展,传统鞋类设计与足底扫描相结合,根据足底压力、足弓形状、个性化要求等进行调整,再通过数控加工系统,借助雕刻机进行制作,形成鞋垫优化鞋的设计与制作,能提高效率、节省原材料,精确度高,满足使用者个性化的需求。[2]足底扫描还使普通鞋的舒适度得到提升,包含在缓冲、左右支撑、足弓高度、脚跟贴合度、鞋宽和鞋长等多个方面评价中提升。

医疗鞋类设计方面

足底压力升高是糖尿病足发病的独立风险因子,在糖尿病足早期矫正异常脚掌压力,是防止足部溃疡发生的关键技术。[3]也有研究表明在鞋类设计中通过对足底压力的正确认识制作矫形鞋垫可以增加步长、步宽,从而提高步行能力,也能够增加踝跖屈力矩及踝部力量,如此对步态进行有效改善。使用足底扫描能提高足底压力采集的精度,减少对使用者者自然步态的影响,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。[4]

足底扫描

ShapeScan100/IBV是IBV开发的一款基于激光技术的3D足底扫描系统。ShapeScan100/IBV测试快速,数据精确,功能多样,允许扫描不同高度的脚底,以及石膏模型和其他材料(例如泡沫塑料等)。不仅如此它使用简单,可用性好,携带、运输方便,而且能显著提高信息捕获过程的效率,增强并简化被试的电子记录管理。

随着足底扫描技术的发展,对使用者不同运动状态下受力情况及各项参数进行量化,能发现导致异常足底压力的影响因素,为个性化鞋类设计或糖尿病等足部功能异常患者的如减压鞋垫等鞋类设计提供实证依据。在普遍关注健康的今天,足部健康保障也逐渐受到人们的重视,足底扫描为鞋类设计提供了一种更高效经济的技术支持,也势必在未来获得更大的运用空间。

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参考文献

[1]刘莉.基于足底压力的糖尿病足早期诊断系统的研究[D].武汉:中南民族大学,2017.

[2]宋雅伟,王占星.矫形鞋原理与应用[M].北京:中国纺织出版社,2018:215-217.

[3]王俊思,白姣姣.糖尿病危险足患者减压鞋具干预的研究进展[J].护理学杂志,2020,35(24):102-105.

[4]王墨,樊卓宸,马浩,彭晨,张思旭,王新安.基于传感阵列的足底压力扫描系统设计研究[J].北京大学学报(自然科学版),2018,54(06):1159-1165.DOI:10.13209/j.0479-8023.2018.072.