一种用于计算下肢异常力线的矫正区域和强度的计算方法

技术领域

本发明涉及踝足矫正技术领域，尤其涉及一种用于计算下肢异常力线的矫正区域和强度的计算方法。

背景技术

足部是人体运动系统的重要组成部分，但在许多肌肉发育异常或运动功能落后的少年儿童，以及缺乏锻炼或锻炼强度过高、不良体态等常见因素的影响下，成年人的足部结构异常也越来越频发，比如后天性扁平足，足外翻等。

足部结构异常会导致足部受力不均，压力集中到足部某一区域产生疼痛现象甚至导致足结构产生变化，例如扁平足就是一种常见足部结构异常，往往需要采用矫正装置进行矫正。

经检索，申请号CN115444649A的中国专利，公开了足部矫正件的制造方法和足部矫正件，其公开了通过获取用户足部数据信息，以此制造矫正模型的方法。

申请号CN101505691B的中国专利，公开了足部畸形矫正支具，其提及了现有矫正装置具有不确定组件难以持续矫正的问题，并提出改造和设计矫正装置来解决上述问题。

然而，在现有矫正方式中，都是获取足部数据之后，通过经验性的评估来选择矫正方案的设计，误差较大，矫正方案的设计流程难以标准科学化，尤其针对矫正装置的使用过程，因为矫正过程周期长，且矫正情况在逐步改善，频繁的更换或者设计新的矫正装置显然过于麻烦，如何科学的确定矫正区域和力学强度，并且对矫正装置进行改造范围和厚度个性化选择，来使矫正装置贴合单个用户的真实情况，保证矫正装置可以持续有效，是需要面临的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的用于计算下肢异常力线的矫正区域和强度的计算方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于计算下肢异常力线的矫正区域和强度的计算方法，并将此方法的结果融合设计到矫正鞋、鞋垫或者支具上面，包括以下步骤：

S1：将足部平稳放置在中立位，根据人体踝足部的结构和改造需求对人体进行测量，获得相应参数数据；

S2：根据上述获得的参数数据和改造需求，提取相应的改造计算参数，获得矫正预计数据；

S3：将上述获得的数据分别导入相应的计算模板中，将获得的参数，按预设进行矫正角度计算，获得结果，并建立参照线；

S4：根据获得的计算结果进行人工评估，结合材料的弹性强度和硬度(考虑弹性模量和预应力改变)，微调并确定最终参数，在矫正装置的对应位置进行相应调整，完成改造。

进一步地，步骤S1的具体流程为：

S101：固定人体姿态，根据人体身高比例，调整足部位置，记录最佳位置、最差感受位置和习惯动作感受位置；

S102：根据不同的位置，确定需要进行足踝矫正的参数模板；

S103：根据参数模板，测量获得改造参数测量数据。

进一步地，步骤S1中，改造参数测量数据包括：足宽数据、踝距离地面的高度数值；

测量数据的方式为：由人工进行测量获得数据或者通过任一能够进行准确测量的装置进行测量获得数据。

进一步地，步骤S2的具体流程为：

S201：建立函数计算模板，将上述获得的测量参数信息，通过计算模板计算相应的长度和角度数据；

S202：根据获得的长度、角度结果，进行矫正角度计算，获得对应的最佳的矫正预计参数；

S203：将矫正预计参数与被测量的参数进行匹配对比，计算当前参数需要进行更改达到最佳矫正预计的数据，获得矫正结果。

进一步地，在步骤S3中建立参照线具体为：将当前测量数据依次从小腿、脚踝、足跟向下建立标准线，标准线位于足宽的中间线位置，建立可视计算参照线，用于可视判断当前足部数据；

按上述步骤，根据矫正预计参数建立可视矫正预计参照线，用于可视判断最终矫正的足部数据。

进一步地，改造调整的流程具体为：将获得的参照线依次在小腿、脚踝、足跟位置设立标记节点；

在脚底处建立水平参照线，并将两两参照线与水平参照线的交点作为新的标记节点；

通过三角函数计算可视矫正预计参照线与可视计算参照线两两节点之间线段重合所需的调整的位置和角度；

调整参数使可视计算参照线和可视矫正预计参照线重合，记录更改的参数数据，该参数作为矫正改造参数并记录。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：将误差较大的经验性评估的矫正进行了标准化、科学化改进，能够对矫正装置进行合理的贴合的改造，通过三角函数的计算来确定最佳楔形矫正范围和厚度，能够适用如矫正鞋/矫正鞋垫/矫形器等不同矫正装置，使其均能达到最佳的生物力学调整结果，并可以贴合不断的矫正过程，避免改造难度的增加。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明提出的用于计算下肢异常力线的矫正区域和强度的计算方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中的实施示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照图1，用于计算下肢异常力线的矫正区域和强度的计算方法，包括以下步骤：

S1：将足部平稳放置在中立位，根据人体踝足部的结构和改造需求对人体进行测量，获得相应参数数据；

需要说明的是，参数数据包括足宽参数、足长参数、足厚度参数、小腿至足跟处中心线形状参数、足弓参数、足底离地参数。

S2：根据上述获得的参数数据和改造需求，提取相应的改造计算参数，获得矫正预计数据；

需要说明的是，改造需求包括完全矫正、改善疼痛等不同的矫正需求程度，矫正预计数据则将上述参数数据的一项或者多项与需求状态的标准参数进行比对，匹配相同数据，并不同的标准数据作为矫正预计数据。

S3：将上述获得的数据分别导入相应的计算模板中，将获得的参数，按预设进行矫正角度计算，获得结果，并建立参照线；

需要说明的是，计算模板包括参数分类如足宽数据，并且包括参数分类的计算模板，通过在相应的参数分类下导入相应参数，通过计算模板快速获得结果数据。

S4：根据获得的计算结果进行人工评估，结合材料的弹性强度和硬度(考虑弹性模量和预应力改变)，微调并确定最终参数，在矫正装置的对应位置进行相应调整，完成改造。

需要说明的是，选择的材料强度和弹性不同会影响矫正力量的施加，由人工进行二次细微评估。

需要说明的是，人工评估用于进行细微调整，来满足改造需求的差异定义，如某一细微部位疼痛，则选择性调整，不影响其它部位。

另外需要说明的是，改造装置包括矫正鞋、矫正鞋垫和矫形器。

在本申请的具体实施例中，步骤S1的具体流程为：

S101：固定人体姿态，根据人体身高比例，调整足部位置，记录最佳位置、最差感受位置和习惯动作感受位置；

S102：根据不同的位置，确定需要进行足踝矫正的参数模板；

S103：根据参数模板，测量获得改造参数测量数据。

在本申请的具体实施例中，步骤S1中，改造参数测量数据包括：足宽数据、踝距离地面的高度数值；

测量数据的方式为：由人工进行测量获得数据或者通过任一能够进行准确测量的装置进行测量获得数据。

实施例二

参照图1-2，在实施例一的基础上，步骤S2的具体流程为：

S201：建立函数计算模板，将上述获得的测量参数信息，通过计算模板计算相应的长度和角度数据；

S202：根据获得的长度、角度结果，进行矫正角度计算，获得对应的最佳的矫正预计参数；

S203：将矫正预计参数与被测量的参数进行匹配对比，计算当前参数需要进行更改达到最佳矫正预计的数据，获得矫正结果。

作为优选的实施例，在步骤S3中建立参照线具体为：将当前测量数据依次从小腿、脚踝、足跟向下建立标准线，标准线位于足宽的中间线位置，建立可视计算参照线，用于可视判断当前足部数据；

按上述步骤，根据矫正预计参数建立可视矫正预计参照线，用于可视判断最终矫正的足部数据。

优选的，改造调整的流程具体为：将获得的参照线依次在小腿、脚踝、足跟位置设立标记节点；

在脚底处建立水平参照线，并将两两参照线与水平参照线的交点作为新的标记节点；

通过三角函数计算可视矫正预计参照线与可视计算参照线两两节点之间线段重合所需的调整的位置和角度；

调整参数使可视计算参照线和可视矫正预计参照线重合，记录更改的参数数据，该参数作为矫正改造参数并记录。

为了更好的理解本申请的技术方案，以下结合具体实施进一步说明。

如图2所示，具体如下：

将足部平稳放置在平面上；

测量足宽数据、踝距离地面的高度数值；

从足跟处建立虚拟平面，并依次从小腿、脚踝、足跟向下建立标准线，该标准线具体为小腿、脚踝、足跟的实际参照线；

以实际参照线最上方的起点处，依次以标准参数，再次建立小腿、脚踝、足跟相连的标准线，该标准线为矫正预计参照线；

以交底处为平面交点，支撑平面作为水平，画出水平参照线，并延长矫正预计参照线和实际参照线使三者相交；

根据三角函数计算，获取实际参照线与矫正预计参照线重合所需的角度、长度以及曲线；

按照上述步骤，分别将足跟替换为前脚掌获得用于前脚掌矫正的角度、长度以及曲线数据；

根据获得的角度、长度以及曲线数据改造矫正鞋/矫正鞋垫/矫形器的形状，改造底部改造的区域范围和厚度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。