可穿戴足底压力监测系统研究进展

陈足娇，张 睿，卓雯雯，张龙琳,2，周 莉,2

(1.西南大学 蚕桑纺织与生物质科学学院，重庆 400715；2.重庆市生物质纤维材料与现代纺织工程技术研究中心，重庆 400715)

足底压力是指人体站立或运动状态下，体重通过足部作用于地面，地面同时会对足底产生一个大小相等、方向相反的作用力，这个作用力可用来评估人体下肢的功能及疲劳情况，常常应用于医学诊断、足疾评估、疾病严重程度测定等领域[1-2]。如压力测试板、测试台等足底压力测量系统，采集到的足底压力数据常被应用于运动测量、疾病诊断中[3-4]。这些传统的压力测量设备体积大、灵活性小，不能满足对足底压力实时监测的需求。相反，压力监测袜、监测鞋的适应性强、空间局限性小，可实时采集和分析人体足底压力信息，为步态研究、鞋业制造、仿真机器人等领域提供可靠的数据。这类可穿戴足底压力监测系统的研发涵盖了多个领域，需要在生物力学、纺织、电子、无线传输等学科的基础上对其进行研究分析。

本文从生物力学的角度，分析人体足部的生理结构及足部的运动特点，探究足底压力监测袜与足底压力监测鞋相关的传感元件及工作原理。通过分析人体足部运动，探究足底压力监测系统特征点的选取原则；并分析该系统在摔倒监测、疾病诊断与治疗、数据资源共享等方面的应用；最后，讨论了可穿戴足底压力监测系统的研发与应用以及现阶段存在的问题及发展趋势。

1 人体足部运动力学

1.1 人体足部生理结构

人体足部由28块功能各异的骨骼、33个关节以及130多根韧带、肌肉群、神经系统组成，是一个复杂且独立的生理系统[5]。……