个性化定制的足底压力鞋垫

摘要：扁平足是一种常见的肌肉骨骼畸形。最有效的治疗方法之一是

穿着个性化定制的足底压力鞋垫，帮助用户改变异常

在骨盆上分布压力。然而，以前的大多数研究只分为几个

没有详细足底特征分析的足底区域。在这项研究中，设计了一种新的鞋垫

其在分析足底压力的特征点之后重新分布压力，以及

受试者穿着鞋垫行走时的实际评估。共有10名受试者

柔性扁平足已经通过穿着平底鞋参与了步态实验的性能，

矫形鞋垫和足底压力再分配鞋垫（PPRI）。结果表明

在缓慢步态下，PPRI的站立时间显著低于平坦鞋垫。中的PPRI

第二至第三跖骨和足跟内侧区域显示出比矫正器更好的卸载能力

鞋垫。在跖骨和脚跟区域，PPRI在接触百分比方面也具有优势

与平鞋垫和矫形鞋垫相比。结果证明PPRI改善了足底

具有灵活扁平足的成年人的压力分布和步态效率，可应用于

临床应用。

关键词：扁平足；鞋垫；足底压力再分配；三维建模；步态

1.引言

脚是人类行走不可缺少的器官，也是最重要的器官之一

人体的感觉器官。脚的不当使用会导致不可逆的

其形状的变化，在不同程度上影响足底压力[1]。扁平足

（平足）是一种常见的肌肉骨骼畸形，主要表现为

足内侧纵弓塌陷[2]，

和重量[3]。足弓是人体足部的重要结构。它的弹性起着

在步行和跳跃过程中缓冲振荡的重要作用，并保证

直立时身体的支撑和稳定性[4]。

正常的脚在正常步态的初始站立阶段前旋，然后仰卧

以适应和吸收脚与地面接触时的冲击[5]。

对于sarapus来说，由于没有足弓，脚在

最初的站姿阶段，脚将与

接地[6,7]。步态周期中扁平足的异常表现将增加

脚内的压力也会增加身体受损和受伤的风险[8]。

扁平足有两种类型：柔性和刚性[9]。柔韧扁平足的足弓

在负重状态下会消失，但在非负重状态下则会恢复

状态在这种情况下，脚的关节活动性仍然存在；而刚性扁平足的足弓

传感器2021、21年、1780年。

传感器2021、21年、1780年第2页，共12页

无论它是否承重，都会坍塌或消失[10]。柔性扁平足

随着时间的推移，趋于演变成刚性扁平足[9]。保守的物理治疗可以减少

这种发展的可能性，这对于早期发现和适当

灵活扁平足的管理[11]。足部矫形器可以通过限制这对于早期发现和适当

灵活扁平足的管理[11]。足部矫形器可以通过限制

拱门的倒塌。研究表明，由于扁平足而导致足底疼痛的成年人可以

通过佩戴足部矫形器改善他们的站立和行走姿势，从而缓解

疼痛[12]。

除了穿戴足部矫形器，传统的矫形鞋垫也可以缓解

大多数扁平足患者的症状，并延缓疾病的进展，但

仍然存在局限性：尽管萨拉普斯通常表现出一定的一致性，因为

足弓塌陷时，足底压力分布仍存在巨大差异

sarapus[1]之间。如果矫形鞋垫不能很好地适应个人的脚

它们的不规则使用甚至会损伤下肢或加重足部

畸形[13]。因此，定制的矫形鞋垫符合

sarapus可以减少足弓塌陷，改善足底压力分布。

此前的一些研究证实，定制鞋垫可以用作辅助理疗工具，这对帮助受试者改变步态有积极作用

并重新调整骨盆上的压力分布[14–17]。设计定制鞋垫

基于足底压力可以帮助用户改变异常分布

足底压力，这是最常见的传统方法之一。较低的

人体的肢体运动系统是一个链式结构

走路时的脚踝也会改变膝关节和髋关节的运动模式

下肢关节。从生物力学角度来看，定制鞋垫符合

对患者的足底压力分布可以促进足部畸形的矫正

通过改变脚踝的运动姿势，有效减轻小腿的负荷

四肢[18]。

由于具有灵活扁平足的个体的异常脚形，他们的行走

这种模式将不同于正常人，这会导致异常高的

脚底某些区域的压力[19，20]。足部畸形可导致异常

柔性扁平足患者的足底压力分布及有效分析

扁平足个体步态周期中的足底压力也可以直接或间接地

了解足部畸形的情况[21]。因此，足底的分析

压力有助于更好地设计定制鞋垫[16]。这也是一个必要的步骤

为扁平足的个人定制鞋垫。

此外，受试者足底不同区域的压力差将

影响他们行走时的舒适度。脚跟和第二到第三块的压力越大

步态中的跖骨会导致这些区域的不适，而不是鞋底的其他区域[22]。

人脚的每个部分都具有特定的生物力学功能[23]。合理的

只有当每个区域的压力在

正常范围。鞋底各区域压力的适当分布

有效避免对鞋底的某些高压区域的损坏[24]。因此

科学分析足底压力分布有助于预防足底损伤

更大程度[25]。目前，许多研究都将足底压力考虑在内

他们设计定制鞋垫，但基本上将鞋垫分为几个区域

多注意拱门区域。上述方法可以在以下方面进行改进

两个方面：第一，足底压力数据的精度可以通过增加

足底压力传感器的密度；此外，鞋底的休息区需要

位于拱门区域旁边。

因此，在本研究中，我们从以下两个方面研究足底压力

并为具有柔性扁平足的成年人设计了足底压力再分配鞋垫（PPRI），

并将其与普通矫正鞋垫和平鞋垫进行了比较。步态参数

以不同步态速度水平行走，包括站立时间、步速、峰值压力、接触

评估脚的面积。

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2.材料和方法

2.1设备

使用自行设计的足底压力测试板诊断平弓指数

（AI）用于获得用于设计的受试者的足底压力数据

鞋垫表面上每个特征点的高度。脚压

该板由阵列式薄膜压力传感器（42×52传感器阵列）组成

如图1a所示。每个压阻膜压力传感器符合

使用范围内的耐压线性相关性，以及

受试者的压力等于所有压力传感器的总压力，因此应力可以

通过每个膜压力传感器的电阻值的比率计算