TW201325659A - 人體下肢力學行為評估系統與方法 - Google Patents

人體下肢力學行為評估系統與方法 Download PDF

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Abstract

一種人體下肢力學行為評估系統與方法。此方法包括以下步驟：以感測器陣列感測使用者的多個足部壓力訊號，這些足部壓力訊號包括至少一後足部壓力訊號與至少一前足部壓力訊號；根據這些足部壓力訊號，計算使用者的步態循環的時序；根據這些足部壓力訊號與一校正參數，計算使用者的足部反作用力；以及根據步態循環的時序與足部反作用力，計算使用者的下肢關節力學狀態。

Description

人體下肢力學行為評估系統與方法
本發明是有關於一種運動步態的評估技術，且特別是有關於一種人體下肢力學行為評估系統與方法。
由於生活型態與人口老化因素，現代人逐漸重視運動健身概念，因此造就運動休閒與健身器材設備的市場蓬勃興盛，並衍生許多新型態的健身設備。而在所有運動休閒設備中，以跑步機約佔整體運動器材市場的三成，為最為一般民眾所接受，主要原因是其運動型態為簡易規律性的步態運動，且能有效訓練下肢肌力與心肺耐力。
然而，除了AMTI公司生產之簡易型串聯式力板跑步機(Compact Tandem Force-Sensing Treadmill)，或Bertec公司生產之全功能檢測型跑步機(fully instrumented treadmill)等實驗室等級的力學跑步機儀器以外，現有之跑步機大多僅由配備於設備上之簡易電子錶，來提供運動時間、運動距離、機台阻力、機台轉速或消耗功率等基本參數，並沒有針對使用者於運動中肢體或關節所受到之力量與力矩等參數進行分析，也沒有針對肢體運動之步態(gait)進行時域-空間參數(temporal-spatial parameters)進行分析。因此，使用者於一般運動跑步機跑步時，並無法了解運動時自己的肢體所受到的力學資訊，也可能因為缺乏足夠訊息而產生用力過當或姿勢不良等錯誤的運動模式，不但未達到運動健身效果，更可能衍生潛藏性運動傷害。
然而，運動器材設備廠商並非不了解運動力學資訊對使用者的立即重要性，但是若要在運動器材上裝設荷重感測元件(load sensor)、力板(force plate)、應變規(strain gage)、壓力感測元件(pressure sensor)等等量測元件，首先會面臨元件佈設與訊號擷取問題，接著，訊號整合與傳輸也是需要克服的難關，最後整體機台會因為增加這些元件而造成單價過高等問題，相對地影響整個市場的佈局與接受度，甚至僅有少數具備較高研發能力與資本的廠商能投入此領域，因此實用上也不易普及。
本發明實施例提供一種人體下肢力學行為評估系統，其包括輸入模組、感測器陣列、計算模組以及輸出模組。輸入模組用以輸入並紀錄使用者的資料。感測器陣列用以感測使用者的多個足部壓力訊號，且感測器陣列包括至少一第一感測器以及至少一第二感測器，其中第一感測器配置於足具的後足部，而第二感測器配置於足具的前足部。計算模組耦接輸入模組，根據使用者的資料並且反應於使用者的這些足部壓力訊號，計算使用者的步態循環的時序、足部反作用力以及下肢關節力學狀態。輸出模組耦接計算模組，用以輸出或顯示使用者的步態循環的時序、足部反作用力以及下肢關節力學狀態。
本發明另一實施例提供一種人體下肢力學行為評估方法，其包括：以感測器陣列感測使用者的多個足部壓力訊號，這些足部壓力訊號包括至少一後足部壓力訊號與至少一前足部壓力訊號；根據這些足部壓力訊號，計算使用者的步態循環的時序；根據這些足部壓力訊號與一校正參數，計算使用者的足部反作用力；以及根據步態循環的時序與足部反作用力，計算使用者的下肢關節力學狀態。
應瞭解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為例示性及闡釋性的，其並不能限制本發明所欲主張之範圍。
現將詳細參考本發明之幾個示範性實施例，在附圖中說明所述幾個示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/符號代表相同或類似部分。
圖1繪示為本發明一示範性實施例之人體步態運動之固定時域-空間循環特性示意圖。請參閱圖1，經標準化(normalize)的一個循環時間設定為100%。以灰色所示的右腳步態為例，從步態循環百分比的0%開始，右腳跟接觸(right heel contact)地面，一直到右腳趾離開(right toe off)地面，這右腳接觸地面的比例時間為步態循環的60%，定義為站立階段(stance phase)。接著，右腳整個離開地面的比例時間為步態循環的40%，定義為擺盪階段(swing phase)。類似地，左腳步態亦有相同情形。並且每一個正常人的雙腳步態如圖1的繪示，不管是左腳步態或是右腳步態都有一個站立階段以及一個擺盪階段。
另外，人體進行步態運動時，具有一固定時域-空間循環特性，且身體重量對於足底會形成一壓力中心(center of pressure，COP)，因此只要是一般正常步態，此壓力中心將隨著步態時序在足底產生固定的足底壓力中心行經路線201(如圖2A所繪示)。
圖2B繪示為腳掌的前足部與後足部的示意圖。請參閱圖2B。每一個正常的腳掌有五根足趾及腳跟，其中前足部區域203可定義為包含足趾與蹠骨的前半部區域。後足部區域205可定義為包含腳跟在內的後半部區域。類似地，在鞋子、襪子、特殊運動鞋或涵蓋腳底之運動護具的足具上也可對應腳掌的不同位置而分為前足部區域與後足部區域。另外，請再同時參閱圖2A和圖2B。人體進行步態運動時，其中足底壓力中心行經路線201的方向是由後足部區域205往前足部區域203。
圖3A繪示為足底壓力集中區域的分布示意圖。圖3B繪示為足底壓力集中區域相對於解剖學中有關骨骼的位置圖。請同時參閱圖3A和圖3B。經實際量測足底壓力值，在足底壓力中心行經路線201上，有幾個壓力集中區域的壓力值最明顯且分別如位在後足部30A、前足部30B和30C。一般而言，每一個腳掌蹠骨具有兩端，其一端是遠離心臟稱之為遠心端，而另一端靠近心臟稱之為近心端。在本實施例中，後足部30A相對於骨骼位置是位在腳掌腳跟跟骨32A之下方，前足部30B和30C相對於骨骼位置是分別位在腳掌第二蹠骨遠心端32B下方和腳掌第一蹠骨遠心端32C下方。
圖4繪示為本發明一示範性實施例之人體下肢力學行為評估系統的方塊圖。請參閱圖4，此評估系統400包括輸入模組410、感測器陣列420、計算模組430以及輸出模組440。
輸入模組410用以輸入並紀錄使用者的基本資料。而輸入模組410可包括輸入單元412以及資料記錄單元414。輸入單元412作為使用者輸入基本資料的介面。資料記錄單元414可用來記錄使用者的身高、體重、年齡、性別或種族等基本資料。
感測器陣列420可應用於如鞋子、襪子、特殊運動鞋或涵蓋腳底之運動護具的足具(footwear)上，並且配置於足具中符合人體步態的足底壓力中心行經路線201上，用以感測使用者的多個足部壓力訊號428。其中感測器陣列420包括感測器422~426。感測器422配置於足具的後足部，用以在足具上感測關聯於腳掌腳跟跟骨之下方的後足部壓力訊號。感測器424配置於足具關聯於腳掌第二蹠骨遠心端下方，用以在足具上感測前足部壓力訊號。感測器426配置於足具關聯於腳掌第一蹠骨遠心端下方，用以在足具上感測另一個前足部壓力訊號。必需特別說明的是，感測器的配置方式需符合人體步態的足底壓力中心行經路線201上，而感測器的數量不以此實施例為限。
此外，感測器陣列420中的感測器可為電阻式壓力感測器或是電容式壓力感測器。感測器陣列420中的各個感測器之間可以利用軟性電性連結構造相連接。而感測器陣列420與計算模組430之間可以利用軟性電性連結構造或是以無線通訊方式相連接。
在本實施例中，計算模組430耦接輸入模組410。計算模組430根據使用者的基本資料並且反應於使用者的這些足部壓力訊號428，計算出使用者的步態循環的時序、足部反作用力以及下肢關節力學狀態。其中之步態循環的時序，意指於正常人體步態循環(Gait Cycle)中，足部會依據時間進程產生重複出現且固定型態之動作，此動作可分解為數個階段，包括：腳跟接觸(Heel Strike)、站立階段(Stand Phase)、腳趾離開(Toe Off)、擺盪階段(Swing Phase)等。因此依據此重複出現且固定型態之動作可對應至足部壓力訊號，也可對應至各階段動作而以百分比值作為表示。其中所述下肢關節力學狀態包括關節周圍肌群作用力矩，或髖關節承受之壓力，或膝關節承受之壓力，或踝關節結締組織承受之張力，或膝關節結締組織承受之張力，或髖關節結締組織承受之張力。
接下來更詳細說明計算模組430的細節。在一實施例中，計算模組430包括訊號擷取單元432、步態計算單元434、邊界受力計算單元436以及力學運算單元438。訊號擷取單元432耦接資料記錄單元414。步態計算單元434耦接訊號擷取單元432，邊界受力計算單元436耦接訊號擷取單元432與資料記錄單元414。力學運算單元438耦接步態計算單元434與邊界受力計算單元436。
以下將進一步說明計算模組430中各構件是如何計算人體下肢力學行為。圖5繪示為本發明一示範性實施例之人體下肢力學行為評估方法的流程圖，請同時參閱圖4和圖5。
如步驟S501所示，以感測器陣列420感測使用者的多個足部壓力訊號428，這些足部壓力訊號428包括至少一後足部壓力訊號與至少一前足部壓力訊號。在本實施例中，前足部壓力訊號為兩個，但不以此為限。
接著在步驟S503中，步態計算單元434根據這些足部壓力訊號428，計算使用者的步態循環的時序。其中，訊號擷取單元432以有線方式或無線方式擷取這些足部壓力訊號428，並輸出這些足部壓力訊號428至步態計算單元434，並且可以將這些足部壓力訊號428進行轉換而以數值方式記錄在輸入模組410的資料記錄單元414中。而步態計算單元434根據這些足部壓力訊號428，以訊號出現之序列或訊號相對強弱之比例方式來計算步態循環的時序。例如步態計算單元434根據感測器422的足部壓力訊號的出現來判定一步態循環的起始點(步態循環的0%)，而在感測器424與感測器426的足部壓力訊號消失後表示腳趾離開(toe off)地面(步態循環的60%)，可用作判定步態循環的結束點，並且通過這些足部壓力訊號428在時域-空間(temporal-spatial)的變化，可計算出人體步態運動進行至何時序。
接著在步驟S505中，邊界受力計算單元436根據這些足部壓力訊號428與一校正參數，計算使用者的足部反作用力。關於校正參數的產生方式將於後文詳述。
接著在步驟S507中，力學運算單元438根據上述求得的步態循環的時序與足部反作用力，計算使用者的下肢關節力學狀態。其中所述下肢關節力學狀態包括關節周圍肌群作用力矩，或髖關節承受之壓力，或膝關節承受之壓力，或踝關節結締組織承受之張力，或膝關節結締組織承受之張力，或髖關節結締組織承受之張力。
此外，計算模組430所求得的使用者的步態循環的時序、足部反作用力以及下肢關節力學狀態，可透過耦接的輸出模組440來進行顯示或是輸出。例如在圖4中，輸出模組440包括顯示單元442。在一實施例中，顯示單元442可用來顯示使用者的步態循環的時序、足部反作用力以及下肢關節力學狀態；而在又一實施例，輸出模組440包括通訊單元444，用以提供通訊功能以與外部裝置連結，例如手錶、手機、個人行動助理(PDA)、平板電腦(flat computer，例如：ipad)、或隨身型或穿戴式的電子裝置。如此一來，可用來輸出使用者的步態循環的時序、足部反作用力以及下肢關節力學狀態至外部裝置，藉由外部裝置來顯示各項人體下肢力學行為的資訊。而通訊單元444可為射頻收發器、藍牙收發器或ZigBee無線通訊單元，但不以上述所列舉為限。
經由上述諸個實施例的說明，可將感測器陣列(例如：多個壓力感測器)配置於日常生活常見之足具上，且利用此感測器陣列來量測人體步態運動時足部的壓力訊號。並且藉由已知人體步態與足底壓力中心固定之時域-空間循環對應特性，以及藉由感測器陣列所擷取到與時域有關的訊號來計算步態循環的時序，而此時序係為人體步態運動之時域-空間參數(temporal-spatial parameters)。最後，根據步態循環的時序與足部反作用力可推導出下肢多個肢體或關節所受到的力學數值，並且可將上述計算出的資料傳輸至外部裝置，例如傳輸至使用者之電子裝置，如智慧型手機、個人電腦、運動電子錶，或傳輸至運動器材之電子顯示裝置。
接下來將說明校正參數的產生方式。圖6繪示為本發明一示範性實施例之校正參數產生程序600的流程圖。本實施例是進一步說明校正參數的詳細產生方式。
在步驟S601中，記錄使用者之基本資料，此基本資料可以為身高、體重、年齡、性別或種族等資料。接著在步驟S603中，令使用者保持靜止姿勢且站立一段時間。並且在步驟S605中，以感測器陣列感測使用者靜止時的足部壓力訊號。
接著在步驟S607中，執行校正參數推算，校正參數Ca可以藉由已知的體重作用力BW×g除以足部壓力訊號的數值S而得；其中BW為體重數值，單位為kg；g為重力加速度常數，在MKS制(metre-kilogram-second system)下約為9.81；足部壓力訊號的數值一般為電壓值，此處單位為V。完成步驟S607後，如步驟S609所示，記錄此校正參數Ca，並且校正參數Ca可以用來估算使用者在活動中的足部反作用力。
以下再舉一例，將更詳細來說明人體下肢力學行為的分析流程，請參閱圖7。為了方便說明，假設感測器陣列配置於足具中符合人體步態的足底壓力中心行經路線201上，且感測器陣列420包括感測器422~426，用以感測使用者的多個足部壓力訊號。請注意，感測器的數量不以此為限。
如步驟S701所示，藉由感測器陣列420感測多個與時域有關的足部壓力訊號P1(t)、P2(t)、P3(t)，其中P1、P2、P3分別為感測器422、424、426所感測的訊號，而(t)表示此處為時間有關的函數。
接著如步驟S703所示，將藉由判定配置於足跟部的感測器422所測得的訊號來定義步態循環開始，而起始點為腳跟壓出(heel strike)訊號的時間，令步態起始點時間ti=0。
接著如步驟S705所示，藉由先前已執行完成的校正參數產生程序600所求得之校正參數Ca，以Ca函數方式進行足部所承受之反作用力推算，足部反作用力Rx(t)=Ca(Px(t))，其中x=1~3。
接著如步驟S707所示，推算步態階段中的步態循環的百分比%gait cycle(t)=DB1{R1(t),R2(t),R3(t)}，進行以足部壓力訊號P1(t)、P2(t)、P3(t)出現之序列或是訊號相對強弱之比例方式來計算步態循環的時序，其中DB1表示為特定族群由足部壓力訊號推斷步態階段資料庫函數，其函數係為由P1(t)、P2(t)、P3(t)訊號出現之時間與其訊號間之相對強度比值，推算現行步態循環階段之一函數，而此特定族群為包含輸入使用者年齡、性別、種族等資料後所定義之特定族群。
接著如步驟S709所示，由步態階段與反作用力推算下肢力學行為，可以為藉由步態時序與關節步態受力資料庫進行映射並乘以下肢瞬時反作用力完成推估。在一運算實施例中，可計算使用者的下肢關節力學狀態Joint{Fy(t),My(t)}=DB2{%gait cycle(t>0),BH}，其中Fy(t)表示為與力的強度(force)有關的函數，My(t)表示為與力矩(moment)有關的函數，而DB2表示為上述之同一特定族群之由步態階段推算下肢力學行為資料庫有關的函數。上述函數DB2為一以步態階段推估下肢力學表現型態，再輸入使用者身高高度(BH)作為參考條件以修正其下肢力學推估值。
如步驟S711所示，完成步驟S709後即進行將此一瞬時下肢運動步態與力學資訊傳出至顯示單元或/及外部裝置進行資料顯示。
接著如步驟S713所示，完成步驟S709後，當前足部之足部壓力訊號消失，表示腳趾離開地面(toe off)，可用來判定步態結束點。
本示範性實施例所述的人體下肢力學行為的分析流程中，如步驟S715所示，若判定有另一循環則將重複步驟S701至S715直到步態循環結束。
另外，在又一實施例中，在計算出使用者的下肢關節力學狀態的步驟S709之後，可以更進行比較該使用者瞬時下肢關節力學狀態與已知人體正常狀態之差異，當與已知人體正常狀態不同時，對使用者發出警告訊息，其中已知人體正常狀態係指無外傷與特殊疾患下進行感測所得知的狀態。
基於上述各示範性實施例所揭示的內容可知，上述示範性實施例除了可以將感測器陣列配置於如鞋子、襪子、特殊運動鞋或涵蓋腳底之運動護具的足具上，用以感測足部壓力訊號，並且這些訊號可以以時序式的方式進行儲存，且用來計算人體步態的時序與下肢關節力學狀態。並且，此下肢關節力學狀態除了可得知使用者的踝關節承受多少壓力之外，還可得知使用者在跑步或走路時，其大腿或小腿的周圍肌群作用力矩，或相隔一個肢段以上的關節力學狀態，例如其關節周圍肌群作用力矩，或髖關節承受之壓力，或膝關節承受之壓力，或踝關節結締組織承受之張力，或膝關節結締組織承受之張力，或髖關節結締組織承受之張力。
綜上所述，由於本發明所提出的人體下肢力學行為評估系統與方法可以藉由配置在符合人體步態的足底壓力中心行經路線的感測器陣列來感測足部壓力訊號，因此不但可以計算使用者的步態循環的時序、足部反作用力，還可以計算出相隔一個肢段以上的關節力學狀態。另一方面，傳統方式的使用者僅能在實驗室得知自己的肢體所受到的力學資訊，而本發明的感測器陣列所使用的元件簡單，可以突破環境與器材的限制，也有助於使用者隨身的即時監控，且可達到降低運動傷害的效果。
雖然本發明已以上述示範性實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
30A．．．後足部
30B、30C．．．前足部
32A．．．腳掌腳跟跟骨
32B．．．腳掌第二蹠骨遠心端
32C．．．腳掌第一蹠骨遠心端
201．．．足底壓力中心行經路線
203．．．前足部區域
205．．．後足部區域
400．．．人體下肢力學行為評估系統
410．．．輸入模組
412．．．輸入單元
414．．．資料記錄單元
420．．．感測器陣列
422~426．．．感測器
428．．．多個足部壓力訊號
430．．．計算模組
432．．．訊號擷取單元
434．．．步態計算單元
436．．．邊界受力計算單元
438．．．力學運算單元
440．．．輸出模組
442．．．顯示單元
444．．．通訊單元
600．．．校正參數產生程序
S501~S507．．．本發明一示範性實施例之人體下肢力學行為評估方法的流程圖各步驟
S601~S609．．．本發明一示範性實施例之校正參數產生程序的流程圖各步驟
S701~S715．．．本發明一示範性實施例之人體下肢力學行為的分析流程圖各步驟
圖1繪示為本發明一示範性實施例之人體步態運動之固定時域-空間循環特性示意圖。
圖2A繪示為本發明一示範性實施例之足底壓力中心行經路線示意圖。
圖2B繪示為腳掌的前足部與後足部的示意圖。
圖3A繪示為足底壓力集中區域的分布示意圖。
圖3B繪示為足底壓力集中區域相對於解剖學中有關骨骼的位置圖。
圖4繪示為本發明一示範性實施例之人體下肢力學行為評估系統的方塊圖。
圖5繪示為本發明一示範性實施例之人體下肢力學行為評估方法的流程圖。
圖6繪示為本發明一示範性實施例之校正參數產生程序的流程圖。
圖7繪示為本發明一示範性實施例之人體下肢力學行為的分析流程圖。
201．．．足底壓力中心行經路線
400．．．人體下肢力學行為評估系統
410．．．輸入模組
412．．．輸入單元
414．．．資料記錄單元
420．．．感測器陣列
422~426．．．感測器
428．．．多個足部壓力訊號
430．．．計算模組
432．．．訊號擷取單元
434．．．步態計算單元
436．．．邊界受力計算單元
438．．．力學運算單元
440．．．輸出模組
442．．．顯示單元
444．．．通訊單元

Claims (26)

  1. 一種人體下肢力學行為評估系統，包括：一輸入模組，用以輸入並紀錄一使用者的資料；一感測器陣列，用以感測該使用者的多個足部壓力訊號，該感測器陣列包括：至少一第一感測器，配置於一足具的後足部；以及至少一第二感測器，配置於該足具的前足部；一計算模組，耦接該輸入模組，根據該使用者的資料並且反應於該使用者的該些足部壓力訊號，計算該使用者的一步態循環的時序、一足部反作用力以及一下肢關節力學狀態；以及一輸出模組，耦接該計算模組，用以輸出或顯示該使用者的該步態循環的時序、該足部反作用力以及該下肢關節力學狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該下肢關節力學狀態包括關節周圍肌群作用力矩，或髖關節承受之壓力，或膝關節承受之壓力，或踝關節結締組織承受之張力，或膝關節結締組織承受之張力，或髖關節結締組織承受之張力。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該輸入模組包括：一資料記錄單元，用以記錄該使用者的身高、體重、年齡、性別或種族。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該感測器陣列配置於該足具中符合人體步態的一足底壓力中心行經路線上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該第一感測器配置於該足具關聯於腳掌腳跟跟骨之下方。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該第二感測器配置於該足具關聯於腳掌第一蹠骨遠心端下方或腳掌第二蹠骨遠心端下方。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該第一感測器與該第二感測器為電阻式壓力感測器或電容式壓力感測器。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該輸出模組包括：一通訊單元，提供通訊功能以與一外部裝置連結。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該通訊單元為射頻收發器、藍牙收發器或ZigBee無線通訊單元。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該感測器陣列中的該第一感測器與該第二感測器係以一軟性電性連結構造相連接。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該感測器陣列與該計算模組係以一軟性電性連結構造或無線通訊方式相連接。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該計算模組包括：一訊號擷取單元，耦接該輸入模組，擷取並輸出該些足部壓力訊號，並將該些足部壓力訊號以數值方式記錄在該輸入模組；一步態計算單元，耦接該訊號擷取單元，根據該些足部壓力訊號，以訊號出現之序列或訊號相對強弱之比例方式來計算該步態循環的時序；一邊界受力計算單元，耦接該訊號擷取單元，根據該些足部壓力訊號與一校正參數，計算該足部反作用力；以及一力學運算單元，耦接該步態計算單元與該邊界受力計算單元，根據該步態循環的時序與該足部反作用力，計算該下肢關節力學狀態。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之人體下肢力學行為評估系統，其中該步態計算單元根據該第一感測器的足部壓力訊號的出現與否來判定該步態循環的起始點，並且通過該些足部壓力訊號來計算該步態循環進行至何時序。
  14. 一種人體下肢力學行為評估方法，包括：以一感測器陣列感測一使用者的多個足部壓力訊號，該些足部壓力訊號包括至少一後足部壓力訊號與至少一前足部壓力訊號；根據該些足部壓力訊號，計算該使用者的一步態循環的時序；根據該些足部壓力訊號與一校正參數，計算該使用者的一足部反作用力；以及根據該步態循環的時序與該足部反作用力，計算該使用者的一下肢關節力學狀態。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中該下肢關節力學狀態包括關節周圍肌群作用力矩，或髖關節承受之壓力，或膝關節承受之壓力，或踝關節結締組織承受之張力，或膝關節結締組織承受之張力，或髖關節結締組織承受之張力。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中該感測器陣列配置於該足具符合人體步態的一足底壓力中心行經路線上。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中該感測器陣列包括：至少一第一感測器，配置於一足具的後足部，用以感測該後足部壓力訊號；以及至少一第二感測器，配置於該足具的前足部，用以感測該前足部壓力訊號。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中該第一感測器配置於該足具中關聯於腳掌腳跟跟骨之下方。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中該第二感測器配置於該足具關聯於腳掌第一蹠骨遠心端下方或腳掌第二蹠骨遠心端下方。
  20. 如申請專利範圍第14項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中該些足部壓力訊號係以時序性之方式來產生，而該方法更包括：儲存該些足部壓力訊號。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中根據該些足部壓力訊號，計算該使用者的該步態循環的時序的步驟包括：根據該第一感測器的足部壓力訊號的出現與否來判定該步態循環的起始點，並且通過該些足部壓力訊號來計算該步態循環進行至何時序。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中計算該步態循環進行至何時序的步驟包括：以訊號出現之序列或訊號相對強弱之比例方式來計算該步態循環的時序。
  23. 如申請專利範圍第14項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中該感測器陣列由多個電阻式壓力感測器或多個電容式壓力感測器所組成。
  24. 如申請專利範圍第14項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中該校正參數的產生方式包括：記錄該使用者之基本資料；令該使用者靜止站立；以該感測器陣列感測該使用者靜止時的該些足部壓力訊號；以及比較該使用者靜止時的該些足部壓力訊號與該使用者的基本資料，以提供並記錄該校正參數。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中該使用者的基本資料可包括該使用者的身高、體重、年齡、性別或種族。
  26. 如申請專利範圍第14項所述之人體下肢力學行為評估方法，其中在計算出該使用者的該下肢關節力學狀態的步驟之後，更包括：比較該使用者瞬時下肢關節力學狀態與一已知人體正常狀態之差異；以及當該使用者瞬時下肢關節力學狀態與該已知人體正常狀態為不同時，對該使用者發出警告訊息，其中該已知人體正常狀態係指無外傷與特殊疾患下進行感測所得知的狀態。
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