非竞技马拉松女性跑者与普通人群足型分类及差异对比

通过收集205位女性非竞技马拉松跑者和195位普通女性的足型数据,完成了两类女性人群的足型分类,并比较分析其足型差异。借助三维扫描仪获取包括长度、宽度、高度、围长、角度在内的23项足型数据,利用主成分分析降维,采用K-means聚类算法将普通女性人群足型分为短尖足、长宽足、短矮足,将非竞技马拉松女性跑者足型分为宽厚足、短窄足、窄平足,以探究非竞技马拉松女性跑者的足型规律;通过独立样本T检验分析,发现两类人群的足型在趾跖宽度、围长方面存在显著差异,非竞技马拉松女性跑者这两项指标的数值均大于普通女性人群。研究结论可以扩展非竞技马拉松女性跑者的足型数据库,并且为设计研制非竞技马拉松跑者的鞋楦提供一定的数据参考。

功能鞋垫的设计应用研究进展

功能鞋垫具有特定的矫正、治疗以及预防损伤的作用,一般分为预制鞋垫和定制鞋垫。目前,市面上用于制作功能鞋垫的材料有乙烯―醋酸乙烯共聚物(EVA)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、乳胶、皮革、软木以及碳纤维等。材料、结构、制作参数,是直接影响功能鞋垫作用效果以及穿着舒适性的因素。尽管功能鞋垫有广泛的应用前景,但目前在国内的普及度仍然较低。大众对功能鞋垫的认识水平与西方发达国家相比,还存在较大差距。

基于三维扫描的男大学生脚型参数提取与分类

为了提高鞋子穿着的合体性和舒适性,准确掌握青年男大学生脚型的三维特征,采用三维激光脚型扫描仪对437名青年男大学生进行测试。分别对脚长、跖趾围长、足弓高度等19个原始测量指标进行统计学分析、因子分析,并采用K-means聚类分析实现脚型细分。结果表明:描述脚型高度维度的指标变异较大,长度维度的变异较小;通过因子分析提取出长度特征因子、宽度特征因子、高度特征因子、其他特征因子4个主成分,并根据因子权重值,提取脚长、跖趾围长、足弓高度3个变量作为脚型分类标准,采用K-means聚类算法将青年男大学生的脚型细分为短瘦低足弓型、长中低足弓型、短瘦高足弓型、长胖低足弓型、短瘦中足弓型、长胖高足弓型、中胖高足弓型7种类型。实验结果可以为制鞋企业生产舒适合体的鞋子提供理论依据。

腓骨中上段骨折对踝关节生物力学影响的临床研究

[目的]探讨有移位的腓骨中上段骨折对踝关节力学的影响,并为有移位的腓骨中上段骨折应进行有效内固定提供理论支持。[方法]选取本院2005年1月-2006年6月收治的有移位的腓骨中上段骨折病人20例,拍摄双侧踝关节标准正位片,测量踝穴宽度、腓骨远端上移之数值,来观测对踝关节稳定性的影响;应用foot-scan足底压力分析仪,检测足底压力中心轨迹,距下关节角度范围,进行健患侧对比。[结果]有移位的腓骨中上段骨折,畸形愈合后,会导致踝穴增宽、外踝上移[(平均值分别为(1.260±0.339)mm;(1.045±0.276)mm],致使踝关节稳定性下降。有移位的腓骨中上段骨折,足底压力分析,足底压力中心轨迹偏移,距下关节角度范围比健足明显增大(P<0.01),即足踝部存在不稳。[结论]有移位的腓骨中上段骨折应解剖复位并进行有效内固定,恢复踝关节稳定性。

三维足型扫描技术在鞋类产品中的应用研究

分析了国内外三维足型扫描系统的研究现状,指出由于非接触性的三维足型扫描技术具有精确、高效及可以获取完整全面的数据的特点,正逐渐取代手工脚型测量的方式。重点介绍了三维足型扫描系统在区域人群足型特征研究、量脚定制鞋产品的大众化、对接脚转楦系统等涉及鞋类产品舒适性改进方面的应用,并针对当前三维足型扫描系统存在仪器成本高、扫描数据处理不够方便,以及鞋楦特征模板与脚部特征模型之间对应关系还未很好建立等问题,提出具体优化建议。

成年男性三维脚型采集及规律分析

采用YETI三维脚型扫描仪对我国成年男性进行了脚型采集，分析研究了成年男性脚长、跖趾围长随年龄变化的规律．结果表明，在脚长上，25周岁以下的脚长均值最大，25～40周岁和40周岁以上的脚长均值接近；在跖趾围长分布上，40周岁以上的人群最大，脚型较肥．同时分析了脚印投影图、足弓高的特点以及在不同年龄段男性中所占的比例，为不同年龄段成年男性的成鞋号型设计提供了理论参考．

阅兵训练对女兵脚型尺寸的影响

尚未有人研究阅兵训练对女兵脚型尺寸的影响。以参训女兵为研究对象,利用非接触三维脚型测量技术对国庆60周年阅兵中的女兵方队分三次进行脚型数据采集,获得了包括脚长、跖趾围长、足弓高等在内的脚型尺寸数据。研究发现,脚长均值随训练略微增加;跖趾围长均值随训练先增加后减小;足弓、前跗骨高度均值随着训练呈现降低的趋势,而训练对外踝下缘高度、后跟突点高度、拇指高度等部位影响不大。

基于标记点图案的三维脚型建模与测量方法

面向个性化制鞋,提出并实现了一种新颖的基于立体视觉原理的三维脚型建模与测量方法.该方法把标记点图案设置在袜子上,通过10台普通摄像机来采集用户穿着这种袜子的脚型图像;然后从脚型图像中提取出标记点并进行匹配,根据立体视觉原理重建出袜子上各个标记点的三维几何位置,并利用三角化处理以及曲面细分等手段获取用户的三维脚型;最后根据制鞋工艺要求测量出制鞋相关的参数.实验结果表明,该方法可瞬间完成无盲区图像的采集,有效地减少了生物体抖动所带来的误差,使误差在±1 mm之内,可应用于个性化制鞋服务.

三维扫描仪在四川儿童足部形态学中的应用研究

通过使用Inf00t三维扫描仪，探究四川地区3～11岁儿童的足部尺寸发育规律。结果表明，脚长，脚宽、第1跖趾长度，第5跖趾长度，跖趾围长、跗背围长，兜跟围长均与年龄成正相关，拇指偏移角度、前后脚掌长度比值与年龄无相关性。

三种负重状态下青年女性的三维脚型数据对比分析

采用Infoot三维扫描仪,对50名左脚脚长在232~237 mm之间的女性在校大学生进行三维脚型扫描。按照不同扫描姿态分为半负重、无负重和全负重,分析26个脚部尺寸在不同负重状态间同一只脚的脚型变化规律以及相同负重状态下左右脚间的脚型差异情况,并为女鞋鞋楦的设计提供参考。研究结果表明：1）不同负重状态下脚型测量的结果不同,并将影响鞋楦长度、宽度、高度以及围度的设计;2）同一负重状态下青年女性的左右脚在跖趾部位的尺寸存在显著性差异。

三种负重状态下青年男性三维脚型数据的研究

脚型测量是制楦的基础,但当脚处于不同状态时,脚部尺寸也存在差异。采用Infoot三维扫描仪,对50名脚长在252-257mm之间的男性在校大学生在半负重、无负重和全负重状态下,进行脚型扫描。运用Delcam软件,对扫描所得的脚部模型的27个关键部位尺寸进行测量,分析同一只脚在不同负重状态下的脚型变化规律以及左、右脚在相同负重状态下的脚型差异情况。研究结果表明：不同负重状态下的脚型尺寸之间具有显著性差异,并将影响鞋楦长度、宽度、高度以及围度的设计;相同负重状态下,青年男性左、右脚尺寸之间,普遍不存在显著性差异。

基于参数化逆向建模的踝足矫形器设计

为了实现踝足矫形器(AFO)快速精准建模,提高矫形器个体化定制效率与患者佩戴舒适性,提出了一种基于参数化逆向建模的AFO设计方法。该方法采用3D扫描技术获取足部与小腿原始点云数据,通过点云数据处理与优化得到基础数字化模型。利用Grasshopper插件提取踝足个性化形状特征型值点,用于重建踝足数字化模型。创建了包括6阶段的AFO参数化逆向建模程序,通过改变参数即可实现AFO的定制设计。最终,通过脑卒中患者定制设计AFO实例验证了所提方法的可行性。

人体足部非接触测量系统的研究

基于制鞋业与鞋楦业加工生产的需要,开发一种用于人体足部测量的激光扫描非接触测量系统,以一定频率同步发射两条激光线,在被测物表面形成一条封闭曲线,并使用3台CCD摄像机从不同角度同时拍摄该曲线与足底图像.经过对像平面和实物之间的空间映射变换及图像处理后,可获得被测物表面的三维曲面信息.采用标准刚体对系统进行测试,测量误差绝对值小于0.8%,表明该系统具有良好的使用前景.

基于3D扫描的女性脚型数据分析

以我国江苏成人女性为抽样母体,样本数量135人,利用3D扫描测量仪将每位受测者在4种跟高状态(0、3、6、9cm)的脚型记录下来,建立不同跟高下的3D脚型模型。对6个脚型特征点及10个脚型尺寸数据进行定义,并对脚型尺寸数据进行测量。在此基础上,利用SPSS软件,对不同跟高状态下的脚型数据变化进行对比分析,得到回归方程式,为不同跟高女鞋设计提供参考。

青年非竞技运动员脚型研究

针对青年非竞技运动员脚型研究较少的问题,文章利用三维人体足部测量技术,对122名18~35岁的女性和84名男性非竞技运动员进行脚型特点对比。采用主成分因子分析,将17项足部指标降维至4个独立和标准化变量,以提取的4个主成分为分类标准进行K-均值聚类,将男性脚型分为跖低足(39.29%)、低长足(25.00%)和跖高足(35.71%),女性脚型分为壮足(30.33%)、细足(36.06%)和高长足(33.61%)。此外,在以足长尺寸将脚型参数标准化后,还观察到脚型存在左右足及性别差异。研究结果可为运动鞋的设计和制作提供数据参考。

基于3D扫描的脚跟高度数据采集和分析

以我国江苏成人人口为抽样母体,按比例抽样男女各135人。利用3D扫描测量仪将每位受测者在四种跟高状态(0 cm,3 cm,6 cm,9 cm)的脚型记录下来,建立不同跟高下的3D脚型模型。定义特征点并进行6个脚型特征点的自动辨识,通过这6个特征点定义10个脚型尺寸数据并进行脚型尺寸数据的获取。接着利用SPSS软件对不同跟高状态下的脚型数据变化进行对比分析得到回归方程式。本文可以得到不同跟高下脚型特征以及脚型尺寸数据的变化。

基于激光扫描的足部三维测量仪设计

个性化鞋楦设计是社会发展的必然趋势,足部测量仪的研制成为了一个重要课题。提出了个性化足部扫描测量仪的设计方法,介绍了仪器的测量原理以及标定方法,设计出控制系统、光学系统、移动平台和图像采集模块来实现快速足部扫描。经过自行开发的软件控制系统执行图像提取与数据分析,即可在短时间内重建出所测量的足部轮廓。最后,对足部进行了实际扫描,该过程可在10s之内完成,测量误差小于0.5%。得到了很好的结果,满足工业设计的要求。

基于光切法的三维脚型测量仪原理及系统设计

结合脚型三维轮廓测量仪的研究和设计 ,论述了如何将光切法用于脚型测量以及测量系统的组成 ,提出了采用多台CCDs摄像机从不同角度采样的空间匹配方法。介绍了三维轮廓测量中扫描控制系统的设计 ,从理论上论述了光切面轮廓图像的提取及处理 ,对测量仪中的误差进行了分析和讨论。

足内侧皮肤及浅、深筋膜血管构筑的扫描电镜观察

用ABS丁酮溶液血管铸型方法,研究足内侧皮肤及浅、深筋膜内血管配布规律,并观察了皮纹内微血管的形态学特点。本文对不同皮肤区域内的皮肤乳头层血管网和血管襻具有显著不同特点进行了讨论。并指出,足内侧区皮肤及浅、深筋膜内的5层血管网,是由来自直接皮肤动脉和间接皮肤动脉进入该区的上升支所发出的5级分支形成的。

基于线结构光和足底扫描的足部参数测量研究

针对现有足部轮廓三维重构方法精度低,鲁棒性差,成本昂贵且不符合实际足部生物力学研究要求等问题,设计了一种利用光学测量技术实现无接触式足部参数测量的系统。该系统一方面通过对足底扫描图像处理,构建足底轮廓点云,分割足底压力区域,计算足底相关参数;另一方面利用线结构光技术,重构足面轮廓,将足底轮廓点云与足面轮廓点云在系统规定世界坐标系内融合,形成完整足部轮廓点云,根据定义计算足部围度等足部系列参数。通过搭建相应硬件平台对多组人体足部进行测量,实验结果表明系统能够快速、精确地完成足部三维重构,具有很好的鲁棒性。