专利名称：用于定制鞋类用鞋垫的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于预防和减轻足问题的足矫形。本发明尤其适用于为个人定制的鞋类。
背景技术：
足问题以及与足护理有关的相应费用高达数百万美元。如果足虚弱至无法进行某些活动，就可能浪费掉大量的工作时间。足问题可能起源于医疗状况、需要站立或行走的工作环境、体育运动等等。因此，足问题会随着医疗状况、工作活动或休闲活动而恶化。足矫形是涉及鞋类的设计、制造、组装和改造、以及被规定用于减轻脚部疼痛或残疾状况的足用器械的技术。对那些从事任何等级的足矫形工作的人来说，他们的目标是为用户/患者的足提供保护和舒适性。实现此目标的一个主要途径是在最大冲击区减轻压力。过去，人们利用矫形术和/或改鞋做到了这一点。一种为用户或患者的足提供保护和舒适性的传统做法是使用置于鞋内的鞋垫来缓冲足底。目前也存在这样的产品，其减压手段是通过除去鞋垫的选定部分来改变装在鞋内的活动鞋垫。另外，人们已经采用了确定足底压迫点的压力传感器。但是，还没有一种系统能使数字压力传感器和带有活动垫片的鞋垫结合并由此提供非常精确且快捷有效的、实现个人鞋垫定制目的的方式。因此，人们需要一种有效的方法来传达关于足底压迫点的信息，以便依据特定压迫点为个人定制鞋垫。
发明内容
因此，本发明的优点是提供鞋类用定制鞋垫的制作方法和制作设备。本发明的方法和设备利用关于人足底所施加的压力的信息，以便通过在特定压迫点除去垫片而为个人定制鞋垫。根据本发明，通过一种鞋类用定制鞋垫的制作方法，部分获得了前述优点或其它优点，此方法包括从压力板接收与足底压力图相对应的数据，确定压力图中的、高于预定相对压力级的相对高压区，将与相对高压区有关的数据同包括对应于压力图的活动垫片的鞋垫相关联。本发明的另一方面是一种设备，它包括带有传感器阵列并用于产生足底压力图的压力板、以及用于接收来自传感器阵列的数据的基于计算机的装置。基于计算机的装置包括被配置用于存储可执行指令的存储器、和一个或多个能访问存储器的处理器，所述处理器被配置成能控制所述基于计算机的装置，以从压力板接收对应于足底压力图的数据，确定压力图中的、高于预定相对压力级的相对高压区，将与相对高压区有关的数据同包括对应于压力图的活动垫片的鞋垫相关联。从以下的具体说明中，本领域技术人员将会很快理解本发明的其它优点，在这里， 只是通过说明预计用于实施本发明的最佳方式，仅示出和描述了本发明的示范性实施例。 如人们会认识到的那样，在不超出本发明的前提下，本发明也可以具有其它不同的实施例， 并且其多处细节能在显而易见的方方面面加以改动。因此，附图和说明书实际上是示范性的，而不是限制性的。
参见附图，其中具有相同附图标记的元件在本文中表示相同的元件，其中图1表示用于实施本发明的压力传感器所获得的压力图的例子；图2表示根据本发明实施例的包括多个活动垫片的鞋垫的例子；图3A表示根据本发明实施例的包括多个活动垫片的鞋垫；图;3B表示图3A的鞋垫，但在与相对高压区相关的特定位置上已除去垫片；图4为根据本发明实施例的设备的框图；图5表示可与本发明实施例连用的鞋的例子；图6A表示根据本发明的软件的框图；图6B表示根据本发明实施例的压力图；图6C显示图6A的软件的结果。
具体实施例方式本发明涉及组合系统，其包括能检测足底压力区的压力板和带有活动垫片的鞋垫，该鞋垫能被改变至构成并减轻足底高压区。本发明可被用于定制用于置入鞋中以改善舒适度的鞋垫，尤其用于那些足部患有试图通过减轻高压区压力来缓解痛苦的疾病的人。 根据本发明，压力板包括压力传感器阵列，其检测压力并收集与相对高压区有关的数据。基于计算机的装置从压力板接收这些数据，并且显示器显示与相对高压区相关的数据，所述相对高压区与鞋垫的特定活动垫片相对应。用于实施本发明的传统压力板装置的例子是由新泽西州提尼克的安泰国际公司 (Aetrex Worldwide, INC)生产的iStep 压力板。与压力板连用的iStep 系统是一种能精确获得人足压力读值的数字式压力分析系统。这种技术采用Icm2大小的压力传感器并能正确识别在站立时人足哪个区域承受了大部分的压力和/或冲击。在使用压力板时，人在压力板上站立10秒到30秒时间或者其它适当长的时间，然后，传感器将信号传给计算机以便绘制出足图形并显示足。iStep 压力板具有IOM个传感器，但一般只有约一半的传感器最后与足接触。大多数情况下，每只脚接触200到300个传感器，并且该技术依据传感器所承受的压力为每个传感器给出一个读值，形成足的“压力图”。像指纹一样，此读值总是个性化的，因为各人的压力分布均不相同。本发明使压力测试结果同鞋类的鞋垫相关联并允许在承受大部分压力的特定足区缓解压力。本发明的鞋垫完全由活动垫片制成。在某些实施例中，活动垫片被设计成与压力板上的传感器尺寸相对应。例如，活动垫片为1cm2，每个压力板传感器同样为1cm2。
实施本发明的人如商店或医生诊所的工作人员确定在何压力级下应除去垫片。在本发明的一个实施例中，本发明的软件依据压力级在压力图上的每个传感器位置显示颜色。例如，该软件分配并显示15种可能的颜色，包括从浅蓝色(#1)到深红色(#15)，并且工作人员依据自身经验判断选择，使本发明软件推荐除去例如14级或更高级的垫片。一旦预定相对压力级被设定，软件就能准确识别哪些垫片应针对特定的终端用户被除去。对于从事任何等级的足矫形的人士来说，其目标是为用户/患者提供保护和舒适性。过去，实现此目标的一个主要方式是在最大冲击区里减轻压力。从以往来看，这是通过矫形术和/或鞋类外部改造做到的。也存在通过改变置于鞋内的活动鞋垫来减压的产品例子。然而，从来没有一种系统能将数字压力传感器和鞋垫相结合并由此提供一种非常精确且快速有效的方法来实现此目的。本发明使得所有的零售商或医疗专业人士能提供此项服务成为可能，因此能让数百万顾客得到真正按个人所需定制的鞋。本发明可被用于定制各类鞋，例如治疗鞋、休闲鞋或运动鞋。另外，本发明可被用于其它类型的鞋，包括高尔夫鞋、靴、凉鞋等等。在其它实施例中，本发明的系统与非处方矫形术或鞋垫合二为一。在另一个实施例中，本发明被用于定制助行器，也就是常说的骨折靴或手术鞋，其被整形外科医生、足病医生和理疗师用于外科手术后和足踝和/或足创损伤后的康复中。助行器能被用于控制肿胀和疼痛。助行器被指定用于足和/或足踝的软组织损伤，足踝、跗骨间的和跖骨的稳定性骨折，以及用作足和足踝损伤和复原的辅助器械。本发明被用于改变鞋类以减轻与足问题有关的不适并帮助治疗和/或预防许多常见的严重足问题。典型的足问题包括由糖尿病引起的足问题、脚跟痛、足底筋膜炎、莫顿神经瘤、莫顿趾骨痛、跖骨痛、脚跟骨刺、关节炎、痛风、拇趾囊肿、胼胝、鸡眼以及籽骨炎。其他典型的足状况包括跟腱炎、足弓疼痛或劳伤、爪状趾、锤状趾、槌状趾、神经病变、过度旋前、重叠趾、胫后肌腱炎等。这些和其它状况受益于在适当的足区准确卸压。最重要的是， 糖尿病患者通过在吸收最大冲击力并因而受伤风险最高的足区卸压，以降低足溃疡的可能性。本发明适用于各种鞋类销售市场，包括鞋店、运行鞋店、体育用品零售店、药店、耐用医疗设备商店、矫形和修复设备实验室、足病诊室、理疗诊室、退伍军人管理机构或其它医疗机构、户外用品零售店等等。通常，本发明的可定制的鞋垫层被放置在另一个与足接触的活动鞋垫的下面。尽管为个人的足定制的鞋垫一般不直接接触足，但可以理解，如果需要，定制鞋垫也能直接接触足。另外，如果本发明被用于非处方矫形机构，带有活动垫片的鞋垫通常也不会直接接触足。相反，活动垫片通常是与鞋底直接接触的矫形机构的一部分。但可以理解，通过本发明的方法制成的鞋垫可被放置在任何结构中，不管是直接接触足，还是分隔开而不与足直接接触，其可以根据特定的用途自由放置，只要鞋反映出在此所述的所期望的减压效果。在一个实施例中，本发明提供一种鞋类用定制鞋垫的制作方法。此方法包括以下步骤从压力板接收数据，压力板上的数据对应于足底压力图；确定压力图中的、高于预定相对压力级的相对高压区；将与相对高压区有关的数据与包括对应于压力图的活动垫片的鞋垫相关联。压力板包括用于产生压力图的压力传感器阵列。在另一个实施例中，本发明提供一种鞋类用定制鞋垫的制作方法。此方法包括如下步骤生成鞋底压力图；确定压力图中的高于预定相对压力级的相对高压区；将与相对高压区有关的数据同包括对应于压力图的活动垫片的鞋垫相关联。本文所采用的压力板是用于检测施加在个人足底上的相对压力的装置。通常，这种压力板产生与足底压力区有关的数据输出信号。如上所述以及在下述的实施例I中，可被用于实施本发明的传统的iStep 压力板在32X32网格内一个由IOM个压力传感器构成的阵列。传感器由两个分开的金属构件组成，当这两个金属构件相互连接时，它们向基于计算机的装置发出信号。在iStep 压力板中，这两个金属构件为iStep 脚垫和置于脚垫上方的注有金属的橡皮垫构成。当人踩在橡皮垫上时，在因足底接触橡皮垫而施加人体重量的区域，橡皮垫和脚垫之间形成连接。然后，这种连接用来将信号传输到接收单元如内电路板单元，随后传给基于计算机的装置。来自脚垫的数据被用于生成人的足印并被图解转换以确定相对高压区，即生成压力图。尽管本文所举的例子采用iStep 压力板，但应当理解，适于测量人足压力的类型相似的传统压力板也可被用于实施本发明。在此所用的压力图是指与特别是当人站立时由足底所施压力的区域有关的人足底图。图1示出了这样的压力图的例子。在本方法中，压力图被用来确定相对高压区，相对高压区被用于定制鞋垫，由此在那些显示出高相对压力的足底区减轻压力。本文所公开的压力图是用压力板生成的并被用于确定足底所施加的相对高压区。 例如，在iStep 压力板中，每个传感器检测信号的范围是从0-255，此范围通过软件被转换为0到15的相对标度，如用从蓝色到红色的配色法表示。压力越大，信号越接近红色，压力为O则没有颜色或信号。尽管本文所举的例子采用0到15的相对标度和配色法，但应该理解，如果需要，能使用任何合适的相对标度及其增量，例如0-20、0-50和0-100等等，或者系列颜色。可以使用任何适于测量相对压力的数值范围，使得所述数据能用于本发明的方法。用于实施本发明的可变式鞋垫包括活动垫片，就是说，活动垫片被用于在由足底所施加的相对高压区减小鞋垫厚度。在某些实施例中，这样的鞋垫包括活动垫片网格，如图 2、图3A和图;3B所示。通常，这些活动垫片的尺寸基本伤相近或相同，除了在反映足底弧度的鞋垫边缘的活动垫片，如图2所示。在一个实施例中，活动垫片的尺寸为Icm2，尽管应该理解也可采用具有其它尺寸和形状的活动垫片，只要其能改变鞋垫以减轻相对高压区的压力。图3A表示根据本发明的鞋垫300，其包括多个活动垫片310。足底压力图被用来确定相对高压区并用于使与相对高压区有关的数据同包括对应于压力图的活动垫片的鞋垫相关联。活动垫片从相对高压区被除去。图3B表示在与相对高压区相关的特定位置已除去垫片320、330的鞋垫330。鞋垫300的厚度可随鞋垫的具体用途而变。通常，厚度从约3/32英寸到约3/16 英寸，例如约为1/8英寸。因此，相对高压区内的减压是由于那些区域的鞋垫厚度减小到约 3/32英寸至约3/16英寸而造成的。应该理解，如果需要，也可使用其它鞋垫厚度。在本发明的一个实施例中，鞋垫由醋酸乙基乙烯脂(EVA)制成。鞋垫也可以由其它材料如聚乙烯或聚氨酯制成，或者由其它适于制造鞋垫的材料制成。用于制作定制鞋垫的本发明方法包括确定压力图中的超过预定压力级的相对高压区。如上所述，压力板的输出被转换为相对标度，以便识别出相对高压区。在一个例子中， 相对压力被标度为0到15，其中0对应于无压力区，15对应于最高相对压力区。本发明方法的优势在于，工作人员预定相对压力级，包括多个活动垫片的鞋垫的超出压力级的垫片需要被除去。例如，依据他们的经验，工作人员确定14以上的压力级涉及相对高压区，针对这样的相对高压区，需要通过去掉活动垫片来减轻高压，以便为个人提供定制的且更舒服的鞋垫。应该理解，这仅仅是示例性的，工作人员可确定哪个相对标度与期望去掉鞋垫的活动垫片相关联。采用相对压力级在以下方面是有利的，相对压力级能产生一份报告，该报告提供与相对高压区相关的特定垫片有关的信息。该报告被用来指导工作人员哪些是与高压区相关且要除去的活动垫片。这为工作人员提供了精确的鞋垫图和需要除去哪些垫片的明确指示，以及提供了便于适当准确改变依据个人足底的高压区定制的鞋垫的输出结果。因此，根据本发明的定制鞋垫制作方法和制作设备还包括生成与相对高压区有关的关联数据的报告，在这里，报告提供关于相对高压区相关联的特定鞋垫区域的信息。通过本发明的设备和方法产生的报告可以是任何期望格式的，其适于指导工作人员除去哪些活动垫片。例如，报告可以为要除其垫片的列表的形式。为了说明，图2所示鞋垫示出与各活动垫片相关联的字母数字网格，这样为每个活动垫片提供坐标。因此，报告可以是应除去的特定垫片的列表。同样，这样的报告也可以是与鞋垫上的网格相对应的表格的形式，在这里，此表格指出要除去哪些垫片。在另一个实施例中，报告可以是例如如图 2所示的鞋垫图的形式，其指出要除去的特定垫片。可以理解，可采用这些和其它形式的报告，只要它能向工作人员传达与相对高压区相关的待除去的特定活动垫片的信息。因此，本发明的报告提供关于待改变的鞋垫特定区域的信息。在一些实施例中，报告提供关于要从鞋垫上除去的至少一个垫片的特定位置的信息。本发明方法的另一个步骤包括除去与相对高压区相对应的鞋垫区域。通过这种方式，工作人员为个人产生定制鞋垫， 其在足底的相对高压区减轻压力。如上所述，本发明涉及与相对高压区相关的数据的使用以及将这些数据同包括对应于足底压力图的活动垫片的鞋垫相关联。通常，这样的数据被方便地收集和分析，并且使用基于计算机的装置生成报告。任何适合的软硬件组合均可使用。因此，本发明的某些实施例提供一种计算机可读介质，其编制有用于关联数据的计算机程序，以便定制鞋类用鞋垫，该计算机可读介质在执行时使至少一个处理器从压力板接收对应于足底压力图的数据；确定压力图中的、高于预定相对压力级的相对高压区； 将与相对高压区有关的数据同包括对应于压力图的活动垫片的鞋垫相关联。另外，本发明还提供用于关联数据的基于计算机的装置，以便定制鞋类用鞋垫。此装置包括被配置成存储可执行指令的存储器、和至少一个能访问存储器的处理器，所述处理器被配置成能控制该装置从压力板接收对应于足底压力图的数据。所述处理器确定压力图中的、高于预定相对压力级的相对高压区，并将与相对高压区相关的数据同包括对应于压力图的活动垫片的鞋垫相关联。在另一个实施例中，本发明提供一种设备，其包括具有用于生成足底压力图的压力传感器阵列的压力板、和用于接收来自压力传感器阵列的数据的基于计算机的装置。基于计算机的装置包括被配置成存储可执行指令的存储器、和至少一个能访问存储器的处理器，处理器被配置成能控制所述基于计算机的装置从压力板接收与足底压力图相对应的数据。处理器确定压力图中的、高于预定相对压力级的相对高压区，并且将与相对高压区有关的数据同包括对应于压力图的活动垫片的鞋垫相关联。
在某些实施例中，本发明的设备进一步包括显示器，用于显示与相对高压区有关的关联数据并提供关于相对高压区相关联的特定鞋垫区域的信息。显示器用于传达关于相对高压区相关联的特定鞋垫区域的信息；就是说，显示器用于传达根据本发明方法所生成的报告。图4表示根据本发明的一个实施例的设备例子。压力板400包括用于检测足底所加压力的压力传感器阵列，与相对高压区有关的数据被传给基于计算机的装置410并被其接收。计算机410如传统的个人计算机运用在此所述的本发明软件将与相对高压区有关的数据同包括对应于压力图的活动垫片的鞋垫相关联。显示器420用于显示与相对高压区相关联的数据，例如高压力区的报告(即列表)。如上所述，本发明的一个特定实施例以方便的方式将压力板和基于计算机的装置合二为一，形成一个适于放置在包括医疗诊所及零售店在内的各种场所的设备。因此，工作人员获得了可被用于以压力板生成压力图、从压力板接收数据、确定相对高压区以及将数据与在包括对应于压力图的活动垫片的鞋垫上的相对高压区相关联的成套设备。但可以理解的是，可使用其它适于实施本发明的配置。也可以理解的是，压力板、硬件和软件的任何适当组合都能被用于实施本发明。本发明的某些实施例还包括至少一个具有对应于压力图的活动垫片的鞋垫。这种鞋垫包括活动垫片网格。在本发明的某一个实施例中，通过一个或多个处理器被关联的数据与鞋垫的至少一个活动垫片的特定位置有关。例如，通过一个或多个处理器被关联的数据与将要从鞋垫上除去的至少一个活动垫片的特定位置相关。可以理解，鞋垫包括本发明的耗件。因此，当一个或多个鞋垫被用于定制个人鞋垫时，此人或其他人的鞋将需要附加的鞋垫。另外，还需要各种尺寸的鞋垫以适应不同人的不同足尺寸。如上所述，根据需要，通过本发明的设备和方法产生的定制鞋垫可被用于定制各种鞋或助行器。图5举例表示带有定制鞋垫的鞋。图5是带有定制鞋垫的运动鞋的透视图。 图5表示运动鞋鞋面500、安置在最接近穿鞋者的足的鞋垫510、具有活动垫片的鞋垫520 以及鞋底530。虽然没有用活动垫片网格表示具有活动垫片的鞋垫520，但可以理解，其代表如图2、图3A和图:3B所示的活动垫片网格。在图5所示的实施例中，具有活动垫片的鞋垫520不直接接触足，而是被直接接触足的鞋垫510分隔开。下述的实施例I和实施例II举例说明根据本发明的方法和设备来制作鞋类用定制鞋垫，实施例I和实施例II描述了产生压力图和为个人定制具有活动垫片的鞋垫。图6 表示本发明的一个实施例的示例流程图。人站在压力板上(600)，压力板上的传感器检测足底所施加的压力(610)。来自压力传感器的数据将被传给计算机，在计算机中的软件分析数据(620)。软件确定其发出信号大于或等于预定值(630)的所有传感器。软件从来自压力传感器接的数据的扫描中找出中点，然后使传感器同鞋垫640的适当活动垫片相匹配。对应于其发出信号大于或等于预定值的传感器(650)，该软件在具有活动垫片的鞋垫上提供坐标。鞋垫上的坐标被用于与某些相对高压区相对应地确定哪些垫片将会被除去(参见图 6C)。以下例子将要说明本发明，而不是限制本发明。实施例I制作鞋类用定制鞋垫
本实施例描述压力图的产生以及鞋类用鞋垫的定制。传统的iStep 脚垫装置包括按照32X32网格由IOM个传感器构成的阵列。每个传感器发出了 0-255的信号。这些传感器由两个独立的金属构件组成，当两个金属构件相连接时，传感器会向内电路板单元发出信号。然后，内电路板单元将信号发给主计算机， 从而主计算机从iStep 脚垫接收到一帧为10 字节的信号。人按指示在压力板上站立约10到30秒或者任何适于压力板进行正确测量所需的时间，然后传感器将信号传给计算机，以绘出足与压力板的接触点和相对压力的图。尽管压力板设有IOM个传感器，但通常仅一半传感器与足接触。通常，每个足接触到200到300 个传感器，每个传感器的读值基于施加在该传感器上的压力并且按上述方式被传输。取决于施加在脚垫上的压力，帧数据是如表1所示的一系列数据。表1.压力板的数字输出例子
权利要求
1.一种基于计算机的装置，用于数据关联以便定制鞋类鞋垫，该装置包括 存储可执行指令的存储器；至少一个处理器，能访问所述存储器并通过执行所述指令控制所述装置以a)从压力板接收数据，所述数据对应于足底的压力图；b)得到相对压力级；c)确定所述压力图中的高于该相对压力级的相对高压区；d)将与所述相对高压区相关的数据同包括对应于所述压力图的以网格排列的活动垫片的鞋垫相关联；以及e)生成与所述相对高压区有关的关联数据的报告，指出相对高压区，从而根据报告所述鞋垫通过除去对应于该高压区的活动垫片而被定制，其中，所述相对压力级是由工作人员设定的压力级，以识别应当从鞋垫除去的活动垫片，所述报告提供与所述相对高压区相关联的所述鞋垫的活动垫片有关的信息， 所述报告提供关于要从所述鞋垫上除去的至少一个活动垫片的特定位置的信息， 所述报告包括要除去的活动垫片的坐标、指出要除去的活动垫片的表格、或者指出要除去的活动垫片的鞋垫的图。
2.一种设备，包括压力板，包括用于生成足底压力图的压力传感器阵列；基于计算机的装置，用于接收来自所述压力传感器阵列的数据，所述基于计算机的装置包括存储器，存储可执行指令；至少一个处理器，能访问所述存储器并通过执行所述指令控制所述装置以a)从所述压力板接收数据，所述数据对应于所述足底压力图；b)得到相对压力级；c)确定所述足底压力图中的高于该相对压力级的相对高压区；d)将与所述相对高压区相关的数据同包括对应于所述足底压力图的以网格排列的活动垫片的鞋垫相关联；以及e)生成与所述相对高压区有关的关联数据的报告，指出相对高压区，从而根据报告所述鞋垫通过除去对应于该高压区的活动垫片而被定制，其特征在于，所述相对压力级是由工作人员设定的压力级，以识别应当从鞋垫除去的活动垫片，所述报告提供与所述相对高压区相关联的所述鞋垫的活动垫片有关的信息， 所述报告提供关于要从所述鞋垫上除去的至少一个活动垫片的特定位置的信息， 所述报告包括要除去的活动垫片的坐标、指出要除去的活动垫片的表格、或者指出要除去的活动垫片的鞋垫的图。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括用于显示与所述相对高压区有关的关联数据的显示器，所述显示器提供与所述相对高压区相关联的鞋垫特定区域有关的信息。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括鞋，所述鞋垫被置入所述鞋中。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括助行器，所述鞋垫被置入所述助行器中。
全文摘要
本发明所提供的方法和设备利用关于足底所施加的压力的信息来制作鞋类用定制鞋垫，该信息与鞋垫的活动垫片相关联。实施例包括用于制作鞋类用定制鞋垫的方法和设备，其包括从压力板接收与足底压力图相对应的数据，确定压力图中的、高于预定相对压力级的相对高压区，将与相对高压区有关的数据同包括对应于压力图的活动垫片的鞋垫相关联。
文档编号A61F5/14GK102283467SQ20111005076
公开日2011年12月21日 申请日期2007年6月5日 优先权日2006年6月6日
发明者E·施瓦茨, L·施瓦茨, M·施瓦茨, R·卡哈那普 申请人:安泰国际公司