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足底压力板的核心原理是什么

足底压力板是一种用来评估足底承受力分布和步态情况的生物力学测试工具,其原理是基于压力传感器和动态数据采集系统的配合使用。

足底压力板的作用是把足底和地面之间的力转化为电信号,经过算法之后成为压力分布图,步态参数和有关的力学参数。

足底压力板由嵌入其中的高敏感的压力传感单元(例如电阻式,电容式,或者压电式的传感器),当这些传感点被规则阵列形式分布于检测平面上。

当足底接触到压力板的时候,足底不同的部分(例如足跟,跖骨头,足弓与前足等)的载荷作用于传感器,传感器根据受力大小产生相应的物理信号变化,例如阻值、压电电荷或电容的变化。然后将信号转换成数字数据经集成电路传送到数据处理系统。

足底压力板
足底压力分布系统

静态的时候压力板可以测出足底承重中心,足弓受力区的占比和双足对称性;

动态步态检测的压力板的工作频率(一般为50hz-500hz)能够捕捉到行走,跑动,站立足底压力随时间的变化。

对系统进行了时间序列分析,得到步长,步频,着地顺序,推进力方向和支撑相时长。压力分布图一般用伪彩色图表示,高压区和低压区可以明显地区分开来,这样临床或者运动分析就方便了。

优点: 非侵入性检测,高敏感力学的响应,实时捕获动态步态过程等。通过足底接触面积,峰值压力和踝-膝-髋力线传导路径的定量,可协助评判扁平足,高弓足和糖尿病足,内外翻异常,运动损伤风险和步态不平衡。

另外压力板数据可以应用于个性化鞋垫设计,术后康复评估和运动训练优化等。

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