生物力线判断指标及判断依据

技术领域

本发明属于运动生物力学领域，具体涉及一种生物力线判断指标及判断依据。

背景技术

我们的身体是一个错综复杂的系统，然后，在知道这个事实的同时，我们可能会忽略或忘记另一个事实：万事万物都是相互关联的，因此，身体中任何一个部分无法正常运作，就会“连累”到其他部分。

肌肉、结缔组织、关节、骨骼、神经和重力相互协作，一起创造了一个在理想状态下能有效运作的精妙系统，这个系统由一系列“可动部件”组成，它就被称为“动力学链”。神经系统控制着受重力影响的肌肉，肌肉帮助活动我们的骨骼和关节，每一个动作都会激活控制相邻肌肉的相邻神经，相邻的肌肉再去活动相邻的骨髓，使相邻的关节能够随着运动。一句话，身体中的每一个小小动作都会在整个动力学链激起涟漪。

生物力线是用来描述动力学链如何运作的术语，健康的生物力线通过正确地支撑动力学链上的所有要素，使我们能够高效活动身体。生物力线异常致使身体“过度补偿”动力学链上的“薄弱环节”，导致身体能量消耗不断增加、肌肉疲劳和疼痛。更严重的是，即使动力学链上的某一链暂时出现问题，也会影响和改变大脑对“如何正确完成某些动作”的记录，这就会引起“坏习惯”的形成，导致生物力学持续异常。

足又称为人体的“第二心脏”，古语云：“足底是反映全身的镜子”、“树枯根先竭、人老脚先衰”、“诸病从寒起、寒从足下生”。故有“养树护眼、养人护脚”之说。

人体的足是由26块骨、33个关节和126根韧带、肌肉和神经如同网状一样分层沟通的一个复杂结果，它的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。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地面的反作用力，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部分，但是人体的每一步行走，足底所受到的压力是巨大的，这种大概超过人体体重的50％，就人们日常生活而言，平均每人每天大概有4个小时在依靠其双脚行走8000至10000步，这就意味着一个人的足底每天都要累积承受几倍吨的压力，这是一个令人吃惊的数字。

据研究表明足形与多种疾病相关，例如软骨磨损、走路蹒跚、脊柱弯曲等，在现代的中国越来越多的人对自己的脚型相关的疾病越来越受重视，脚型和足底压力也会影响生物力学。

当我们的身体在不健康的生物力学下运作，压力和损害会在动力学链的每个环节层层累积，累积起来的压力会给身体带来伤害、疲劳和疼痛。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种生物力线判断指标及判断依据。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种生物力线判断指标，包括：

均：足底压力分布相对合理；足弓正常，无塌陷及压力过高区；

平：机体重心平衡；身体左右、前后无明显差异；

直：生物力线直，足承压合理；

正：足踝结构正常。

本发明还提供一种生物力学判断依据，其中，

(1)均的判断依据包括：拇外翻角<5°；足底高压力区<0；足底中压力区<2；足弓指数＝0.2-0.26；

(2)平的判断依据包括：左右压力差<5％；前后压力差<3％；两腿长度差>5mm；

(3)直的判断依据包括：胫骨扭转角>10°；足跟外翻角<4°；足跟内翻角<0°；膝内翻角度<10°；膝外翻角度<5°；

(4)正的判断依据包括：足外展角<10°；足内收角<0°；前足内翻角<3°；前足外翻角<3°。

本发明还提供一种生物力学判断依据的测定方法，包括均的判断依据的测定方法、平的判断依据的测定方法、直的判断依据的测定方法和正的判断依据的测定方法，其中，

所述均的判断依据的测定方法包括如下步骤：

1.1、摄取足底图像；

1.2、在足底图像上选取分析点：足最前点a、足印跖骨最内点b、前足足印最外侧点c、足印足弓最外点d、足印足弓外侧中点e、足印足跟最内侧点f、足印足跟最后点g和第一趾骨内侧点h；

1.2.1、连线：b点和f点的连线为bf，b点和d点的连线为bd，b点和h点的连线为bh，d点和e点的连线为de，经a、g点做bf的垂直线A线和B线，经c点做bf的平行线C线；

1.2.2、计算拇指外翻角：bh线和bf线的夹角为拇指外翻角，拇指外翻角<5°时为正常足；

1.2.3、计算足弓指数

1.2.3.1、足弓角：bd线与bh线在b点处的夹角；

1.2.3.2、足弓比例：bd/de；

1.2.3.3、内足弓长：bf线的长度；

1.2.3.4、足弓指数正常为0.2-0.26，足弓指数小于0.2为高弓足，足弓指数大于0.26为扁平足；

1.2.4、在足底压力图上，足底高压力区小于0为正常，足底中压力区小于2为正常。

其中，所述平的判断依据的测定方法包括如下步骤：

2.1、摄取足底压力图像；

2.2、采集左足和右足的足底压力，左足和右足压力差<5％时为正常足；左足和右足的前后压力差<3％时为正常足。

其中，所述直的判断依据的测定方法包括如下步骤：

3.1、摄取站立负重后侧位图像；

3.2、在站立负重后侧位图像上取点：胫骨中段中间点a′、胫骨下关节头中间点b′、距离地面20mm处跟骨上段中点c′、距离地面7mm处跟骨下端右足右侧/左足左侧2/3点d′、外踝e′、内踝f′、足跟内侧最低点g′；

3.2.1、连线：a′点和b′点的连线为a′b′，c′点和d′点的连线为c′d′，经g′点做水平线G线；

3.2.2、计算a′b′线和c′d′线的夹角：

3.2.2.1、c′d′线在a′b′线内侧，夹角为负值，记为足跟内翻角度；

3.2.2.2、c′d′线在a′b′线外侧，夹角为正值，记为足跟外翻角度

3.2.2.3、判断：足跟外翻角度0～5°为正常足；足跟外翻角度5～10°为外翻足；足跟外翻角度＞10°为严重外翻足；足跟内翻角度0～-10°为内翻足；足跟内翻角度＜-10°为严重内翻足；

3.3、利用胫骨扭转测量仪检测胫骨扭转角，胫骨扭转角>10°为正常；

3.4、在站立负重后侧位图像上取点：股骨头中心点A，髌骨中心点B、踝关节内外髁中心点C，正常下肢力线是ABC在一条线上；

3.4.1、若膝关节内翻，膝关节点L在ABC连线外侧，检测膝内翻角是以股骨头中心点与踝关节内外髁中心点的连线AC线与AL线形成夹角小于10°为正常，大于10°以上为膝关节内翻；

3.4.2、若膝关节外翻，膝关节点F在ABC连线内侧，检测膝外翻角是以股骨头中心点与踝关节内外髁中心点的连线AC线与AF线形成夹角小于5°为正常，大于5°以上为膝关节外翻。

其中，所述正的判断依据的测定方法包括如下步骤：

4.1、足在水平面上做外展和内收运动，足在中立位基础上，足外展角<10°为正常，足内收角<0°为正常；

4.2、足在额状面上做外翻和内翻运动，足在标准受力基础上，在距下关节力线上用关节评定尺测量，前足内翻角<3°为正常，前足外翻角<3°为正常。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明提供的生物力线判断指标可以用于判断人的生物力线是否正常，为人体健康的判断提供辅助数据。

附图说明

图1为本发明中足底图像的示意图；

图2为本发明中站立负重后侧位图像的示意图；

图3为本发明中足跟外翻角度0～5°为正常足时的示意图；

图4为本发明中足跟外翻角度5～10°为外翻足时的示意图；

图5为本发明中足跟外翻角度＞10°为严重外翻足时的示意图；

图6为本发明中足跟内翻角度0～-10°为内翻足时的示意图；

图7为本发明中足跟内翻角度＜-10°为严重内翻足时的示意图；

图8为本发明中足底压力图；

图9为本发明中下肢力线图；

图10为本发明中足状态图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供了一种生物力线判断指标，包括：

均：足底压力分布相对合理；足弓正常，无塌陷及压力过高区；

平：机体重心平衡；身体左右、前后无明显差异；

直：生物力线直，足承压合理；

正：足踝结构正常。

本发明还提供一种生物力学判断依据，其中，

1、均的判断依据包括：拇外翻角<5°；足底高压力区<0；足底中压力区<2；足弓指数＝0.2-0.26；

所述均的判断依据的测定方法包括如下步骤：

1.1、摄取足底图像；

1.2、在足底图像上选取分析点：足最前点a、足印跖骨最内点b、前足足印最外侧点c、足印足弓最外点d、足印足弓外侧中点e、足印足跟最内侧点f、足印足跟最后点g和第一趾骨内侧点h；

1.2.1、连线：b点和f点的连线为bf，b点和d点的连线为bd，b点和h点的连线为bh，d点和e点的连线为de，经a、g点做bf的垂直线A线和B线，经c点做bf的平行线C线；

1.2.2、计算拇指外翻角：bh线和bf线的夹角为拇指外翻角，拇指外翻角<5°时为正常足；

1.2.3、计算足弓指数

1.2.3.1、足弓角：bd线与bh线在b点处的夹角；

1.2.3.2、足弓比例：bd/de；

1.2.3.3、内足弓长：bf线的长度；

1.2.3.4、足弓指数：正常足弓指数为0.2-0.26；小于0.2为高弓足，大于0.26为扁平足；可参考中国发明专利CN2017107013256中足弓指数的计算方法；

1.2.4、确定足底高压力区<0：如图8所示的足底压力图，足底压力高压力区域越大，塌陷越严重，足底高压力区域<0为正常，足底中压力区<2为正常。根据上述判断指标和判断依据，若判断出“均”的数据不正常，会出现下述病理影响：

(步态协调性、运动耐力、脊柱及骨关节、足部)造成局部压力过大，易长茧、鸡眼，糖尿病人易发生溃疡，可造成旋前或旋后，影响到踝、膝、腰背等。

会出现下述常见症状：拇外翻、拇囊炎、扁平足、高弓足、胼胝、鸡眼、前足痛、跖骨痛、籽骨炎、足底筋膜炎、小趾内翻、爪状趾、锤状趾、槌状趾等。

2、平的判断依据包括：左右压力差<5％；前后压力差<3％；两腿长度差>5mm；

所述平的判断依据的测定方法包括如下步骤：

2.1、摄取足底压力图像；

2.2、采集左足和右足的足底压力，左足和右足压力差<5％时为正常足；左足和右足的前后压力差<3％时为正常足。

根据上述判断指标和判断依据，若判断出“平”的数据不正常，会出现下述病理影响：

对机体影响较大，可影响到膝、髋骨、腰背、甚至内脏等，造成脊柱侧弯。

会出现下述常见症状：两腿不等长(长短腿)、功能性长短腿、脊柱侧弯、背痛、腰痛、膝痛、内账器官不适。

针对上述症状，提出三级防护建议：

a.1、一级(代偿期)

a.1.1、每年进行1次足健康检查；

a.1.2、穿减压减震鞋；

a.1.3、配定制鞋垫；

a.1.4、配足弓垫。

a.2、二级(损伤期)

a.2.1、每半年进行1次足健康检查；

a.2.2、穿减压减震鞋；

a.2.3、配足弓垫；

a.2.4、配定制鞋垫。

a.3、三级(疾病期)

a.3.1、每3月进行1次足健康检查；

a.3.2、穿减压减震鞋；

a.3.3、配足弓垫；

a.3.4、配定制鞋垫；

a.3.5、配定制鞋；

a.3.6、必要时进行手术处理。

3、直的判断依据包括：胫骨扭转角>10°；足跟外翻角<4°；足跟内翻角<0°；膝内翻角度<10°；膝外翻角度<5°；

所述直的判断依据的测定方法包括如下步骤：

3.1、摄取站立负重后侧位图像；

3.2、在站立负重后侧位图像上取点：胫骨中段中间点a′、胫骨下关节头中间点b′、距离地面20mm处跟骨上段中点c′、距离地面7mm处跟骨下端右足右侧/左足左侧2/3点d′、外踝e′、内踝f′、足跟内侧最低点g′；

3.2.1、连线：a′点和b′点的连线为a′b′，c′点和d′点的连线为c′d′，经g′点做水平线G线；

3.2.2、计算a′b′线和c′d′线的夹角：

3.2.2.1、c′d′线在a′b′线内侧，夹角为负值，记为足跟内翻角度；

3.2.2.2、c′d′线在a′b′线外侧，夹角为正值，记为足跟外翻角度

3.2.2.3、判断：足跟外翻角度0～5°为正常足；足跟外翻角度5～10°为外翻足；足跟外翻角度＞10°为严重外翻足；足跟内翻角度0～-10°为内翻足；足跟内翻角度＜-10°为严重内翻足。

3.3、胫骨扭转角是用“胫骨扭转测量仪”检测的，胫骨内旋、外旋＞10°为不正常。

3.4、如图9所示的下肢力线图，正常下肢力线是ABC在一条线上；

3.4.1、若膝关节内翻，膝关节点L在ABC连线外侧，检测膝内翻角是以股骨头中心点与踝关节内外髁中心点的连线，(AC线与AL线形成夹角小于10°为正常，大于10°以上为膝关节内翻)。

3.4.2、若膝关节外翻，膝关节点F在ABC连线内侧，检测膝外翻角是以股骨头中心点与踝关节内外髁中心点的连线(AC线)，(AC线与AF线形成夹角小于5°为正常，大于5°以上为膝关节外翻)。

根据上述判断指标和判断依据，若判断出“直”的数据不正常，会出现下述病理影响：

可影响到膝、髋骨、腰背、甚至内脏等。

会出现下述常见症状：旋前足、旋后足、足跟内翻、足跟外翻、拇外翻、拇囊炎、踝扭伤、背痛、腰痛、膝痛、内账器官不适。

针对上述症状，提出三级防护建议：

b.1、一级(代偿期)

b.1.1、每年进行1次足健康检查；

b.1.2、穿减压减震鞋；

b.1.3、配足弓垫。

b.2、二级(损伤期)

b.2.1、每半年进行1次足健康检查；

b.2.2、穿减压减震鞋；

b.2.3、配足弓垫；

b.2.4、配定制鞋垫。

b.3、三级(疾病期)

b.3.1、每3月进行1次足健康检查；

b.3.2、穿减压减震鞋；

b.3.3、配足弓垫；

b.3.4、配定制鞋垫；

b.3.5、配定制鞋；

b.3.6、必要时进行手术处理。

4、正的判断依据包括：足外展角<10°；足内收角<0°；前足内翻角<3°；前足外翻角<3°；

所述正的判断依据的测定方法包括如下步骤：

4.1、足在水平面上做外展和内收运动，足在中立位基础上，测量足外展/内收角(足面中线与冠状面的夹角)，足外展角<10°为正常，足内收角<0°为正常；

4.2、足在额状面上做外翻和内翻运动，足在标准受力基础上，在距下关节力线上用关节评定尺测量前足内/外翻角(前足足底面与矢状面的夹角)，前足内翻角<3°为正常，前足外翻角<3°为正常。

如图10所示的足状态图，足在额状面(冠状面)上可以做外翻内翻，但不超出3°。也就是说：足在标准受力基础上可以向外翻3°、向内翻3°，(<3°)为正常，在距下关节力线上用“关节评定尺”测量。

根据上述判断指标和判断依据，若判断出“正”的数据不正常，会出现下述病理影响：

造成局部压力过大，易长茧、鸡眼，糖尿病人易发生溃疡，以引起走路姿态不稳等。

会出现下述常见症状：前足痛、跖骨痛、籽骨炎、拇外翻、拇囊炎、胼胝、鸡眼、背痛、腰痛、膝痛、内账器官不适。

针对上述症状，提出三级防护建议：

c.1、一级(代偿期)

c.1.1、每年进行1次足健康检查；

c.1.2、穿减压减震鞋；

c.1.3、配足弓垫。

c.2、二级(损伤期)

c.2.1、每半年进行1次足健康检查；

c.2.2、穿减压减震鞋；

c.2.3、配足弓垫；

c.2.4、配定制鞋垫。

c.3、三级(疾病期)

c.3.1、每3月进行1次足健康检查；

c.3.2、穿减压减震鞋；

c.3.3、配足弓垫；

c.3.4、配定制鞋垫；

c.3.5、配定制鞋；

c.3.6、必要时进行手术处理。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。