臺灣博碩士論文加值系統

現行國內的鞋楦在大量製作的情形下，往往都直接採用國外的尺碼系統，因此並不能完全符合國人足型的需求。加上鞋內之鞋墊也不一定合適於每個人獨特的足型若使用不適當的足弓墊，容易引起足部的不舒適，嚴重時則會造成足部的傷害。而目前有關於足型分類的研究中，多以傳統的足弓研究方法如足印法等為主，並無法滿足弓之3D特性，所以容易產生誤差及資料謬誤。
有鑑於此，本研究利用三維足部掃描儀獲取15至49歲共240位不同年齡層的國人(男女各半)，於三種負重程度下左腳之3D足部模型。應用這些型態資料再擷取8項足弓特徵尺寸進行因素分析，並依據此標準以資料挖礦方法建立足弓分類模式，最後足弓的3D分類結果將與傳統足印分類法之結果進行比較。可獲的研究成果為運用3D足弓特徵可更容易掌握足弓在不同年齡時，其絕對尺寸及相對3D形狀之發展與變化，瞭解不同負重程度時，足弓在橫斷面、體積及角度上產生之形變。最後對於國人之3D足弓分類模式，將有助於足部研究及足弓墊與鞋子的設計、製造。

In most of the domestic cases in Taiwan, the shoe lasts have designed and massly produced by adopting foreign sizing system. Thus, the products cannot satisfy the foot shapes of Taiwanese people. Moreover, the arch supports may not be suitable to all of people in Taiwan. It is easy to feel uncomfortable or even to get injured without using proper insoles. Most of current studies about foot shape classification are using traditional methods such as footprint. Thus, the differences and errors may easily occur since the traditional methods are not able to analyze the 3D property of foot arches.
In this study, the 3D foot CAM was employed to take the 3D left foot models of 240 people (including 120 males and 120 females) who aged from 15 to 49 years old. There are 3 different loading levels to be considered. The factor analysis was applied to measure 8 meajor landmarks on foot arch, which are obtained from the data of 3D foot CAM. According to the analysis result, a method of foot arch classification was constructed by using data mining. A comparison between proposed result and traditional classification was also made. As a result, by analyzing the 3D features of foot arches, it is more easily to realize the relation between the absolute size and the 3D development, and the foot arch deformation of cross-section, volume and angle. This method of 3D foot arch classification can help improving the foot studies and the design and the production of insoles and shoes.

摘要 I
Abstact II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
第一節 研究背景 1
第二節 研究動機 4
第三節 研究目的 6
第四節 研究之重要性 8
第二章 文獻探討 10
第一節 足部與足弓的構造及功能 10
第二節 足底壓力分佈和足部傷害 18
第三節 常見的足弓測量法 21
第四節 常用的足印分類法 26
第五節 三次元人體計測 30
第六節 年齡與負重對足弓之影響 35
第七節 因素分析和資料挖礦方法 38
第三章 研究方法 43
第一節 樣本來源及受測者資料 43
第二節 儀器與設備 45
第三節 定義參數項目 50
第四節 前導測試實驗 54
第五節 量測方法步驟 57
第四章 研究結果 62
第一節 受測者基本資料 62
第二節 3D足弓特徵尺寸差異 63
第三節 3D足弓分類 96
第五章 討論 111
第一節 性別與負重對足弓特徵變化之影響 111
第二節 年齡與負重對足弓特徵變化之影響 115
第三節 足弓類型與分類方法的文獻比較 123
第四節 群集分析與足弓指數的足型比較 125
第六章 結論與建議 127
第一節 結論 127
第二節 建議 130
參考文獻 132
附錄一 受測者同意書 141


圖目錄
圖2-1 足部構造 .................................................................................................................. 11
圖2-2 足弓的三種類別 ...................................................................................................... 13
圖2-3 足弓的類型 .............................................................................................................. 15
圖2-4 高足弓、正常足和扁平足的足壓分佈 ................................................................... 20
圖2-5 徑測器測量法量測足弓高 ....................................................................................... 21
圖2-6 X 光測量法量測骨骼的足弓分類 ......................................................................... 24
圖2-7 足印參數測量法 ...................................................................................................... 26
圖2-8 兒童扁平足發生年齡與發生比例 ........................................................................... 36
圖3-1 LT 3D Face CAM ................................................................................................... 45
圖3-2 研究設備整體外觀 .................................................................................................. 46
圖3-3 Beauty 3D............................................................................................................... 47
圖3-4 Anthro 3D............................................................................................................... 47
圖3-5 體重計 ..................................................................................................................... 48
圖3-6 ㄇ字鋁擠型支撐桿 .................................................................................................. 49
圖3-7 足弓特徵尺寸之圖示 .............................................................................................. 52
圖3-7 足弓特徵尺寸之圖示(續1) ..................................................................................... 53
圖3-7 前導測試實驗流程 .................................................................................................. 55
圖3-8 量測方法步驟圖 ...................................................................................................... 57
圖3-9 量測時所貼基準點位置........................................................................................... 58
圖3-10 負重控制情形 ........................................................................................................ 60
圖3-11 足型掃描 ................................................................................................................ 60
圖4-1 男女15~17 歲性別差異的折線圖 ........................................................................... 65
圖4-1 男女15~17 歲性別差異的折線圖(續1) .................................................................. 66
圖4-1 男女15~17 歲性別差異的折線圖(續2) .................................................................. 67
圖4-1 男女15~17 歲性別差異的折線圖(續3) .................................................................. 68
圖4-2 男女18~21 歲性別差異的折線圖 ........................................................................... 70
圖4-2 男女18~21 歲性別差異的折線圖(續1) .................................................................. 71
圖4-2 男女18~21 歲性別差異的折線圖(續2) .................................................................. 72
圖4-2 男女18~21 歲性別差異的折線圖(續3) .................................................................. 73
圖4-3 男女22~29 歲性別差異的折線圖 ........................................................................... 75
圖4-3 男女22~29 歲性別差異的折線圖(續1) .................................................................. 76
圖4-3 男女22~29 歲性別差異的折線圖(續2) .................................................................. 77
圖4-3 男女22~29 歲性別差異的折線圖(續3) .................................................................. 78
圖4-4 男女30~49 歲性別差異的折線圖 ........................................................................... 80
圖4-4 男女30~49 歲性別差異的折線圖(續1) .................................................................. 81
圖4-4 男女30~49 歲性別差異的折線圖(續2) .................................................................. 82
圖4-4 男女30~49 歲性別差異的折線圖(續3) .................................................................. 83
圖4-5 男性中不同年齡層差異的折線圖 ........................................................................... 87
圖4-5 男性中不同年齡層差異的折線圖(續1) .................................................................. 88
圖4-5 男性中不同年齡層差異的折線圖(續2) .................................................................. 89
圖4-6 女性中不同年齡層差異的折線圖 ........................................................................... 93
圖4-6 女性中不同年齡層差異的折線圖(續1) .................................................................. 94
圖4-6 女性中不同年齡層差異的折線圖(續2) .................................................................. 95
圖4-10 全負重中二階段群集分析的散佈圖 ................................................................... 103
圖4-11 半負重中二階段群集分析的散佈圖 .................................................................... 103
圖4-12 微負重中二階段群集分析的散佈圖 ................................................................... 104


表目錄
表2-1 非接觸式量測系統之優缺點 .......................................... 32
表3-1 受測之年齡層及樣本數 .............................................. 44
表3-2 LT 3D Foot CAM 規格表 ............................................. 46
表3-3 本研究之足弓特徵尺寸及其定義 ...................................... 51
表3-4 前導試驗測試左右腳負重程度之平均數、標準差與95.5%信賴區間 ......... 56
表3-5 基準點位置定義 .................................................... 59
表4-1 受測者基本資料 .................................................... 62
表4-2 男女15~17 歲性別差異的獨立樣本T 檢定結果 .......................... 64
表4-3 標準化後15~17 歲性別差異的獨立樣本T 檢定結果 ...................... 65
表4-4 男女18~21 歲性別差異的獨立樣本T 檢定結果 .......................... 69
表4-5 標準化後18~21 歲性別差異的獨立樣本T 檢定結果 ...................... 70
表4-6 男女22~29 歲性別差異的獨立樣本T 檢定結果 .......................... 74
表4-7 標準化後22~29 歲性別差異的獨立樣本T 檢定結果 ...................... 75
表4-8 男女30~49 歲性別差異的獨立樣本T 檢定結果 .......................... 79
表4-9 標準化後30~49 歲性別差異的獨立樣本T 檢定結果 ...................... 80
表4-10 男性中不同年齡層差異的雙因子變異數分析結果 ....................... 85
表4-11 標準化後男性不同年齡層差異的雙因子變異數分析結果 ................. 86
表4-12 女性中不同年齡層差異的雙因子變異數分析結果 ....................... 91
表4-13 標準化後女性不同年齡層差異的雙因子變異數分析結果 ................. 92
表4-14 男性足弓特徵尺寸主成分分析結果 ................................... 97
表4-15 女性足弓特徵尺寸主成分分析結果 ................................... 98
表4-16 K 平均數集群法的分析結果 ......................................... 102
表4-17 全負重中三種足型的最具代表性樣本 ................................ 106
表4-18 半負重中三種足型的最具代表性樣本 ................................ 107
表4-19 微負重中三種足型的最具代表性樣本 ................................ 108
表5-1 性別差異之標準化前後比較 ......................................... 113
表5-2 男女不同年齡層差異在足弓高度的Waller-Duncan 檢定結果 ............. 117
表5-3 男女不同年齡層差異在足弓截面積的Waller-Duncan 檢定結果 ........... 118
表5-4 男女不同負重程度在足弓高度的Waller-Duncan 檢定結果 ............... 119
表5-5 男女不同負重程度在足弓角度的Waller-Duncan 檢定結果 ............... 120
表5-6 男女不同負重程度在足弓面積與體積的Waller-Duncan 檢定結果 ......... 121
表5-7 半負重的足弓指數測量法 ........................................... 125
表5-8 半負重中兩種分類法的共同樣本數 ................................... 126

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