国内主流足底压力仪器的介绍
一、引言
人体的足是有26块骨,33个关节和126跟韧带、肌肉和神经如同网状一样分层构成的一个复杂结构。基本功能主要是支撑人体体重、缓冲、吸收冲击力,产生向前的推力以及帮助调节、维持人体的平衡。而鸿泰盛足底压力测试仪正是根据足底压力与分布来反映人体腿、足结构、功能及整个身体姿势控制等信息,当人体在静止站立或者动态行走时,在自身重力的作用下,足底在垂直方向上受到一个底面的反作用力,这个力就是足底压力。人体的足相对于整个身体来讲是相当小的一个部分,但是人体的每一步行走,足底所受到到的压力是巨大的,这种动态的压力大概超过人体体重重力的50%。当人体处于运动跑跳过程中,足底压力甚至达到人体自身体重重力的3~5倍。就人们日常生活而言,平均每人每天大概有3~4个小时在依靠其双脚行走6000至10000步。这就意味着一个人的足底每天都要累计承受几百吨的压力,这是一个令人吃惊的数字。由于人体是一个智能的平衡个体,因此当足底压力发生改变时,人体足部结构、功能障碍以及人体运动状态、运动竞技能力都会发生变化。反之,当身体出现疲劳性疼痛、姿势异常、骨骼易位,也都会影响足底压力和压强分布。所以通过对人体在静止或动态过程中的足底压力和压强分布的研究,可解释步态的运动性特征和动力性特征,为预防损伤、查找病灶、肢体评定提供数据支撑。
二、足底压力测量技术的发展
鸿泰盛足底压力测试仪当中所运用的足底压力测量技术是通过压力测量仪器对人体在静止或者动态过程中足底压力的力学、几何学以及时间参数值进行测定,对不同状态下的足底压力参数进行测试研究,揭示不同的足底压力分布特征和模式,通过正常组与病理足的足底压力参数的对比研究,测试病足成因、病程衍变以及功能评定。
根据足底压力测定的发展过程及使用技术,可将其分为脚印法、光学足底扫描仪、传感器式压力平板及鞋垫。脚印法是在足部沾水在干燥平面行走留有印记,或者在足底涂抹墨水,在白纸上留下脚印的方式。这种方式只能评价二维图像,具有很多局限性。后来又发展出人足在石膏、泥、沙、橡胶等易变形物质上留下的足印或痕迹的方式进行检测。这种方式可以呈现大致的足部三维形态,但是缺少足部数据上的呈现。光学足底扫描仪是在一块玻璃的两端安置光源,玻璃上放置橡胶等弹性垫,当脚踩在弹性垫后,由于光在玻璃内全面反射,受压的弹性垫即可在玻璃下产生一清晰的足印像,影响的光强度正比于压力。脚印法与光学扫描仪都是定性测试,足底手里的大小只能根据图像的变化做大致的判定。传感器式压力平板及鞋垫则是在换能器、传感器基础上发展起来的测试系统。此种仪器可以测试足底压力值,并转换为图像,通过图像颜色深浅可直观评价受力情况,还可根据单位传感器的反馈数值准确查看某部位的压力值。而且通过计算机技术的发展,此类设备还增加了动态足底压力的追踪检测,可通过计算机复合计算身体重心,描绘移动轨迹,计算步行时间,步行角度,以及压力曲线变化等参数,其检测数据及图表具有良好的应用和参考价值。
三、足底压力的测试应用
测试足底压力分布有助于临床医疗诊断、效果评估、人工关节设计、假肢设计和体育训练等。正常人的足底压力分布有大概的规律及模式,足部畸形和功能异常将破坏足底压力的正常分布。这种异常长时间的存在,足部的骨骼与组织将逐步适应这种异常力量并分布传达,使患者能够得到接近于正常的活动。当然这是要付出代价的,如关节的退变,骨骼的变形,软组织的萎缩,韧带的松弛。导致足的疼痛,畸形,无法行走。鸿泰盛足底压力测试仪可以方便地指导各类功能鞋及运动鞋的设计。研究人员目前将其应用于畸形足、各类型足病及糖尿病足溃疡的早期预防和诊断;骨科和矫形外科对关节疾患程度和手术后效果的量化评定;医学中指导患者术后的行走训练和设计智能化假肢等领域。因此全面了解足底压力变化对正常足生物力学及功能的了解、临床医学诊断、病情程度测定、术后效果评价、研究及各类型矫形鞋、运动鞋的设计均有重要意义。
四、足底压力测试仪器分类
足底压力测试仪可按照不同方式分类。
1、按照长度分类
这里长度多指的是检测区域的长度,并非仪器外形长度。目前足底压力按照长度分类多数以半米长为基础,且以半米为增量,逐渐衍生升级出“半米板”、“一米板”、“一米五板”等,甚至超过三米。
在不同长度等级的基础上,又衍生出其他主流或非主流尺寸的足底压力平板。比如“半米板”中大多检测区域规格以400×400mm为主,也有400×300mm、480×480mm、600×500mm等。在超过半米的足底压力平板中,大多数以长度增加,宽度不变常见,一般足底压力的检测宽度不会超过50cm。
2、 按照组成方式分类
按照组成方式主要分为两类,一类是一体化单块压力板,每块的尺寸不同。另一类是模块化压力板,可以单独使用,也能以拼接的方式组成加长、加快的足底压力测试区。这种模块化的压力板在包装运输的时候优势比较明显,而且出现售后故障后,维修成本要比整块的小很多。
3、按照材质分类
目前足底压力测试仪主要组成材质分两种。一种是常见的硬体足底压力板,这种硬体式足底压力板多以金属板或金属外壳维持基本形态,加以数量不同的压力传感器,配合信号采集主板,外部加装塑料外壳,压力传感器表面敷上不同材质的柔性外膜。一种就是以柔性材质为主的压力垫,这种压力垫不仅可以用于足底压力测量,还可以用于检测不平整接触面间的压力数据,比较有代表性的就是鞋垫式足底压力,还有坐垫、床垫压力分布测量系统等。
4、按照检测功能分类
在足底压力测量设备中,主要功能包括静态站立的足底压力测量,动态行走的足底压力测量,以及单腿站立时的重心测量。在目前已有的测试设备中,大尺寸、长板的足底压力测试设备基本全部具备以上功能,但是在“半米板”产品中,由于开发深度不同,功能会有部分缺失。某些产品只具有静态测试功能,某些产品只具有静态、动态测试功能等。
五、“半米”足底压力平板品牌介绍
虽然“半米”足底压力平板在不同品牌之间功能有些许差异,但是由于其低廉的价格,充分占据了市场主要份额。下面就普及“半米”足底压力平板品牌进行简单罗列,以方便读者进行甄选。
1、比利时RSscan公司的Footscan
2、德国Zebris
3、德国Novel
4、德国Medilogic
5、德国GeBioM
6、德国Currex
7、意大利SensorMedica
8、意大利BTS(上图为早期产品,下图为新产品,是不是感觉跟SensorMedica很像)
9、意大利Loran
10、美国Tekscan
11、韩国alFOOTs
12、韩国Techstorm
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六、韩国alFOOTs公司生产的鸿泰盛Gaitview AFA-50介绍
鸿泰盛Gaitview AFA-50是由韩国足部矫形器械公司alFOOTs雅福足公司生产。AFA-50足底压力测试仪是目前国内已知产品中薄足底压力测试平板之一,其传感器厚度只有1.5mm厚,仪器主要测力区只有3mm厚。薄的设计不仅给仪器带来了高的便携性,还大大降低了仪器与地面的高差,使患者在行走测试时,可以不借助辅道的加持,直接平铺在地面进行检测(注:其他足底压力压力检测平板,由于设计较厚,在进行动态行走测试时,只能用辅道板找平仪器与地面的高差,减少测试误差)。AFA-50单位传感器尺寸为0.75cm²,在48cm×48cm的区域内,分布2304颗压力传感器,传感器使用寿命达到100万次。
鸿泰盛Gaitview AFA-50集静态站立足底压力测试、动态行走足底压力测试和单腿站立睁眼/闭眼稳定性测试于一身,并且在每个测试项目中可分为若干测试选项,可打印1张综合数据报告,3张主报告和多张二级分项子报告,达到大限度的丰富测试内容和专项测试。可以对同一检测患者,进行前后监测数据对比,对于评价施术方案、矫形运动、运动效果有直观图形与数据指导。并且仪器内置了十余种平衡训练项目以及三种平衡趣味游戏,增加了平衡训练的功能。
鸿泰盛Gaitview AFA-50是目前国内进口品牌中,CFDA医疗器械注册的足底压力检测产品,更加方便于临床医疗引进,并进行门诊检测收费,是医疗、体育行业中检测功能齐全的足底压力产品之一。