TWI629972B - Automated foot detection and analysis system - Google Patents

Abstract

一種自動化足部檢測分析系統，包含一壓力感測裝置，及一分析裝置，該分析裝置的足壓分析單元能接收分析壓力感測裝置量測輸出的足部壓力資料以得到一足壓特徵參數，然後透過一自動診斷單元自動地自一資料庫中比對出對應的診斷建議資料，並驅使一輸出裝置輸出該診斷建議資料內容以供該受測者觀看。透過本發明自動化足部檢測分析系統能於受測者完成足部檢測後，自動提供對應的診斷建議資料給受測者的設計，即使在無分析師或醫護人員在場的情況下，受測者也能大致瞭解其足部目前可能存在的症狀。

Description

自動化足部檢測分析系統

本發明是有關於一種檢測分析系統，特別是指一種能自動化診斷足部姿勢的足部檢測分析系統。

足壓量測資料(Plantar Pressure Data)是身體姿勢之矯正與預防領域中相當重要的判斷依據，可供用以診斷足部症狀或身體姿勢問題。目前足部症狀的診斷都是在專業醫療院所或復健單位進行，藉由專業儀器測出受測者之足壓資料後，需交由專業的醫療人員或分析師進行數據分析與足部症狀診斷。然後，再透過解說的過程，讓受測者了解有那些足部症狀風險。

但因每位醫療人員與分析師的經驗不同，診斷的方式也不同，因此給出的診斷意見不見得容易讓受測者瞭解。且於聽完解說後，受測者手邊通常僅具有一張足壓量測圖表，必須依靠記憶力記住醫護人員或分析師的講解，所以很容易隨著時間流逝而遺忘，且因為過於專業，經過一段時間後，受測者通常就很難再瞭解該足壓量測圖表所要呈現的意義。

因此，本發明的目的，即在提供一種能改善先前技術之至少一個缺點的自動化足部檢測分析系統。

於是，本發明自動化足部檢測分析系統，能用以分析一位受測者之足部症狀。該自動化足部檢測分析系統包含一個壓力感測裝置、一個輸出裝置，及一個訊號連接於該壓力感測裝置與該輸出裝置的分析裝置。該壓力感測裝置能感測該受測者之兩腳的踩踏而對應輸出一個足部壓力資料。該分析裝置包括一個資料庫、一個足壓分析單元，及一個自動診斷單元，該資料庫內建有多個分別對應不同之足部症狀的診斷建議資料，每一診斷建議資料設定有一個足壓特徵參數，該足壓分析單元能接收分析該足部壓力資料以得到至少一個足壓特徵參數，該自動診斷單元能自該資料庫中比對出與該至少一足壓特徵參數對應的診斷建議資料，並驅使該輸出裝置輸出該診斷建議資料內容以供該受測者觀看。

本發明的功效在於：透過本發明自動化足部檢測分析系統能於受測者完成足部檢測後，自動提供對應的診斷建議資料給受測者的設計，即使在無分析師或醫護人員在場的情況下，受測者也能大致瞭解其足部目前可能存在的症狀。

參閱圖1、2，本發明自動化足部檢測分析系統，能用以自動化檢測診斷一位受測者之雙腳可能的足部症狀，並給出對應診斷建議。該自動化足部檢測分析系統包含一個壓力感測裝置3、一個輸出裝置4，及一個訊號連接於該壓力感測裝置3與該輸出裝置4的診斷分析裝置5。

該壓力感測裝置3是用以平鋪設置於地面，能供該受測者行走踩踏，能夠於該受測者行走踩踏通過期間或靜止站立期間，量測輸出一個足部壓力資料。由於壓力感測裝置3量測輸出該足部壓力資料為習知技術且方式眾多，因此不再詳述。

該輸出裝置4包括一個用以顯示影像的顯示器41、一個用以列印出資料的列表機42，及一個能與該受測者持用的一個電子裝置901無線通訊的無線通訊模組43。該無線通訊模組43能透過網際網路、WIFI或藍芽等常見之無線通訊技術與該電子裝置901進行通訊與資料傳輸，但實施時，該輸出裝置4的組成構件不以此為限。所述電子裝置901可以是手機、平板電腦、智慧眼鏡、智慧手錶、筆記型電腦等，但實施時不以上述類型為限。

該足壓分析裝置5能接收分析該足部壓力資料，包括一個登入驗證單元60、一個資料庫50、一個圖形化單元51、一個足壓分析單元52、一個自動診斷單元59、一個資料建檔單元61，及一個資料管控單元62。

該登入驗證單元60儲存有多個帳號/密碼，且能供該受測者操作輸入一個帳號/密碼。該登入驗證單元60會於該受測者輸入之該帳號/密碼與內建之任一帳號/密碼相符時，允許該受測者登錄操作該足壓分析單元52。該登入驗證單元60也能供該受測者經由該電子裝置901連線以輸入一個帳號/密碼，並於驗證該帳號/密碼正確時，允許該受測者經由該電子裝置901登錄調閱資料。在本實施例中，該登入驗證單元60之操作介面是以觸控介面形式整合於該顯示器41，但實施時不以此為限。

該資料庫50內建有多個分別對應特定足部症狀的診斷建議資料，每一診斷建議資料設定有一個足壓特徵參數，且每一個診斷建議資料的內容為對應之足部症狀的症狀解說與復健治療建議等，能供經由該顯示器41顯示出來以供受測者觀看，也能經由該列表機42列印輸出於紙張，以供該受測者攜帶留存，或者是經由該無線通訊模組43無線發送至該受測者之該電子裝置901。但實施時，該等診斷建議資料的內容與輸出方式不以此為限。

參閱圖2、3，該圖形化單元51會將該足部壓力資料進行圖形化處理，而對應輸出一個足壓分佈圖511，該足壓分佈圖511具有兩個左右間隔且分別對應該受測者之左腳與右腳的單側足壓圖512。

該足壓分析單元52具有一個用以分析診斷雙腳承重比例的雙腳承重分析模組53、一個用以分析診斷身體姿勢偏轉狀態的站立重心分析模組54、一個用以分析診斷站立平衡感的站立平衡感分析模組55、一個用以分析診斷站立姿勢的站姿分析模組56、一個用以分析診斷足弓類型的足弓指數分析模組57，及一個用以分析診斷走路姿勢的走姿分析模組58。

該雙腳承重分析模組53會分析每一單側足壓圖512之分佈面積，及各區域的足壓大小與壓力分佈狀態，而得到該受測者之左腳與右腳對於身體重量的相對承重比例，例如左腳承受60%的身體重量，而右腳承受40%的身體重量，並對應輸出一個足壓特徵參數。

該站立重心分析模組54會分析該等單側足壓圖512的分佈面積、各區域的足壓大小與壓力分佈狀態，以及左右兩腳的間距等，而得到一個左腳重心位置540、一個右腳重心位置541與一個全身重心位置542。然後，於該足壓分佈圖511中標示出該左腳重心位置540、該右腳重心位置541與該全身重心位置542，並於該足壓分佈圖511中標示出一條左右延伸連接該左腳重心位置540、該右腳重心位置541與該全身重心位置542的姿勢重心線543。

該站立重心分析模組54內建有一個十字狀的標準姿勢重心線545，並於該足壓分佈圖511中標示出標準姿勢重心線545。在本實施例中，該標準姿勢重心線545之標準的全身重心位置是位於其十字中心。該站立重心分析模組54會分析該標準姿勢重心線545與該受測者的該姿勢重心線543的相對偏轉角度與偏轉方向，以及該等重心位置的偏移情況，而對應輸出一個代表該受測者之身體姿勢偏轉狀態的足壓特徵參數。

配合參閱圖4，該站立平衡感分析模組55會於該受測者靜止站立於該壓力感測裝置3的一個分析時間內，例如10秒，分析該左腳重心位置540、該右腳重心位置541與該全身重心位置542的左右偏移狀態與前後偏移狀態，而對應輸出一個站立平衡感分析圖550。在本實施例中，該站立平衡感分析圖550的內容包括於靜止站立期間之左腳重心偏移軌跡、右腳重心偏移軌跡、身體重心偏移軌跡，以及左腳重心、右腳重心和身體重心之左右向偏擺位移曲線與前後向偏擺位移曲線，但實施時，該站立平衡感分析圖550內容不以此為限。所述偏移狀態包括但不限於偏移軌跡、距離與速度等，且會針對測得之左右偏移程度與前後偏移程度分別對應輸出一個足壓特徵參數。

配合參閱圖5，該站姿分析模組56會分析該足壓分佈圖511之每一個單側足壓圖512的外形，以取得該單側足壓圖512之足跟後緣561的位置，並分析出一條自該足跟後緣561往前延伸通過該單側足壓圖512之左右向中心的足部中心線562。接著，該站姿分析模組56會於該足壓分佈圖511中標示出該等足跟後緣561，並於該足壓分佈圖511標示出一條左右延伸通過該等足跟後緣561之量測底線563，及兩條分別自該等足跟後緣561往前延伸且與該量測底線563垂直之標準線564。然後，量測每一足部中心線562與各別之標準線564間的夾角θ的角度，並針對測得之該等夾角θ對應輸出一個代表該使用者站立姿勢的足壓特徵參數。所謂站立姿勢是指內八站姿或外八站姿。

配合參閱圖6，該足弓指數分析模組57會將每一單側足壓圖512之腳趾部位以外的部分前後等距均分為一個足前區572、一個足中區573與一個足後區574，並分析該足中區573內之壓力曲線分佈面積相對於該足前區572、該足中區573與該足後區574之壓力線面積的總和的比例，而對應輸出一個代表該單側足壓圖512的足弓指數的足壓特徵參數。

配合參閱圖7，該走姿分析模組58會於該受測者行走踩踏通過該壓力感測裝置3期間，分析出每一單側足壓圖512的壓力中心的移動軌跡，並於對應之單側足壓圖512標示出一個壓力中心移動軌跡581，並對應該等單側足壓圖512的該等壓力中心移動軌跡581輸出一個代表行走姿勢的足壓特徵參數。

該自動診斷單元59會接收分析該足壓分析單元52輸出之該等足壓特徵參數，並自該資料庫50中比對出每一足壓特徵參數對應的診斷建議資料，且將比對出之該等診斷建議資料傳送至該輸出裝置4，能直接於該顯示器41顯示出以供分析人員對該受測者進行解說，或經由該列表機42列印輸出成紙本以供該受測者留存，或者是透過該無線通訊模組43將該等診斷建議資料傳送至該受測者之電子裝置901。

該資料建檔單元61會於該自動診斷單元59完成該次檢測診斷後，將該次檢測之該足部壓力資料、該足壓分佈圖、該等足壓特徵參數與該等診斷建議資料彙整建立一個個人足診資料，並與該受測者之該帳號關聯綁定，然後儲存於該資料庫50。

該資料管控單元62會於該受測者直接操作該登入驗證單元60登錄或經由該電子裝置901連線登錄時，自動比對出該資料庫50中與該受測者登錄之該帳號關聯綁定的所有個人足診資料，並顯示於該顯示器41以供該受測者點選查閱。

該受測者要以本發明自動化足部檢測分析系統進行站立姿勢檢測與行走姿勢檢測時，該受測者需先於該登入驗證單元60輸入其帳號/密碼以完成登錄程序。

參閱圖1、2，於進行站立姿勢檢測時，受測者雙腳靜止站立於該壓力感測裝置3上，該壓力感測裝置3會於該分析時間內檢測輸出該足部壓力資料。於進行行走姿勢分析時，會請受測者多次踩踏通過該壓力感測裝置3，並由該壓力感測裝置3檢測輸出每次踩踏通過之足部壓力資料。

該圖形化單元51會對該壓力感測裝置3輸出之每一足部壓力資料進行圖形化處理，而以該足壓分佈圖511的型態於該輸出裝置4呈現出來，能供分析師與受測者直接觀看。此外，該足壓分析單元52會接續分析該足部壓力資料與該足壓分佈圖511，藉以得到左右兩腳之相對承重比例關係的足壓特徵參數、身體姿勢偏轉狀態的足壓特徵參數、站立平衡感的足壓特徵參數、站立姿勢的足壓特徵參數、足弓指數的足壓特徵參數，以及行走姿勢的足壓特徵參數。

實施時，該足壓分析單元52會將該次檢測所輸出的多個足部壓力資料中的同一檢測項目的多個足壓特徵參數取平均值，以供該自動診斷單元59比對資料，但實施時不以此為限。

在該足壓分析單元52分析輸出該等足壓特徵參數後，該自動診斷單元59就會根據該等足壓特徵參數於該資料庫50中比對出所有對應的診斷建議資料，並經由該輸出裝置4輸出，能於該顯示器41直接顯示以供該受測者觀看，也能由該列表機42列印輸出成紙本以供留存，或者是透過該無線通訊模組43發送至該受測者持用的電子裝置901。

在該自動診斷單元完成診斷程序後，該資料建檔單元61會針對該次檢測建立一個個人足診資料，並與該受測者之該帳號關聯綁定而儲存於該資料庫50。該資料管控單元62可於使用者透過該登入驗證單元60成功登錄系統時，比對出與該帳號關聯定的所以個人足診資料，並於該顯示器41顯示出以供該受測者點選查閱。

綜上所述，透過該分析裝置5能自動化分析足部壓力資料，並提供對應之診斷建議的設計，除了能供分析師參考以提供統一標準的診斷解釋外，還能藉由將該等診斷建議資料列印輸出給受測者或發送至該受測者之電子裝置901，即使在無分析師或醫護人員在場的情況下，受測者也能大致瞭解其足部目前可能存在的症狀，除了方便日後重新檢視瞭解足部檢測結果外，也方便用以諮詢專業醫療人員，相當方便實用。因此，確實能達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

3‧‧‧壓力感測裝置

4‧‧‧輸出裝置

41‧‧‧顯示器

42‧‧‧列表機

43‧‧‧無線通訊模組

5‧‧‧分析裝置

50‧‧‧資料庫

51‧‧‧圖形化單元

511‧‧‧足壓分佈圖

512‧‧‧單側足壓圖

52‧‧‧足壓分析單元

53‧‧‧雙腳承重分析模組

54‧‧‧站立重心分析模組

540‧‧‧左腳重心位置

541‧‧‧右腳重心位置

542‧‧‧全身重心位置

543‧‧‧姿勢重心線

545‧‧‧標準姿勢重心線

55‧‧‧站立平衡感分析模組

550‧‧‧站立平衡感分析圖

56‧‧‧站姿分析模組

561‧‧‧足跟後緣

562‧‧‧足部中心線

563‧‧‧量測底線

564‧‧‧標準線

57‧‧‧足弓指數分析模組

572‧‧‧足前區

573‧‧‧足中區

574‧‧‧足後區

58‧‧‧走姿分析模組

581‧‧‧壓力中心移動軌跡

59‧‧‧自動診斷單元

60‧‧‧登入驗證單元

61‧‧‧資料建檔單元

62‧‧‧資料管控單元

901‧‧‧電子裝置

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明自動化足部檢測分析系統的一個實施例的立體示意圖； 圖2是該實施例的功能方塊圖； 圖3是一個足壓分佈圖，並示意說明一位受者測者之一個左腳重心位置、一個右腳重心位置與一個全身重心位置的分佈； 圖4是一個站立平衡感分析圖，說明該受測者靜止站立時的該左腳重心位置、該右腳重心位置與該全身重心位置的偏移情況； 圖5是一個足壓分佈圖，並示意說明該受測者之雙腳站姿分析結果； 圖6是一個進行足弓指數分析的足壓分佈圖，示意說明將每一個單側足壓圖被區分為三區以進行則弓指數分析的情況；及 圖7是一個足壓分佈圖，說明該受測者行走時之每一個單側足壓圖的壓力中心移動軌跡。

Claims (9)

1. 一種自動化足部檢測分析系統，能用以分析一位受測者之足部症狀，並包含： 一個壓力感測裝置，能感測該受測者之兩腳的踩踏而對應輸出一個足部壓力資料； 一個輸出裝置；及 一個分析裝置，訊號連接於該壓力感測裝置與該輸出裝置，包括一個資料庫、一個足壓分析單元，及一個自動診斷單元，該資料庫內建有多個分別對應不同之足部症狀的診斷建議資料，每一診斷建議資料設定有一個足壓特徵參數，該足壓分析單元能接收分析該足部壓力資料以得到至少一個足壓特徵參數，該自動診斷單元能自該資料庫中比對出與該至少一足壓特徵參數對應的診斷建議資料，並驅使該輸出裝置輸出該診斷建議資料內容以供該受測者觀看。
2. 如請求項1所述的自動化足部檢測分析系統，其中，該分析裝置還包括一個能將該足部壓力資料圖形化以建立一個足壓分佈圖的圖形化單元，該足壓分佈圖具有兩個左右間隔且分別代表該受測者之左腳與右腳的單側足壓圖，且該圖形化單元會驅使該輸出裝置輸出該足壓分佈圖以供該受測者觀看。
3. 如請求項2所述的自動化足部檢測分析系統，其中，該足壓分析單元包括一個站立重心分析模組，該站立重心分析模組能分析該等單側足壓圖而得到一個左腳重心位置、一個右腳重心位置與一個全身重心位置，並於該足壓分佈圖中標示出該左腳重心位置、該右腳重心位置與該全身重心位置，且會分析該左腳重心位置、該右腳重心位置與該全身重心位置的相對位置關係，而輸出代表身體姿勢偏轉狀態的該至少一足壓特徵參數。
4. 如請求項3所述的自動化足部檢測分析系統，其中，該足壓分析單元會輸出多個足壓特徵參數，且該足壓分析單元還包括一個站立平衡感分析模組，該站立平衡感分析模組會於該受測者靜止站立於該壓力感測裝置上的一個分析時間內，分析該左腳重心位置與該右腳重心位置於前後向與左右向的偏移變化，而對應輸出一個代表站立平衡感的足壓特徵參數，該自動診斷單元會根據該等足壓特徵參數自該資料庫中比對出所有對應的診斷建議資料，並驅使該輸出裝置輸出該等診斷建議資料。
5. 如請求項4所述的自動化足部檢測分析系統，其中，該足壓分析單元還包括一個雙腳承重分析模組，該雙腳承重分析模組能分析該等單側足壓圖以得到一個代表左右兩腳之相對承重比例關係的足壓特徵參數。
6. 如請求項4所述的自動化足部檢測分析系統，其中，該足壓分析單元還包括一個站姿分析模組，該站姿分析模組會分析取得每一單側足壓圖的一個足跟後緣與一個前後延伸通過該足跟後緣的足部中心線，並於該足壓分佈圖中標示出該等足部中心線、一條左右延伸連接該等足跟後緣的量測底線，及兩條分別前後延伸通過該等足跟後緣且垂直該量測底線的標準線，該站姿分析模組會分析每一足部中心線與各別之標準線間的夾角的角度，而對應輸出一個代表該受測者之站立姿勢的足壓特徵參數。
7. 如請求項4所述的自動化足部檢測分析系統，其中，該足壓分析單元還包括一個足弓指數分析模組，該足弓指數分析模組會沿每一單側足壓圖的前後延伸方向，將該單側足壓圖前後區分為一個足前區、一個足中區與一個足後區，並計算該足中區相對於該足前區、該足中區與該足後區的影像面積比例，而對應輸出一個代表該單側足壓圖之足弓指數的足壓特徵參數。
8. 如請求項4所述的自動化足部檢測分析系統，其中，該足壓分析單元還包括一個走姿分析模組，該走姿分析模組能於該受測者行走踩踏通過該壓力感測裝置期間，分析出每一單側足壓圖的一個壓力中心移動軌跡，並對應該等壓力中心移動軌跡輸出一個代表行走姿勢的足壓特徵參數。
9. 如請求項2所述的自動化足部檢測分析系統，能供該受測者經由一個電子裝置以一個帳號/密碼連線登入，其中，該分析裝置還包括一個資料建檔單元、一個登入驗證單元，及一個資料管控單元，該資料建檔單元會將該壓力感測裝置於每一次檢測輸出之該足部壓力資料、該足壓分析單元對應該足部壓力資料輸出之該足壓分佈圖與該至少一足壓特徵參數，及該自動診斷單元對應該至少一足壓特徵參數比對出之該等診斷建議資料彙整成一個個人足診資料，並將該個人足診資料與該受測者預先輸入的一個帳號關聯綁定且儲存於該資料庫中，該資料管控單元會於該登入驗證單元驗證該帳號/密碼正確時，自該資料庫中比對出與該帳號關聯綁定之所有個人足診資料。