具有曲線形鞋底的矯形行走支具的制作方法
【專利說明】具有曲線形鞋底的矯形行走支具
[0001]相關(guān)串請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年3月15提交的美國臨時申請N0.61/792，129的權(quán)益，該申請通過引用全部合并于此。
【背景技術(shù)】
[0003]矯形踝模子和支具被設(shè)計用于在從諸如韌帶撕裂、踝關(guān)節(jié)扭傷、脛骨應(yīng)力骨折和踝關(guān)節(jié)骨折等損傷康復(fù)過程中限制踝運(yùn)動。踝模子典型地從諸如石膏或纖維玻璃等剛性材料注塑而成。它支撐下肢、保持腳處于中立位置、并將踝固定不動。優(yōu)選地在沒有重量作用在關(guān)節(jié)的情況下，通常穿戴模子達(dá)幾周或幾個月，以允許合適地治療斷裂的骨頭和撕裂的韌帶。
[0004]在損傷的初始穩(wěn)定之后進(jìn)一步復(fù)原和加強(qiáng)踝的過程中，代替模子使用行走支具在允許諸如行走等承重訓(xùn)練逐漸增加的情況下繼續(xù)將踝固定不動。一些行走支具具有對站立有用的平坦鞋底，但是難于用于行走。一些行走支具具有在著地過程中向前擺動的搖桿鞋底，局部地替代了踝關(guān)節(jié)喪失的功能。不過，髖和膝處的其他關(guān)節(jié)經(jīng)常需要補(bǔ)償喪失的踝運(yùn)動，使得行走支具的使用易于疲勞。另外，行走支具大且笨重，具有僵硬的支具外殼和以適應(yīng)外殼尺寸的大鞋底。一些具有搖擺底部的行走支具具有厚鞋底，這可能在厚度與患者的其他腳不匹配的時候?qū)е麦y移位。增加的重量和高度使得難以使用行走支具，導(dǎo)致的不自然的步態(tài)可能引起進(jìn)一步的膝或髖不舒適。
[0005]因此，需要一種能夠允許患者接近自然步態(tài)的行走支具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]這里所公開的是用于提供行走支具的系統(tǒng)和裝置，所述行走支具具有鞋底，所述鞋底具有曲線形遠(yuǎn)側(cè)面。這樣提供的鞋底具有變化的前后方向(AP)曲率并且改變內(nèi)-外側(cè)(ML)曲率以使得在行走時能夠具有自然步態(tài)并且在患者處于站立姿勢時提高穩(wěn)定性的遠(yuǎn)側(cè)面。該曲率跨越遠(yuǎn)側(cè)面的變化，使得能夠在鞋底的整體厚度沒有大的增加的情況下得到大的AP曲率。
[0007]根據(jù)一個方面，矯形行走支具包括外殼和具有近側(cè)面和遠(yuǎn)側(cè)面的鞋底。外殼被構(gòu)造成包圍患者的踝并且使患者的踝固定不動防止彎曲。鞋底的近側(cè)面被構(gòu)造成接收患者的腳。鞋底的遠(yuǎn)側(cè)面具有后部區(qū)域、中部區(qū)域和前部區(qū)域。后部區(qū)域被構(gòu)造成位于患者的腳的腳跟部的下方，并且具有第一前后方向(AP)曲率。中部區(qū)域被構(gòu)造成位于患者的腳的中央部的下方，并且具有第二 AP曲率。前部區(qū)域被構(gòu)造成位于患者的腳的前跖骨和腳趾部的下方，并且具有從前部區(qū)域的后方側(cè)朝向前部區(qū)域的中部增加并且從前部區(qū)域的中部向所述后方側(cè)減小的第三AP曲率。中部區(qū)域可以位于患者的足中段的正下方。
[0008]根據(jù)一個實施方式，鞋底的前部區(qū)域包括遠(yuǎn)側(cè)面的AP長度的大約35%。在另一實施方式中，鞋底的中部區(qū)域包括遠(yuǎn)側(cè)面的AP長度的大約40%。
[0009]在一些實施方式中，第三AP曲率具有大于大約每英寸0.100的最大值。前部區(qū)域的AP長度與前部區(qū)域的AP曲率的最大值的積大于大約0.35。在特定實施方式中，中部區(qū)域的AP曲率具有小于大約每英寸0.030的最大值。中部區(qū)域的AP長度和中部區(qū)域的AP曲率的最大值的積可以是大約0.15或者小于大約0.15。在一些實施方式中，后部區(qū)域的AP曲率具有小于大約每英寸0.25的最大值。后部區(qū)域的AP長度和后部區(qū)域的AP曲率的最大值的積可以小于大約0.7。另外，遠(yuǎn)側(cè)面上的最高點(diǎn)和地面之間的距離可以小于大約0.75英寸。
[0010]在特定構(gòu)造中，遠(yuǎn)側(cè)面的內(nèi)-外側(cè)(ML)曲率具有兩個峰。第一峰鄰近遠(yuǎn)側(cè)面的內(nèi)側(cè)邊緣，而第二峰鄰近遠(yuǎn)側(cè)面的外側(cè)邊緣。在這兩個峰之間的ML曲率大致平坦。
[0011]在特定實施方式中，近側(cè)面是剛性的，遠(yuǎn)側(cè)面是柔性的。遠(yuǎn)側(cè)面可以包括不同密度的兩種材料。例如，近側(cè)面可以由塑料材料形成，而遠(yuǎn)側(cè)面可以由橡膠和EVA形成。
【附圖說明】
[0012]將參照附圖從下面的描述中更加全面地領(lǐng)會前述以及其他目的和優(yōu)點(diǎn)。這些描述的實施例應(yīng)該被理解為說明性的并且不以任何方式進(jìn)行限制。
[0013]圖1是示出脛角的圖；
[0014]圖2是示出在行走時脛角的地面反作用力的說明性的測量的圖；
[0015]圖3圖不了腔角、曲率和鞋底厚度之間的關(guān)系；
[0016]圖4是示出正常的步行周期內(nèi)的說明性的脛角速度的圖；
[0017]圖5是根據(jù)一個實施例的具有曲線形鞋底的說明性的行走支具的側(cè)視圖；
[0018]圖6是根據(jù)一個實施例的說明性的曲線形鞋底的側(cè)視圖，示出用于其遠(yuǎn)側(cè)面的曲率圖；
[0019]圖7是根據(jù)一個實施例的圖6中的說明性的曲線形鞋底的近側(cè)面的投影；
[0020]圖8是根據(jù)一個實施例的圖6中的說明性的曲線形鞋底的遠(yuǎn)側(cè)面的投影；
[0021]圖9是根據(jù)一個實施例的圖6中的說明性的曲線形鞋底的前后方向截面圖；
[0022]圖10是根據(jù)一個實施例的圖6中的說明性的曲線形鞋底的內(nèi)外側(cè)截面圖；
[0023]圖11是根據(jù)一個實施例的圖6中的曲線形鞋底的分解圖，示出了遠(yuǎn)側(cè)面的說明性的分段和分層結(jié)構(gòu)，其中各段由不同材料形成。
【具體實施方式】
[0024]為了提供這里描述的系統(tǒng)和裝置的整體理解，現(xiàn)在將描述某些說明性實施例。為了清楚和說明的目的，將參照應(yīng)用于患者的小腿和踝的矯形行走支具來描述這些系統(tǒng)和裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，這里描述的系統(tǒng)和裝置可以適當(dāng)?shù)馗淖兒托薷摹？梢栽谄渌线m的應(yīng)用中采用這些系統(tǒng)和裝置，如用于包括曲線形鞋底并且其他這種附加和修改將不脫離發(fā)明的范圍的其他類型的支具。
[0025]圖1示出脛角120，圖2提供了步行周期的支撐相(stance phase)期間脛角120的相應(yīng)的曲線圖220。在圖1中，圖示了處于行走姿勢的人的下肢，腳的前跖骨的趾部與地面接觸。當(dāng)腳的遠(yuǎn)側(cè)面至少一部分與地面接觸時，從豎直軸線130順時針測量脛角120。如果脛和股排成直線，如處于直立姿勢那樣，則脛角120得到O度值；當(dāng)如圖1所示膝向后彎曲時，脛角120得到正值，當(dāng)小腿延伸至大腿前方時，脛角120得到負(fù)值。
[0026]當(dāng)腳著地時，步行周期開始，當(dāng)相同的腳再次著地時，步行周期結(jié)束。在正常的步行周期中下肢的運(yùn)動可以分成兩個相；腳與地面接觸并且由地面支撐的支撐相，以及下肢由髖和膝向前擺動的擺動相。當(dāng)腳100的腳跟著地時，支撐相開始，當(dāng)相同腳的趾105離地時，支撐相結(jié)束。支撐相可以進(jìn)一步分成三個階段:腳跟著地、支撐中期和腳趾離地。如名稱所隱含的，腳跟著地發(fā)生在腳跟著地并前向擺動的時候。支撐中期發(fā)生在腳掌著地并且身體重心位于腳正上方的時候。腳趾離地跟著支撐中期，發(fā)生在前跖骨或跖球以及腳趾離地以驅(qū)使身體向前的時候。在支撐相期間，踝和跗骨間關(guān)節(jié)提供了背伸和跖屈運(yùn)動，而腳的前跖骨和趾部提供了向前的推進(jìn)力。
[0027]如圖2中的曲線圖220所示，脛角120和腳壓力中心135在整個支撐相中連續(xù)地變化，在腳跟著地和腳趾離地期間，脛角120的變化較大。該圖的水平軸線210對應(yīng)于單位為百分?jǐn)?shù)的支撐相的時間跨度或者支撐相的已經(jīng)完成了的百分?jǐn)?shù)。主豎直軸線222表示單位為度的脛角120。陰影在圖2中用于近似表示支撐相的三個階段:區(qū)域210、212和214分別對應(yīng)于腳跟著地、支撐中期和腳趾離地。盡管希望對于不同個體的脛角的測量在整個支撐相中遵循如線圖220 —樣的相同的大致圖案，然而存在著個體差異和步幅方面的差異。曲線圖220作為說明性示例呈現(xiàn)。對于個體或其他基礎(chǔ)可以給出類似的圖。當(dāng)人行走時，脛角以類似于曲線圖220的方式變化。踝、跗骨和跖骨關(guān)節(jié)一起利用在腳與地面接觸時腳的擺動來支撐該運(yùn)動。然而，對于穿戴矯形行走支具的患者而言，踝運(yùn)動受限制。結(jié)果，患者采取較小的步幅，或者膝和髖關(guān)節(jié)利用另外的彎曲和伸展進(jìn)行補(bǔ)償。兩種情況都導(dǎo)致嚴(yán)重偏離曲線圖220