判別足弓形態的量測方法
2023-06-19 12:02:11 1
專利名稱：判別足弓形態的量測方法
技術領域：
本發明涉及足型分類的技術，特別涉及一種根據消費者的足印數據以判別足弓形態的量測方法，並根據消費者的足弓形態，提供該消費者合適的鞋墊或鞋子。
背景技術：
足弓的功能主要是在於提供人體足部結構在步行或運動時良好的避震效果，以減少足部傷害的發生。一般而言，足型的分類主要依據足弓高度，所謂足弓高度是指足內側縱弓至地平面的距離，一般以舟狀骨(scaphoid)凸點下緣至地面的垂直高度為基準；若距離過高稱為高足弓，而若距離過低一般稱之為低足弓，若該距離低於某一限度即為俗稱的扁平足(flat foot)。近年來許多文獻都指出足弓高度異常(亦即上述的高足弓以及低足弓) 與下肢運動相關性的傷害有密切的關係。足弓形態的評估方法大致可分為醫療儀器(如X光檢查測量法、超音波檢查測量法等)、專業量角器(如測徑器、腳型測量儀等)、足印(footprint)觀察法以及實驗法(如足印參數等)。其中，與其它方法相較之下，使用足印進行分析以評估足弓的高度具有簡單方便和非侵入性等特色，因此，在公知技術中經常使用足印參數來有效地評估人體足弓高度是否異常。足印參數大多通過幾何學的方法(如線段長度、面積的計算)進行估算，常見的足印參數包括足弓角度(arch angle)、足印指數(footprint index)、足弓指數(arch index，Al)、足弓長度指數(arch length index)以及足趾截去指標(truncated arch index)等。其中，最為常見的足弓指數AI是由Cavanagh和Rodgers於1985年提出，其是在靜態站姿下取得足印，並將該足印不含腳趾的腳掌長度L等分為三段區域(請參見圖1)， 然後量測各區域的面積，分別為後足面積(A)、中足面積(B)與前足面積(C)。足弓指數AI 的計算方式為中足區域面積與足部全部面積(不包括腳趾)之比值，即足弓指數AI = B/ (A+B+C)。當足弓指數AI的數值小於0. 21為高足弓(high arch)；數值介於0. 21及0. 26 為正常足弓(normalarch)；數值大於0.沈為扁平足(flat foot)。然而，上述公知足印參數的計算，往往需要較多的步驟或較大的計算成本(如足印面積積分)，因而使得這些足弓形態的評估無法實時快速的完成，即無法實時快速地提供消費者合適的鞋墊或鞋子。因此，有鑑於公知技術的各項問題，為了能夠兼顧解決之，本發明提出一種判別足弓類型的方法，以作為改善上述缺點的實現方式與依據。
發明內容
有鑑於上述公知技術的問題，本發明的其中一個目的就是提供一種判別足弓形態的量測方法，以兼具簡單方便、低成本和非侵入性等優點的方法來判別足弓形態，以實時快速地提供消費者合適的鞋墊或鞋子。根據本發明的另一目的，提出一種判別足弓形態的量測方法，其根據人體足型的資料包含人體足部外側輪廓線以及內側輪廓線進行判別，該方法包含下列步驟首先，取得足印，其是待測者在靜態站姿下的足印，且該足印包含外側輪廓線以及內側輪廓線；其次， 取得該足印外掌切點與外跟切點，以及該足印內掌切點與內跟切點；其後，取得足掌中點及足跟中點，該足掌中點為連接該外掌切點與該內掌切點的線段的中點；該足跟中點為連接該外跟切點與該內跟切點的線段的中點；其次，取得足中軸線與足中垂線；然後，取得足寬長！^，其是足中垂線的長度；以及取得足弓寬La;最後，將該足弓寬LJ餘以該足寬長Lf，得到足型指數(Foot Type Index, FTI)，即 FTI = La/Lf。根據此足型指數FTI即可判別該足印所表明的足弓形態。例如，根據該足型指數FTI可將人體的足弓形態精確地分為扁平足(flat foot)、低足弓(Iowarch)、正常足弓 (normal or regular arch) ^1 ! ^ (little high arch) 5 ! ^ (high arch) Ji^M 態；或概分為扁平足、正常足弓及高足弓三種形態。承上所述，依本發明判別足弓形態的量測方法，其可具有一或多個下述優點(1)此方法採用人體足印數據進行線性量測與判別，其過程簡單方便且屬於非侵入性評估法。(2)此方法採用線性幾何學方式對足印數據進行線性量測與判別，不需進行複雜的計算，可有效降低計算成本並加快計算的速度，以實時快速地提供消費者合適的鞋墊或鞋子。上述「發明內容」並非用以限制所要保護的範圍，本發明的各種樣態的詳細概觀， 在下述實施方式部分會做更進一步描述。本發明內容並無意於識別所要保護的技術方案的關鍵特徵或基本特徵，也並非用來單獨決定所要保護的範圍。
PtPh足中軸線Pt足掌前端點Ph足掌末端點Pm足中軸線等分點，為足中軸線Ptfh中點Pml超平點Pm2扁平點Pm3中足點，為足中垂線PiPo中點Pm4偏高點Pm5高弓點PiPo足中垂線Pi中垂內切點Po中垂外切點Pa中垂內弓交點L腳掌長度A後足面積B中足面積C前足面積AI 足弓指數(Arch Index)AIe電子掃描足弓指數AIt熱感應足弓指數FTI 足型指數(Foot Type Index)FTIt熱感應足型指數FTIe電子掃描足型指數FTI6六分法足型指數La足弓寬Lf足寬長
具體實施例方式為充分了解本發明的目的、特徵及功效，現藉由下述具體實施例，並配合所附圖形，對本發明做詳細說明，下述說明中的相同組件以相同的符號標示來說明。此處特地以特徵描述本發明的技術方案以符合法定需求，不過，此敘述本身並無意於限制本專利的範圍。 發明人考慮到所要保護的技術方案也可用其它方式具體實施，例如包含不同步驟或結合類似於本文件內所描述的步驟的步驟組合、與其它目前或未來技術結合。再者，雖然此處可能會使用術語「步驟」等運用不同的方法組件，不過除非有明確描述個別步驟的順序，否則不應該將這些術語解譯為暗示此處揭示的許多步驟之間的任何特定順序。請同時參閱圖2與圖3。圖2繪示了本發明的判別足弓形態的量測方法的步驟流程圖；圖3繪示了本發明的判別足弓形態的量測方法的量測點示意圖。相關步驟流程說明如下首先，在步驟S110，取得足印200，其是待測者在靜態站姿下的足印200，且該足印200具有足印輪廓線230，該足印輪廓線230包含外側輪廓線210以及內側輪廓線220 ；其次，在步驟S120，取得該足印的外掌切點Pl與外跟切點P2，其為該足印外側輪廓線210的該外側公切線段P1P2與該外側輪廓線210分別在足掌及足跟處的切點；其後，在步驟S130，再類似地取得該足印的內掌切點P3與內跟切點P4，其為該足印內側輪廓線220的該內側公切線段P3P4與該內側輪廓線220分別在足掌及足跟處的切佔.接著，在步驟S140，取得足掌中點P5及足跟中點P6，該足掌中點P5為連接該外掌切點Pl與該內掌切點P3的線段的中點；該足跟中點P6為連接該外跟切點P2與該內跟切點P4的線段的中點；接下來，在步驟S150，取得足中軸線Ptfh，其是連接該足掌中點P5與該足跟中點 P6的連線，並與該足印輪廓線230相交於該足掌前端點Pt以及該足掌末端點Wi ；其次，在步驟S160，取得足中垂線PiPo，其與足中軸線Ptfh垂直且通過該足中軸線等分點Rn，並與該內側輪廓線220相交於該中垂內弓交點Pa，其中該足中軸線等分點Rn 為該足中軸線PtWi的中點，該中垂內切點Pi為該足中垂線PiPo與該內側公切線段P3P4 的交點，該中垂外切點Po為該足中垂線PiPo與該外側公切線段P1P2的交點；然後，在步驟S170，取得足寬長Lf，其是該足中垂線PiPo的長度；以及取得足弓寬 La，其是該線段PaPo的長度；最後，在步驟S180，將該足弓寬La除以該足寬長Lf，即得到足型指數(Foot Type Index, FTI)，亦即 FTI = La/Lf。其中，根據該足型指數FTI值的大小，即可將人體的足弓型態概分為扁平足、正常足弓及高足弓三種形態；或精確地分為扁平足、低足弓、正常足弓、偏高足弓或高足弓五種形態；或視需要將人體的足弓形態分為五種以上的形態。根據該足型指數FTI即可判別消費者的足弓形態，並提供該消費者合適的鞋墊或鞋子。實務上可以通過各種器材擷取足印200，常見的該類器材包括電子掃描儀、油墨足印墊(Harris and Beath footprinting mat)、壓力傳感器以及熱感應式傳感器等。經由實驗得知，不論以何種器材擷取足印200，其AI值與FTI值都高度相關。以電子掃描儀擷取足印200樣本，然後分別計算其AI值與FTI值，並進行回歸分析，發現該AI值與FTI值間具有如下關係式AIe = 0. 31 (FTIe)+0. 0913ρ = 0.925，P為該AIe與該FTIe的相關係數，此處是為了避免混淆，將電子掃描儀擷取足印200所計算的足弓指數簡稱為Ale，而所計算的足型指數簡稱為FTIe。以熱感應式傳感器擷取足印200樣本，然後分別計算其AI值與FTI值，並進行回歸分析，則發現該AI值與FTI值間具有如下關係式Alt = 0. 26 (FTIt) +0. 1274ρ =0.951，P為該AIt與該FTIt的相關係數，此處是為了避免混淆，同樣地將以熱感應式傳感器擷取足印200所計算的足弓指數簡稱為Alt，而所計算的足型指數簡稱為 FTIt0請參閱圖4，其是繪示了本發明的足弓形態的六分法(one sixth method)示意圖。 圖中，顯示以五個點將該足中垂線PiPo的該足寬長Lf等分為六段，並定義六分法足型指數FTI6為線段PiI^a的長度除以足寬長Lf的值。當中垂內弓交點1 落在該中垂內切點Pi與扁平點Rii2間時，FTI6值大於0. 66，即判別該足印200屬扁平足；當該中垂內弓交點1 落在該扁平點Pm2與中足點Pm3間時，FTI6值介於0. 50 0. 66之間，即判別該足印200屬低足弓；當該中垂內弓交點1 落在該中足點Rii3與偏高點Pm4間時，FTI6值介於0. 33 0. 50之間，即判別該足印200屬正常足弓；當該中垂內弓交點1 落在偏高點Pm4與高弓點 Pm5間時，FTI6值介於0. 16 0. 33之間，即判別該足印200屬偏高足弓；當中垂內弓交點 Pa落在高弓點Pm5與中垂外切點Po間時，FTI6值小於0. 16，即判別該足印200屬高足弓。 此外，對於因為長時間站立或其它因素導致足弓結構因而塌陷的情況，該足印200其正常足弓的FTI6值範圍可調整為介於0. 30與0. 57間；而FTI6值介於0. 57 0. 66之間，即判別該足印200屬低足弓；FTI6值介於0. 16 0. 30之間，即判別該足印200屬偏高足弓。值得注意的是，該六分法是一種簡易的足弓形態判別方法，因此適用於包括電子掃描儀、油墨足印墊、壓力傳感器以及熱感應式傳感器等各種器材擷取消費者的足印200， 一旦取得足印200，即可以肉眼簡易判別該足印所屬足弓形態而無需進一步的詳細計算該 FTI值的大小，以實時快速地提供消費者合適的鞋墊或鞋子。本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然而熟知本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明的範圍。應注意的是，凡是與該實施例等效的變化與置換，例如減少或增加足弓形態的分類，並定義相對應的足弓形態分類值，均應視為涵蓋在本發明的範圍內。因此，本發明的保護範圍應當以下文的權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種判別足弓形態的量測方法，其根據消費者足印的數據進行量測與判別，以實時快速地提供消費者合適的鞋墊或鞋子，其特徵在於，該方法包含下列步驟取得足印，其是靜態站姿下擷取的足印，該足印的足印輪廓線包含外側輪廓線以及內側輪廓線；取得該足印外掌切點與外跟切點，其為該足印外側輪廓線的外側公切線段與該外側輪廓線分別在足掌及足跟處的切點；取得該足印內掌切點與內跟切點，其為該足印內側輪廓線的內側公切線段與該內側輪廓線分別在足掌及足跟處的切點；取得足掌中點及足跟中點，該足掌中點為連接該外掌切點與該內掌切點的線段的中點；該足跟中點為連接該外跟切點與該內跟切點的線段的中點；取得足中軸線，其是連接該足掌中點與該足跟中點的連線，並與該足印輪廓線相交於足掌前端點以及足掌末端點；取得足中垂線，其與該足中軸線垂直且通過該足中軸線等分點，並與該內側輪廓線相交於該中垂內弓交點，其中該足中軸線等分點為該足中軸線的線段的中點，該中垂內切點為該足中垂線與該內側公切線段的交點，該中垂外切點為該足中垂線與該外側公切線段的奪佔.取得足寬長Lf，其是該中垂內切點至該中垂外切點線段的長度；以及取得足弓寬La，其是該中垂外切點至該中垂內弓交點線段的長度；以及計算足型指數(Foot Type IndeX，FTI)，其是將該足弓寬La除以該足寬長1^，即？11 = La/Lf，而根據此足型指數FTI即可判別該足印表明的足弓形態。
2.一種判別足弓型態的量測方法，其根據消費者足印的數據進行量測與判別，以實時快速地提供消費者合適的鞋墊或鞋子，其特徵在於，該方法包含下列步驟取得足印，其是靜態站姿下擷取的足印，該足印的足印輪廓線包含外側輪廓線以及內側輪廓線；取得該足印外掌切點與外跟切點，其為該足印外側輪廓線的外側公切線段與該外側輪廓線分別在足掌及足跟處的切點；取得該足印內掌切點與內跟切點，其為該足印內側輪廓線的該內側公切線段與該內側輪廓線分別在足掌及足跟處的切點；取得足掌中點及足跟中點，該足掌中點為連接該外掌切點與該內掌切點的線段的中點；該足跟中點為連接該外跟切點與該內跟切點的線段的中點；取得足中軸線，其是連接該足掌中點與該足跟中點的連線，並與該足印輪廓線相交於足掌前端點以及足掌末端點；取得足中垂線，其是與該足中軸線垂直且通過該足中軸線等分點，並與該內側輪廓線相交於該中垂內弓交點，其中該足中軸線等分點為該足中軸線的線段的中點，該中垂內切點為該足中垂線與該內側公切線段的交點，該中垂外切點為該足中垂線與該外側公切線段的交點；取得足寬長Lf，其是該中垂內切點至該中垂外切點線段的長度； 將該足寬長Lf等分為六段，則根據該中垂內弓交點的落點即可判別該足印所表明的足弓形態。
3.如權利要求2所述的判別足弓形態的量測方法，其特徵在於，該中垂內弓交點與該中垂外切點線段的長度除以足寬長Lf的值為六分法足型指數FTI6，且當該中垂內弓交點落在該中垂內切點與該扁平點間時，FTI6大於0. 66，該足印屬扁平足；當該中垂內弓交點落在該扁平點與該中足點間時，FTI6介於0. 50與0. 66間，該足印屬低足弓；當該中垂內弓交點落在該中足點與該偏高點間時，FTI6介於0. 33與0. 50間，該足印屬正常足弓；當該中垂內弓交點落在該偏高點與該高弓點間時，FTI6介於0. 16與0. 33 間，該足印屬偏高足弓；當該中垂內弓交點落在該高弓點與該中垂外切點間時，FTI6小於 0. 16，該足印即屬高足弓。
4.如權利要求3所述的判別足弓形態的量測方法，其特徵在於，該足印為足弓結構塌陷的足印，則FTI6介於0. 30與0. 57間，該足印為正常足弓；而FTI6介於0. 57與0. 66間，該足印屬低足弓；FTI6介於0. 16與0. 30間，該足印為偏高足弓。
全文摘要
本發明揭露一種判別足弓形態的量測方法，其根據消費者的人體足印的數據進行量測與判別，該方法包含下列步驟首先，取得足印，其是待測者在靜態站姿下的足印，且該足印包含外側輪廓線以及內側輪廓線；其次，取得該足印外掌切點與外跟切點，以及該足印內掌切點與內跟切點；其後，取得足掌中點及足跟中點；其次，取得足中軸線與足中垂線；然後，取得足寬長Lf，其是足中垂線的長度；以及取得足弓寬La；最後，將該足弓寬La除以該足寬長Lf，得到足型指數(Foot Type Index，FTI)，即FTI＝La/Lf。根據該足型指數即可判別消費者的該足印所表明的足弓形態，並提供該消費者合適的鞋墊或鞋子。
文檔編號A43D1/02GK102578762SQ201110034140
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月28日 優先權日2011年1月7日
發明者劉克濤, 楊世偉, 鄭朝諡 申請人:歐立達股份有限公司