足壓 組別:第九組 指導老師:侯春茹老師 組員:4a127011林冠宏 4a127014楊群安 4a127030郭修銘

目錄 分析 工作分配 ●足壓量測設備分類 ●扁平足、高弓足的壓力分佈圖 研究目的： *依量測型態的的差異分： ●正常足 ●外翻足 ●正常足 ●外翻足 ●內翻足 ●拇指外翻 ●正常步態分析圖 ●足壓量測設備分類 ●發展歷史 ●現代電學足底壓力量測設備 ●薄膜式足底壓力量測設備 ●簡易型鞋內足壓分析系統 ●簡易型鞋內足優勢 工作分配 研究目的： ●何謂足底壓力? ●為何足底會疼痛? ●足部的基本功能 ●足壓之位置 ●足壓之改善 ●足壓量測設備分類 *依量測型態的的差異分： 1. 板片式 2. 鞋墊式 ●足壓鞋墊 設計原理 足部肌肉圖 足底測量方法 結論 參考文獻

工作分配 4A127048 蔣京辰 →蒐集資料 研究目的： ●何謂足底壓力? ●為何足底會疼痛? ●足部的基本功能 ●足壓之位置 ●足壓之改善 4A127030 郭修銘 →蒐集資料 研究目的： ●扁平足、高弓足的壓 力分佈圖 ●正常足 ●外翻足 ●內翻足 ●拇指外翻 ●正常步態分析圖 4A127014 楊群安 →蒐集資料 分析： ●足壓量測設備分類 ●發展歷史 ●現代電學足底壓力量測設備 ●薄膜式足底壓力量測設備 ●簡易型鞋內足壓分析系統 ●簡易型鞋內足優勢

工作分配 4A127035 葉東霖 →統整資料 分析： ●足壓量測設備分類 *依量測型態的的差異分： 1. 板片式 2. 鞋墊式 ●足壓鞋墊 4A127011 林冠宏 →統整資料 結論、重點回顧 設計原理 足部肌肉圖 足底測量方法 結論

主題簡介 何謂足底壓力? 足底壓力指在站立、步行或是其他 運動狀態中，足底接觸地面時在單 位面積上所承受的力。

為何足底會疼痛? 1.穿不適合自己的鞋子 2.足底的特定區域壓力峰值長期處於過高的 狀態而造成的 足部的基本功能 包括支撐體重、吸收走路時的衝擊與震動、 減少下肢關節和脊椎的受力、增加行走的 舒適性等等。

足部的基本功能 1. 減低步行時之震動及能量的消耗 2. 提供站立時穩定的支撐，此時足部肌肉 並未收縮及能達平衡狀態。 3. 吸收行走時體重的衝擊及調節不平坦的 地面所造成的不舒適。 4. 在站立其腳尖離地時之動作有如槓桿運 動，足部可以提供足夠的剛性使腳尖離地 像前運動。

足壓之位置 一般步行時發生較大足底壓力的地方為足 跟及第一蹠骨與第二蹠骨或大腳趾的部位， 而足底壓力過大常會導致足部發生病變。 足壓之改善 針對鞋墊材料的研究，藉由材料的改變來 達到降低足底壓力的功效。而也有多數的 研究為增加足底壓力集中區域與鞋墊的接 觸面積，以改善足底的壓力分佈情形，來 降低足底壓力的過高峰值。

分析 有鑑於客製化市場的商品價位高居不 下，主要原因除了鞋墊設計的步驟繁 瑣以及特殊材料造成成本提高的因素 外，設計過程中所使用的量測儀器以 及生產工具價格昂貴更是重要原因之 一。

分析 目前，大多數醫院或專業的步態分析研究 室所使用的腳底壓力量測系統，價格皆十 分昂貴且需專業人才培訓方可使用，導致 無法將客製化市場普及。例如：EMED system的墊子，每個就要花費$6,000，並 無法普遍地讓一般大眾擁有或使用。

國內外足壓量測設備 針對市面上現有的足底壓力量測設備 作分類，可歸類為三大類型如下圖所 示，其中包含了轉印是足底壓力測量 設備、現代電學足底壓力量測設備與 光學式足壓量測設備。

足壓量測 正常人的足底壓力分析可分位靜態及 動態的足壓量測。 *靜態：指量測站立時所造成的足底壓 力。 *動態：為評估走或跑步時所造成之足 底壓力而它只發生在步態週期之踏腳 期。

扁平足、高弓足的壓力分佈圖 扁平足: 較大的受力較集中在中下半部內縱足弓的位置， 整個足底都承受壓力。 ↓扁平足 ↓高弓足 扁平足: 較大的受力較集中在中下半部內縱足弓的位置， 整個足底都承受壓力。 高弓足: 由於足弓較高，壓力大都集中在前掌及後跟的部 份，外側中間無連接與無施力承重。

分析 ↑正常足 ↑外翻足 正常足 : 正常足的足壓的分佈顯現出一個類似漂亮問號的 形狀，壓力分散均勻，會從前掌姆趾內側往外延伸往下， 朝腳的外側連接至後足跟處。 圖(一) 外翻足: 壓力較集中在內足弓的位置，除了無腳弓的形狀， 內側會有像魚肚突出的樣子，韌帶鬆弛、跟骨嚴重外翻 也較易有此種足壓圖。圖(二)

分析 內翻足: 整個壓力較集中在外側部份，此種足壓除了內 翻足，O型腿的客戶也會有此足壓，前掌姆趾處無施力 承重。 ↑內翻足 ↑拇指外翻 內翻足: 整個壓力較集中在外側部份，此種足壓除了內 翻足，O型腿的客戶也會有此足壓，前掌姆趾處無施力 承重。 拇指外翻：蹠趾關節靜態性半脫位，造成大拇趾朝向 外側彎，由於不正常之足部變形，使得有異於人之足 底壓力與不良之後遺症，足跟壓力較一般人較大，腳 趾部份較沒明顯壓力。 

正常步態分析圖

發展歷史 於1958年10月4日轉印式足底壓力量 測設備：早期使用沙子、石膏或紙 印墨汁做觀察；後來利用利用深淺 不同的橡膠方格搭配墨汁壓印以取 得足底壓力。 ←轉印式足底壓力 量測設備及結果

薄膜式足底壓力量測設備 薄膜有兩層結構，其中一層為膠囊層，另 一層為展色層。原理為當薄膜受力時，展 色層會刺破膠囊層，並使色料附著於展色 層上。將其產生顏色的色階，藉由專用的 密度計及壓力轉換器判讀出不同的壓力分 佈值，它所讀取的結果為真測範圍中的平 均值，因而並不能量測出最大值。

←橡膠設備網格設計

現代電學足底壓力量測設備 電容式：電容式壓力感測器（capacitive type pressure transducer），是一種利用電容敏感元件將被測壓力轉換 成與之成一定關係的電量輸出的壓力感測器。 ←電容式壓力感測器

現代商業足壓量測器具 ←感測片採用可裁式彈性設計，可適合各種尺寸的鞋款以及足部鞋具。

簡易型鞋內足壓分析系統 應用: • 篩檢糖尿病或其他神經病變所引起的疾病。 • 觀察不正常的步態現象。 • 調整術後下肢承重的問題。 • 篩檢糖尿病或其他神經病變所引起的疾病。 • 觀察不正常的步態現象。 • 調整術後下肢承重的問題。 • 監測退化性足部病變。 • 評估關節活動度不足引起的高足壓現象。 • 瞭解各種護具介入的立即性效能。 • 進行各種術前以及術後的評估。 • 鑑別可能發生足部潰瘍的區域。 • 區別足部不同功能的區域。

簡易型鞋內足優勢 優勢: • 掌控鞋內足部治療的情形。 • 提升足部矯具使用的功能。 • 降低追蹤以及矯具修改的成本。 • 掌控鞋內足部治療的情形。 • 提升足部矯具使用的功能。 • 降低追蹤以及矯具修改的成本。 • 提升病患轉介滿意度。

足壓量測設備分類 依量測型態的的差異分： 1. 平板式 2. 鞋墊式

分析 1.平板式： 平板式的長度一般為0.35米，寬度為 0.5~2米，板內布置約4,000~16,000科的 感應器(密度約為每平方公分2至4個感 應器)，感應器尺寸約為5*7.6(mm)，板 片式足底壓力量測設備則可用來測試 赤足行走或站立時的腳底壓力分佈情 形。

分析 2.鞋墊式： 足底壓力量測設備厚度約為1~2.6(mm) 厚，可被置入鞋子內，借由延長電纜 或無線設備，來測試行進間鞋具或足 部矯具對腳的效益。

分析 平板式&鞋墊式之比較： 平板式 鞋墊式 精準度 辨識率較高比較精確 鞋內高溫潮濕環境影響 力作用方向與感測器位置關係   平板式 鞋墊式 精準度 辨識率較高比較精確 鞋內高溫潮濕環境影響 力作用方向與感測器位置關係 壓力感測器和支持面平行排列可測得真正之垂直壓力 足底並非平面可能無法得到真正足底壓力 其他影響 特意踩板影響走路自然度 避免為對準目標產生的不自然步態，可得連續步態

分析 ↑ 板片式 ↑ 鞋墊式

分析 現代電學足壓量測設備功能 1.可做2D或3D的動態或靜態顯示。 2.最大足壓：顯示出整個或部份步態週 期的最大值。 3.平均足壓：顯示出整個或部份步態週 期的平均值。

分析 現代電學足壓量測設備功能 4.步態行進路徑：顯示每一步期間的壓力中 心路徑。 5.身體壓力中心行進路徑：顯示行進時整個 身體的壓力中心路徑。 6.行進壓力中心線：可同時顯示二隻腳行進 時身體的壓力中心路徑。

分析 ↑ 以3D形式呈現 壓力分佈範圍 ↑ 以不同顏色 表示不同壓力

足壓鞋墊 製作矯正鞋墊步驟為: 1.   改善長短腳  2.  調整雙腳跟骨外翻   3.   完成製作專業級鞋墊—改善拇指外翻

左腳 藍、紅兩線的夾角明顯變小 : 代表足踝向內傾的 角度減小(10°→0°)   

右腳       藍、紅兩線的夾角明顯變小 : 代表足踝向內傾 的角度減小(15°→0°)

蹠趾角度(拇指外翻角度)---蹠骨和近端趾骨縱軸之間的夾角,正常人-- 8 °~12°) 蹠趾角度(拇指外翻角度)---蹠骨和近端趾骨縱軸之間的夾角,正常人-- 8 °~12°) 右腳    藍、紅兩線的夾角明顯變小 : 代表拇指外翻角度減小(25°→15°)    使用前                        使用後

分析 左腳    藍、紅兩線的夾角明顯變小 : 代表拇指外翻角度減小 (30°→20°)      ↓使用前                                 ↓ 使用後

分析 下面兩張圖片 , 分別是未穿前 及 穿上鞋墊後 , 從後方 觀察左腳 下面兩張圖片 ,  分別是未穿前 及 穿上鞋墊後 , 從後方 觀察左腳     藍、紅兩線的夾角明顯變小 : 代表足踝向內傾的角度 減小15°→5°)      ↓使用前                         ↓使用後

分析 右腳    藍、紅兩線的夾角明顯變小 : 代表足踝 向內傾的角度減小(10°→<5°)    ↓使用前                           ↓使用後

分析 右側足弓改善    ↓使用前                           ↓使用後   

分析 左側足弓改善    ↓使用前                         ↓使用後

設計原理

足部肌肉圖

足底測量方法 : 1.足印法：使用足印測量器（圖一），盒內置 轉印紙，受測者光足，一足踩於內面塗上墨汁 之橡膠墊上，另一足踩於側面之長方形板上使 兩足等高等重量(圖二)，離開後取出盒內轉印 紙之足印（圖三），如此擷取受測者靜態左、 右足足印。

2. Ustudio 光學法：運用光學原理掃描足底 擷取靜態足底影像（圖四），以 Mingscan 電腦 軟體系統，描繪足底影像深色部位周邊，框取 運動生物力學研究彙刊（一） 253 範圍，利用高速電腦可正確量測到接地面積之 足 長 、 足寬的數據 （圖五）。

（二）足弓參數（AI）計算方法 足印法與光學 法均根據 Cavanagh（1987) 之足弓參數公式計算， 以電腦 Sigmascan 及 Mingscan 分析系統處理。 方法為描繪足印或 足底影像的整個腳掌邊緣， 在足印之第二趾、 蹠骨間趾骨端中間點至最突 出之足跟點劃上 一垂直線，算出腳掌的面積(A ＋B＋C)及足弓 面積 B，即 AI＝B 除以(A＋B＋C) （圖六）。

（三）資料處理：本研究測量變數間之關連性 以 皮爾遜積差相關係數法做分析。統計第一類 型錯 誤機率定為 α＝ （三）資料處理：本研究測量變數間之關連性 以 皮爾遜積差相關係數法做分析。統計第一類 型錯 誤機率定為 α＝.05 為顯著水準，所有數 值以平均 數±標準誤表示。 本研究兩種測量足弓高度的工具， 為足印 法足印測量器擷取受測者足印與運用 U- studio 光學法足底掃描蒐集足底影像，同 樣以電腦 處理 Cavanagh 足弓參數計算公式， 結果足印法與 光學法之間達正相關，故 U-studio 光學法應該可以 作為從事大量且初 步評估足弓發展的測量參考方 法。 足印法是一種較不需要昂貴設備的方式，但 每次均需塗抹油墨和單足擷取足印，完成後再 掃 描足印建立檔案，較費時費力。光學法每次 擷取 雙足直接建立在電腦上，快速且成本低。

結論 現在醫療科技發達，並發明了各式各 樣的腳底疾病感測器，我們做了詳細 的研究。 足部的基本功能認識後，對於鞋子內 部鞋墊我們必須慎選。

結論 從足壓量測我們可以觀察這個人的是 否含有疾病。足壓量測是項不錯的設 計，可以讓人體有個預警以儘早治療 疾病。 足壓量測設備可區分很多種類，其中 以光學式足壓量測系統為主。

結論 過高的足壓將對足部產生傷害。「預 防重於治療」是一個重要且必要的課 題。 雖然本組報告不是很齊全，但過程中 我們學習到了很多有關醫學工程的知 識

Thank you 感謝聆聽

參考文獻 http://ir.lib.ntut.edu.tw/wSite/PDFReader?xmlId=47548&fileName=1383795063127&format=pdf &ctNode=447   http://thesis.lib.cycu.edu.tw/ETD-db/ETD-search-c/view_etd?URN=etd-1011107-174114 https://www.google.com.tw/search?hl=zh- TW&biw=1042&bih=711&site=imghp&tbm=isch&sa=1&q=%E8%B6%B3%E5%A3%93%E9%87 %8F%E6%B8%AC&oq=%E8%B6%B3%E5%A3%93&gs_l=img.3.0.0j0i24l4.95266.95873.0.973 19.6.6.0.0.0.0.66.267.6.6.0....0...1c.1j4.64.img..2.4.164.Q6Ju55aJPj8#imgrc=_ https://www.google.com.tw/search?q=%E8%B6%B3%E5%A3%93%E7%B3%BB%E7%B5%B1 %E6%B5%81%E7%A8%8B%E5%9C%96&biw=1042&bih=711&source=lnms&sa=X&ei=q2FhVc mJLtLj8AXq9IKQCA&sqi=2&pjf=1&ved=0CAoQ_AUoAA&dpr=1.25 http://www.memstec.com.tw/product.php?pid=296