專利名稱：康復(fù)性鞋內(nèi)底裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鞋的內(nèi)底。具體地，本發(fā)明涉及一種內(nèi)底裝置，其能夠通過(guò)刺激穿鞋者的腳的本體感受反應(yīng)對(duì)腳進(jìn)行康復(fù)治療。
背景技術(shù)：
從事步態(tài)相關(guān)疾病的職業(yè)人士普遍承認(rèn)，很大部分的人在他們一生中的某些時(shí)候都會(huì)患上某些步態(tài)相關(guān)的病痛或官能障礙。被普遍承認(rèn)的另一點(diǎn)是，大多數(shù)情況下，疾病、受傷或官能障礙背后的機(jī)理在生物力學(xué)上與步行周期的支撐階段中的腳和地面之間的接觸面有關(guān)。
已經(jīng)有人提出過(guò)，提供一種裝置，對(duì)穿鞋者的腳產(chǎn)生本體感受的或稱內(nèi)部的反饋刺激，該裝置能夠直接作用于潛在的病理、傷害或官能障礙。在授予Burke等人的美國(guó)專利5,404,659中公開(kāi)了這樣的裝置。如美國(guó)專利5,404,659中所公開(kāi)的，拱形康復(fù)刺激體對(duì)高爾基氏腱器官產(chǎn)生刺激，接著，高爾基氏腱器官又刺激足部的肌肉骨骼結(jié)構(gòu)，從而對(duì)足部結(jié)構(gòu)起到康復(fù)作用。該刺激體為拱形凸起，產(chǎn)生從輕微到強(qiáng)烈的不適感，從而引起對(duì)高爾基氏腱器官的刺激。
但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，美國(guó)專利5,404,659中公開(kāi)的裝置不能起到所述的作用，多數(shù)的穿鞋者發(fā)現(xiàn)，在使用該裝置時(shí)過(guò)于不舒服。特別是，當(dāng)受到人體行走時(shí)常規(guī)的約為體重的2.5倍的豎直壓力時(shí)，該裝置將產(chǎn)生相當(dāng)于其最大高度的40％到60％的撓曲，并且當(dāng)只受到體重一倍的壓力時(shí)，應(yīng)該沒(méi)有撓曲。在此范圍內(nèi)的撓曲非但不能刺激高爾基氏腱器官以產(chǎn)生本體感受反應(yīng)，反而導(dǎo)致穿鞋者的嚴(yán)重疼痛，這是因?yàn)闆](méi)有足夠的撓性且穿鞋者總是注意到該裝置的存在。而且，如美國(guó)專利5,504,659中所公開(kāi)的，該裝置具有理想的頂點(diǎn)高度，該高度為總足高的5.25％到7.6％。根據(jù)這些尺寸構(gòu)造的裝置會(huì)導(dǎo)致過(guò)高的拱高，并能夠?qū)е麓┬叩膰?yán)重不適以及可能的傷害。該專利還公開(kāi)了，該裝置的絕對(duì)高度、即不承重高度應(yīng)該是相同的，與體重和足弓高度無(wú)關(guān)。這明顯是錯(cuò)誤的，因?yàn)椴煌拇┬邔⒕哂胁煌氖孢m度閾值和足弓高度。
總之，美國(guó)專利5,404,659公開(kāi)的裝置不能起到所述的作用。穿鞋者將發(fā)現(xiàn)難以成功地使用該裝置，而且，該裝置非但不能激發(fā)本體感受反應(yīng)，反而會(huì)在每邁一步時(shí)都導(dǎo)致疼痛和不適。穿鞋者的腳中產(chǎn)生的疼痛實(shí)際上將導(dǎo)致穿鞋者限制施加到腳上的壓力以避免這種不適，而不是如其文中所稱的目的那樣，通過(guò)產(chǎn)生無(wú)法察覺(jué)的刺激對(duì)腳進(jìn)行鍛煉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種康復(fù)性內(nèi)底裝置，其具有基本呈拱形的刺激體，用于與人腳的底部相接觸。
該刺激體具有一頂點(diǎn)，與腳內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域?qū)R，該目標(biāo)區(qū)域由腳的側(cè)楔狀骨、骰骨和舟狀骨的連接點(diǎn)所確定，從而允許腳能夠在目標(biāo)區(qū)域附近做自由的三平面轉(zhuǎn)動(dòng)。該刺激體在頂點(diǎn)處的最大高度為足長(zhǎng)的1％到5％，其中，足長(zhǎng)基本對(duì)應(yīng)于康復(fù)性內(nèi)底裝置的長(zhǎng)度。該刺激體可以彈性地變形，從而施加向上的壓力，對(duì)腳作用在刺激體上的向下的壓力作出反應(yīng)，刺激腳中的高爾基氏腱器官。彈性部件具有彈性變形能力，使得刺激體能夠根據(jù)人站立時(shí)施加到刺激體上的豎直壓力，在最大高度的40％到100％之間撓曲。
刺激體可具有空腔，用于可拆卸地容納一插件，該插件在刺激體與下層表面之間產(chǎn)生作用，從而控制刺激體的彈性變形能力。刺激體和插件可具有協(xié)同連接裝置，用于將插件緊固到內(nèi)底上。該協(xié)同連接裝置可包括定位裝置(detent means)，用于阻止插件與內(nèi)底分離并在其間橫移。
該定位裝置可包括在插件和刺激體其中之一上的漲大端，該漲大端能夠插入在插件和刺激體的另一個(gè)中的較窄的開(kāi)口。
該漲大端可設(shè)置在從插件和刺激體其中之一延伸出的至少一個(gè)凸起的末端上。
該刺激體可具有在內(nèi)底上方的外覆蓋面，并且至少一個(gè)凸起從外覆蓋面延伸穿過(guò)內(nèi)底。
該協(xié)同連接裝置可包括插件上的豎直壁，該豎直壁與插口上的相應(yīng)豎直壁對(duì)齊，從而阻止在它們之間發(fā)生橫移。定位裝置可包括鉤環(huán)扣件制成的配合帶，該配合帶固定在插口的內(nèi)部側(cè)面以及插件的外部側(cè)面上。
該凸起可以是從刺激體穿過(guò)插口延伸的彈性柱，且該插件可具有一凹陷，該凹陷緊密圍繞著彈性柱的至少一部分，以阻止彈性柱在橫向上發(fā)生變形，從而提高彈性柱的硬度。
可以在內(nèi)底與插件之間散布設(shè)置磁性材料。
該插件可具有在空腔中從內(nèi)底向下延伸的彈性柱，以及一個(gè)可拆卸環(huán)部件，該環(huán)部件用于接納彈性柱并阻止彈性柱在橫向上發(fā)生彈性形變，從而提高彈性柱的硬度。
協(xié)同連接裝置可以是鉤環(huán)扣件制成的配合帶，該配合帶固定在插件和內(nèi)底的相對(duì)的表面上。
協(xié)同連接裝置可包括分別由相反極性的磁性材料制成的條帶，該條帶固定在插件和內(nèi)底的相對(duì)的表面上。協(xié)同連接裝置還可包括與插口上的豎直壁對(duì)齊的插件上的豎直壁，以便阻止在它們之間發(fā)生橫移。
定位裝置可包括多個(gè)凸起，它們從插件向上延伸，終止于漲大端。該定位裝置還可包括穿過(guò)刺激體的孔，用于接納帶有漲大端的凸起，當(dāng)插件固定到內(nèi)底中時(shí)，這些凸起終止于刺激體上方。上述孔和凸起可以排列為對(duì)應(yīng)于腳上的各個(gè)反射療法點(diǎn)的樣式，以便相應(yīng)于腳施加在內(nèi)底上的向下的壓力而進(jìn)行反射治療。還可以在凸起周圍的內(nèi)底和插件之間設(shè)置磁性材料。


現(xiàn)在將參照附圖，僅以示例的方式說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中圖1為內(nèi)底的中央縱分面視圖，示出相對(duì)于腳在內(nèi)底或中底上的定位，拱形康復(fù)性刺激體所處的位置；圖2為內(nèi)底的腳背方向視圖，示出相對(duì)于腳在內(nèi)底或中底上的定位，拱形康復(fù)性刺激體所處的位置；圖3為本發(fā)明的懸臂彈簧裝置的透視圖，示出支架和定位孔；圖4為圖3中的內(nèi)底或中底以及懸臂彈簧裝置沿圖2中的A-A’線截開(kāi)的縱分面剖視圖；圖5為設(shè)計(jì)進(jìn)支架中的本發(fā)明的懸臂彈簧裝置的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖6為本發(fā)明的采用拱形盤簧裝置的另一實(shí)施例的透視圖，示出支架和定位孔；圖7為沿圖6的B-B’線截開(kāi)的本發(fā)明的拱形盤簧裝置的又一個(gè)實(shí)施例的正剖視圖；圖8a和8b為內(nèi)底和中底的正剖視圖和縱分面剖視圖，分別示出拱形康復(fù)性刺激體的區(qū)域內(nèi)的矩形插口空腔的位置；圖9為拱形康復(fù)性刺激體以及圖8a和8b中所示的拱形康復(fù)性刺激體中的矩形插口空腔的足底視圖；圖10為插件的透視圖，該插件能夠插入拱形康復(fù)性刺激體中的矩形插口空腔中；圖11a和11b為內(nèi)底和中底的另一實(shí)施例從圖2的A-A'和B-B’截開(kāi)的正剖視圖和縱分面剖視圖，分別示出拱形康復(fù)性刺激體的區(qū)域內(nèi)的矩形金字塔式插口空腔的位置；圖12為拱形康復(fù)性刺激體以及圖11a和11b中所示的拱形康復(fù)性刺激體中的矩形金字塔式插口空腔的足底視圖；圖13為插件的透視圖，該插件能夠插入拱形康復(fù)性刺激體中的矩形金字塔式插口空腔中；圖14a和14b為內(nèi)底和中底的另一實(shí)施例沿A-A'和B-B’截開(kāi)的正剖視圖和縱分面剖視圖，分別示出拱形康復(fù)性刺激體中的帶有曲線末端的矩形插口空腔的位置；圖15為拱形康復(fù)性刺激體以及圖14a和14b中所示的拱形康復(fù)性刺激體中的帶有曲線末端的矩形插口空腔的足底視圖；圖16為插件的透視圖，該插件能夠插入拱形康復(fù)性刺激體中的帶有曲線末端的矩形插口空腔中；圖17為拱形插件的另一實(shí)施例的透視圖，該插件在其腳背側(cè)帶有固定肋；圖18為沿圖2的B-B’線截開(kāi)的拱形康復(fù)性刺激體和內(nèi)底或中底的正剖視圖，示出帶有兩個(gè)圖17所示的固定肋的拱形插件；圖19為沿圖2的B-B’線截開(kāi)的拱形康復(fù)性刺激體和內(nèi)底或中底的正剖視圖，示出帶有單個(gè)圖17所示的固定肋的拱形插件；圖20為本發(fā)明的另一實(shí)施例的中央縱分面視圖，示出拱形康復(fù)性刺激體相對(duì)于內(nèi)底或中底上的以及后跟片(skive)上的足位的位置；圖21為內(nèi)底或中底裝置的腳跟區(qū)域的視圖，示出圖20所示的錐形腳跟片的位置和特性；圖22為沿圖21的C-C'截開(kāi)的正剖視圖，示出后跟片的幾何特性；圖23a和23b為內(nèi)底和中底的另一實(shí)施例沿A-A'和B-B’截開(kāi)的正剖視圖和縱分面剖視圖，分別示出拱形康復(fù)性刺激體中的矩形插口空腔的位置，且該空腔為豎直側(cè)壁與錐形側(cè)壁的結(jié)合；圖24為沿圖2的A-A'截開(kāi)的內(nèi)底的另一實(shí)施例的縱分面剖視圖，示出腳背朝上放置的腳，具有空腔和下切口的內(nèi)底，以及具有與空腔相配的幾何外形的插件；圖25a為剖視圖，示出另一實(shí)施例，其中，該插件具有突出的柱狀頭；圖25b示出具有加強(qiáng)部分的圖25a的插件；圖26a和26b示出另一個(gè)插口/插件結(jié)構(gòu)；圖27a和27b示出采用鉤環(huán)扣件作為協(xié)同連接裝置的插件/插口結(jié)構(gòu)；圖28a和28b對(duì)應(yīng)于圖25a的實(shí)施例，但還示出在實(shí)施例中結(jié)合了磁性薄片；圖29a和29b示出一內(nèi)底空腔，其具有向下延伸的彈性柱以及可拆卸環(huán)部件；以及圖30示出具有外層的內(nèi)底，該外層穿過(guò)內(nèi)底延伸，用于與插件相連接。
具體實(shí)施例方式
參考圖1和2，示出內(nèi)底或中底裝置。
裝置1具有與腳的下表面相接觸的背面。本體感受刺激體4位于裝置1的中部，基本與腳的拱形系統(tǒng)的頂點(diǎn)對(duì)齊。所示拱形系統(tǒng)的頂點(diǎn)處于圖1和2中所示的目標(biāo)區(qū)域“A”處，且由舟狀骨5、側(cè)楔狀骨6、以及骰骨7的關(guān)節(jié)點(diǎn)確定，或略微偏向它們的中間。如本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所能理解的，穿鞋者的腳包括由韌帶互相連接的各個(gè)腳骨。肌肉層通過(guò)肌腱附在腳骨上，并被脂肪組織的厚層所覆蓋，而脂肪組織層最后由皮膚層所覆蓋。
本體感受刺激體4具有一定面積，其周長(zhǎng)9由前弧、后弧、中弧、以及側(cè)弧形成。優(yōu)選地，前弧的最高點(diǎn)處于第二跖骨的側(cè)面以及第三跖骨的中間，且向前方延伸不超過(guò)總足長(zhǎng)的70％，不小于60％；后弧的最高點(diǎn)處于跟骨側(cè)突(lateral tubercle of the calcaneus)的中部和中突的側(cè)面，并且向前方延伸不超過(guò)總足長(zhǎng)的15％，不大于25％；中弧和側(cè)弧不超過(guò)由腳本身形成的中間邊界和側(cè)邊界；且本體感受刺激體4完全處于跖骨頭、跟骨、以及腳的側(cè)邊界和中間邊界所設(shè)定的范圍之內(nèi)。
本體感受刺激體4為非對(duì)稱拱形，當(dāng)從縱分面方向看時(shí)，其頂點(diǎn)與如上所述的目標(biāo)區(qū)域“A”對(duì)齊。刺激體4在頂點(diǎn)處的高度應(yīng)該保證當(dāng)使用者直立時(shí)，目標(biāo)區(qū)域“A”的高度為總足長(zhǎng)的5.28％到7.6％。本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這對(duì)應(yīng)于實(shí)際為總足長(zhǎng)的1％到5％的刺激體高度，理想比例為穿鞋者的足長(zhǎng)的3.6％。
優(yōu)選地，刺激體4應(yīng)以這樣的方式和材料制造，使其具有需要的某種壓縮和回彈特性。例如，當(dāng)刺激體受到站立的人產(chǎn)生的豎直力時(shí)，刺激體將產(chǎn)生相當(dāng)于其最大高度的40％到100％的撓曲。
本發(fā)明的第一實(shí)施例在圖3和7中示出。
參考圖3和4，從截面A-A′的縱分面視圖上看，裝置1與支架11相接觸。支架11具有腳跟區(qū)域3以及中足區(qū)域10。中足區(qū)域10形成由彈性部件支撐的刺激體4，彈性部件呈拱形懸臂彈簧裝置12的形式。懸臂腿13彎曲并收縮進(jìn)缺口14中，從而允許腿13能夠在收縮中不彼此干擾的前提下收縮。刺激體的頂點(diǎn)8呈懸臂彈簧裝置12的形式，該頂點(diǎn)提供了與裝置1中的定位銷18對(duì)齊的定位孔17。定位孔15也與裝置1的定位銷16對(duì)齊，以保證刺激體4及其頂點(diǎn)8的正確定位并保持該位置。定位銷16和定位孔的的豎直側(cè)壁23起到防止插入的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生前/后和中/側(cè)偏移的作用，如圖3、4、5、6中所示?？?5和相應(yīng)的定位銷16可位于裝置1和支架11上的任何位置，只要適合設(shè)計(jì)和功能性即可。體重、動(dòng)作和足型的差異可以通過(guò)對(duì)制造支架11和懸臂彈簧裝置12所用的材料進(jìn)行選擇而得到補(bǔ)償。支架11和懸臂彈簧12可通過(guò)注塑或真空成形以及通過(guò)沖壓而形成。諸如迭爾林(聚甲醛樹(shù)酯)、E.I.DuPont公司生產(chǎn)的Hytrel和Zytel、PVC、Pebax或分層織物的聚合物以及諸如玻璃纖維或石磨的樹(shù)脂結(jié)合物能夠提供所需的物理和材料特性。
裝置1的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是選擇的材料的高撓曲疲勞特性。與其他利用人體的本體感受反饋機(jī)制以增強(qiáng)人腳的結(jié)構(gòu)整體性的鞋內(nèi)底或中底部件中公開(kāi)的方案相比，這使得裝置1、特別是刺激體4，能夠使用更長(zhǎng)的時(shí)間。當(dāng)在懸臂機(jī)構(gòu)的頂點(diǎn)8處對(duì)其施力時(shí)，從裝置1的支撐面到刺激體4的頂點(diǎn)8的最大豎直距離得到理想的調(diào)節(jié)。
圖5示出懸臂彈簧裝置12的另一設(shè)計(jì)方案，其中，懸臂彈簧裝置12的腿13撓曲并向遠(yuǎn)離中心區(qū)域的方向移動(dòng)?？蓪D5中彈簧裝置12的后指部20塑造為支架11的整體部分或永久固定到支架11上。懸臂彈簧裝置12的每個(gè)腿13都具有腳部19，使其能夠順利地伸長(zhǎng)而不受腳部19與和其接觸的鞋內(nèi)層之間產(chǎn)生的摩擦的妨礙。在圖5中示出的此實(shí)施例還包含了定位銷18和16，以及定位孔15和17，以及它們具有的豎直側(cè)壁23，從而保證刺激體4及其頂點(diǎn)8的正確定位，并將刺激體保持在其位置上。
圖6示出支撐本發(fā)明的刺激體4的彈性部件的具體結(jié)構(gòu)。它包含了盤簧裝置21，該盤簧裝置21與腳的拱形系統(tǒng)的頂點(diǎn)8的目標(biāo)區(qū)域?qū)R，并固定到支架11上或設(shè)計(jì)成支架11的整體部分。在圖6中示出此點(diǎn)，其中示出了盤簧裝置21的透視圖。在其中形成的定位銷16和定位孔15以及豎直側(cè)壁23防止該機(jī)構(gòu)產(chǎn)生任何中/側(cè)和前/后偏移，并保證將其正確定位。
應(yīng)該相信，可以通過(guò)至少兩種途徑得到本發(fā)明的懸臂彈簧機(jī)構(gòu)所需的具體特性。第一種途徑是采用一種設(shè)計(jì)，特別是采用腿13的特性為常量的設(shè)計(jì)，并采用上述聚合物等的不同等級(jí)。對(duì)于施加的豎直力的計(jì)算以及對(duì)于三角函數(shù)的使用，使得沿腿13向下的力矢量的計(jì)算變得簡(jiǎn)單，并且可利用此點(diǎn)，基于其彈性模量F＝(KX)來(lái)決定所需的聚合物或聚合物等級(jí)；其中，F(xiàn)為施加到頂點(diǎn)8上的豎直力，K為由彈性模量提供的彈性常數(shù)，而X為彈簧長(zhǎng)度的變化距離，在此例中，X為直立高度“H+X”與在目標(biāo)區(qū)域施加豎直力造成懸臂壓縮時(shí)的高度“H”之間的差。
獲得所需回彈和壓縮特性的第二種方法是保持選擇的聚合物不變并改變腿13的厚度，如圖3、4、5中所示。利用與材料厚度有關(guān)的彈性模量信息，將能提供必要的信息從而決定理想的材料厚度。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，其能夠提供可變化的撓曲率。也就是說(shuō)，懸臂機(jī)構(gòu)12能夠設(shè)計(jì)為，在通過(guò)變化厚度的腿13受到變化的力時(shí)，有效地產(chǎn)生等量的反作用。這種情況的一個(gè)例子是，如果該應(yīng)用是較大豎直負(fù)載的運(yùn)動(dòng)或具有較大的豎直負(fù)載產(chǎn)生的環(huán)境應(yīng)力特性，例如在穿相同大小的鞋號(hào)碼的情況下，籃球運(yùn)動(dòng)與步行相比，或者如150kg的運(yùn)動(dòng)員與80kg的運(yùn)動(dòng)員相比的情況，則此時(shí)較厚的腿13結(jié)合為整體。
本發(fā)明的改進(jìn)的康復(fù)性刺激體的優(yōu)點(diǎn)大致有三。首先，定位銷16和定位孔15以及它們的互補(bǔ)的豎直壁23的位置保證了刺激體4的正確定位并保持此定位不變。第二，通過(guò)恰當(dāng)?shù)貙椥圆考c聚合物如上所述地整合并對(duì)材料加以選擇，刺激體能夠具有極高的耐用性。第三，可以將彈性部件設(shè)計(jì)為能夠獲得具體應(yīng)用所需要的壓縮及回彈特性。保持這種性質(zhì)不變是有利的，因?yàn)?i)回彈特性保證了刺激體4將回到其原頂點(diǎn)高度8，從而保證了頂點(diǎn)與腳的拱形系統(tǒng)相接觸。這種接觸提供了一種刺激，對(duì)重建腳的拱形系統(tǒng)的肌肉骨骼特性所必須的本體感受機(jī)制產(chǎn)生刺激。
(ii)壓縮特性使得人腳的拱形系統(tǒng)以自然方式撓曲，從而使人腳的拱形系統(tǒng)能夠起到自然緩沖機(jī)構(gòu)的作用。這還避免了產(chǎn)生任何支架效應(yīng)。
(iii)壓縮特性使得人腳的拱形系統(tǒng)以自然方式撓曲，從而使腳的足底肌肉發(fā)生遠(yuǎn)離腳心方向的收縮。這調(diào)節(jié)了拱形撓曲的速度同時(shí)也使得肌肉的串聯(lián)和并聯(lián)的彈簧特性能夠儲(chǔ)存能量并放出儲(chǔ)存的能量產(chǎn)生高效的推動(dòng)力。
在本發(fā)明的另一方面中，需要按照?qǐng)D10、13、16和17中所示的幾個(gè)可選方案，重新設(shè)計(jì)刺激體4的區(qū)域內(nèi)的裝置1的底部的幾何形狀，以便容易地拆卸和插入合適形狀的彈性部件26，以便提供穿鞋者所需的必要的回彈、壓縮和撓曲特性，并提供豎直壁25和31，從而保證將彈性部件26和刺激體正確定位，并保證將其正確地保持在所需的位置上?？刹迦氲膹椥圆考?6允許以與上述相同的方式參照彈簧裝置的腿13對(duì)刺激體進(jìn)行定制。彈性部件26可具有各種高度、硬度、由各種泡沫類型的材料制成，以適應(yīng)體重的需要、足型的特性或使用中的活動(dòng)情況。
之前的發(fā)明具有這樣的特征具有呈無(wú)豎直壁的空腔形式的插口的刺激體，以保證將填充物或插件26或機(jī)構(gòu)正確定位，并保證正確地保持該定位。
將該彈性部件在上述曲線空腔中拆下和插入已經(jīng)顯示出兩個(gè)缺點(diǎn)，第一個(gè)缺點(diǎn)是，當(dāng)使用利于方便地拆裝彈性部件的低強(qiáng)度粘合系統(tǒng)時(shí)，該彈性部件傾向于在受到中/側(cè)部的剪切力時(shí)偏移出其位置，而這種剪切力又是正常步態(tài)的特性。這種偏移妨礙了彈性部件保持在設(shè)計(jì)的理想位置上。
第二個(gè)缺點(diǎn)是很明顯的。已經(jīng)證明，當(dāng)使用足夠強(qiáng)度的粘合系統(tǒng)以保證彈性部件的位置不變時(shí)，使用的粘合物顯示出遠(yuǎn)超過(guò)周圍的裝置1的材料以及彈性材料的張拉強(qiáng)度特性。已經(jīng)證明，為了在本發(fā)明引起的足部重建需要時(shí)插入新的彈性部件而將彈性部件取出的企圖，將嚴(yán)重破壞裝置1的材料以至于使裝置1不能繼續(xù)使用。
圖8到19示出在系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)時(shí)可以采用的可選方案，該系統(tǒng)保證了彈性部件26的正確定位、保持該定位、并且容易地拆卸和插入彈性部件26。
圖8到10示出裝置1，其帶有前足區(qū)域2、腳跟區(qū)域3以及帶有明顯頂點(diǎn)8的刺激體4；與舟狀骨5、側(cè)楔狀骨6、以及骰骨7的關(guān)節(jié)點(diǎn)周圍的解剖學(xué)區(qū)域?qū)R的目標(biāo)區(qū)域。在由刺激體4的邊界圍成的區(qū)域中的裝置1的底面的特征是幾何空腔24。該空腔具有豎直壁25，用于阻止彈性部件26發(fā)生中-側(cè)偏移，還具有豎直壁31，用于阻止彈性部件26發(fā)生前-后偏移。圖8到10所示的優(yōu)選實(shí)施例具有矩形的幾何空腔24以及相應(yīng)的矩形的彈性部件26，同時(shí)，將豎直側(cè)壁27設(shè)計(jì)為與空腔24的豎直側(cè)壁25和31相配合。
圖11到13示出裝置1，其帶有前足區(qū)域2、腳跟區(qū)域3以及帶有明顯頂點(diǎn)8的刺激體4；頂點(diǎn)與目標(biāo)區(qū)域?qū)R，目標(biāo)區(qū)域由舟狀骨5、側(cè)楔狀骨6、以及骰骨7的關(guān)節(jié)點(diǎn)周圍的解剖學(xué)區(qū)域所確定。在由刺激體4的邊界圍成的區(qū)域中的裝置1的底面的特征是幾何空腔24。該空腔具有豎直壁25，用于與彈性部件26的豎直壁27相配合，以便阻止填充物彈性部件26發(fā)生中-側(cè)偏移，還具有豎直壁31，用于與彈性部件26的豎直側(cè)壁27相配合，以便阻止彈性部件26發(fā)生前-后偏移。圖11到13中所示的優(yōu)選實(shí)施例具有金字塔式的堆疊矩形的幾何空腔24以及相應(yīng)的金字塔式的堆疊矩形的彈性部件26。參照這種結(jié)構(gòu)，可以將每個(gè)矩形層30都設(shè)計(jì)成不飽和填充物(insatiable fillerobject)或插入層，從而使每層都具有不同的材料和/或不同的材料性質(zhì)。以此方式，可以得到前述的可變撓曲率，同時(shí)保持并保證刺激體4、頂點(diǎn)8以及彈性部件26的正確定位。這種可變撓曲的優(yōu)點(diǎn)也可以通過(guò)圖8到10中提供的方法來(lái)獲得，即通過(guò)應(yīng)用疊層來(lái)構(gòu)造彈性部件26，其中每層都可具有各自的撓曲、壓縮和回彈特性。
圖14到16示出與圖8到10相一致的幾何結(jié)構(gòu)，但是彈性部件26的最前和最后端、以及幾何空腔24的前壁和后壁，都是弧線外形的。
還可以設(shè)計(jì)幾何空腔24，使其利于插入除泡沫型材料以外的其他合適的匹配形狀的彈性部件，提供所需的回彈、撓曲特性。
彈性部件可以呈壓縮機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的形式，例如盤簧裝置、雙閥彈簧裝置、懸臂彈簧裝置、或流體填充結(jié)構(gòu)，包括氣體填充結(jié)構(gòu)。將彈性部件設(shè)計(jì)為填充幾何空腔24，從而使幾何空腔24的豎直側(cè)壁25和31與彈性部件相配合，并保證彈性部件得到正確和永久的定位。彈性部件的壓縮性質(zhì)可以是線性性質(zhì)的或者也可以具有可變的撓曲率。
圖17到19示出一機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)允許與曲線形幾何空腔24形狀和設(shè)計(jì)相似的彈性部件26插入曲線形幾何空腔24，而沒(méi)有彈性部件26偏離其預(yù)想位置的危險(xiǎn)。在這個(gè)方面，孔29位于裝置1的刺激體4區(qū)域中，這些孔29彼此對(duì)齊以接納固定肋28，肋28設(shè)計(jì)作為彈性部件26的整體特征。固定肋28具有與內(nèi)底或中底的豎直側(cè)壁25和31相配合的豎直側(cè)壁27，以防止彈性部件6的位置發(fā)生任何中-側(cè)偏移或前-后偏移。
圖23示出一種優(yōu)選方法，該方法保證幾何空腔24中的豎直側(cè)壁31和25能夠?qū)椥圆考?6固定并提供內(nèi)在的懸臂作用(intrinsiccantilever effect)。豎直側(cè)壁31和25從最高位置豎直向下延伸預(yù)定的距離，該距離小于從幾何空腔24的內(nèi)部最高點(diǎn)到內(nèi)底1的底部支撐面的最大豎直距離。幾何空腔24的較低部分的特征是變窄的側(cè)壁36。這種設(shè)計(jì)還利用了內(nèi)底主體材料的性質(zhì)以進(jìn)一步提供懸臂作用，并且在壓縮時(shí)允許排擠空氣的動(dòng)作(pumping action)，這種動(dòng)作能夠在整個(gè)鞋內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行空氣循環(huán)。
在本發(fā)明的另一方面中，所述的裝置1具有包含錐形片32的腳跟區(qū)域3，如圖20所示，其中最大的片厚度對(duì)應(yīng)于跟骨的縱分面中線，并且其以縱分角(sagittal angle)形式變細(xì)，在裝置1的最后端部分處變細(xì)到與裝置1的最小厚度相等的程度。
因此，在通常的腳跟到腳趾的步行過(guò)程中，一旦在腳跟觸擊時(shí)將錐形臺(tái)階32嵌在地面上，它就起到降低腳的速度的作用。通過(guò)使腳能夠緩慢地下降到刺激體4上面，這就起到了預(yù)防的作用。這樣做的時(shí)候，減小了腳的拱形系統(tǒng)發(fā)生任何沖擊相關(guān)傷害的危險(xiǎn)，同時(shí)，通過(guò)使施加的壓力能夠更為柔和地逐步變化，增加了最初接觸裝置1時(shí)的舒適性。
用于其他發(fā)明中的錐形片都足以在單向行進(jìn)中有效地發(fā)揮作用，但是其設(shè)計(jì)卻使得它在多方向運(yùn)動(dòng)中腳的中部或側(cè)部觸地時(shí)不能有效地降低沖擊速度。使腳緩慢降低到刺激體4上的效果在單向行進(jìn)中仍保持不變，該單向行進(jìn)的方向通過(guò)處于裝置1的最前沿33到最后沿之間的斜面形成的縱分面錐形片。通過(guò)中片34和側(cè)片35的附加設(shè)計(jì)，現(xiàn)在也可以在裝置1的內(nèi)底或中底用在多方向運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)這種效果。同樣的，通過(guò)使腳能夠緩慢地下降到刺激體4上面，這種設(shè)計(jì)起到了預(yù)防的作用。這樣做的時(shí)候，減小了腳的拱形系統(tǒng)發(fā)生任何沖擊相關(guān)傷害的危險(xiǎn)，同時(shí)，通過(guò)使施加的壓力能夠更為柔和地逐步變化，增加了最初接觸裝置1時(shí)的舒適性。對(duì)中片34和側(cè)片35進(jìn)行的非對(duì)稱性變化使得它們的傾角不同，這對(duì)于設(shè)計(jì)和制造運(yùn)動(dòng)專用的內(nèi)底或中底可能是需要的。
圖24到30示出本發(fā)明的其他實(shí)施例，它們主要在內(nèi)底/空腔結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別，但在某些情況下還包含有治療性的特征部分。在圖24中，內(nèi)底50具有空腔52，用于接納插件54。空腔52和插件54分別具有協(xié)同連接裝置56和58，用于將插件固定到內(nèi)底。協(xié)同連接裝置包括呈漲大端58形式的定位裝置，其能夠通過(guò)內(nèi)底50的刺激部分64中的較窄的開(kāi)口62插入。這種結(jié)構(gòu)需要插件54和刺激體64中的至少一個(gè)產(chǎn)生彈性變形，以便插入或拆卸，并相應(yīng)地起到定位裝置的作用，以便阻止插件54從內(nèi)底50中分離并在它們之間橫向偏移。
盡管附圖示出插口56在刺激體中且漲大端58在內(nèi)底上，但是相反的結(jié)構(gòu)也能夠起到相同的作用。
圖25a示出具有刺激體72的內(nèi)底70，其具有用于接納刺激體76的凹陷74。提供協(xié)同連接裝置，該裝置的形式為穿過(guò)刺激體的孔78以及從插件中突出的具有漲大端82的凸起80。凸起80與孔78對(duì)齊，從而能夠從其中穿過(guò)。漲大端82起到定位裝置的作用，防止凸起80在插入后退出。漲大端82彈性地變形從而能夠進(jìn)行插裝。
作為圖25a的實(shí)施例的附加特征，通過(guò)使?jié)q大端80與反射療法的范圍內(nèi)的具體器官參考點(diǎn)對(duì)齊，凸起80可結(jié)合反射療法或按摩的成分?？蓞⒖挤瓷浏煼ū韥?lái)決定該設(shè)計(jì)布局。
圖25b示出插件76的另一實(shí)施例，其也能夠應(yīng)用到在此說(shuō)明的其他插件上。在此設(shè)計(jì)中，插件76是兩個(gè)部件，即上部件84和下部件86。這兩個(gè)部件都可由不同密度和成分形成，將這兩個(gè)部件交換以改變整體硬度，作為整體康復(fù)治療的一部分。
圖26a和26b示出具有空腔92的內(nèi)底90，用于可拆卸地容納由部件94和100組成的插件。部件94具有從彈性柱95延伸出的漲大端98。漲大端98容納在內(nèi)底90內(nèi)的類似形狀的插口96中。
彈性柱95容納在部件100的凹陷102中，后者呈環(huán)形或杯形。部件100緊密圍繞在彈性柱95的至少一部分周圍，以便阻止彈性柱在橫向上發(fā)生彈性變形，從而提高彈性柱95的硬度，進(jìn)而確定插件94、100的整體硬度。
分成兩部分的插件94和100使得能夠在不必拆下和替換整個(gè)組件的情況下改變硬度?？梢酝ㄟ^(guò)不同的部件100來(lái)達(dá)到這個(gè)目的，這些部件100具有不同大小的開(kāi)口102、不同的高度或不同的彈性，這些都將影響部件100對(duì)于另一部件94的彈性變形產(chǎn)生阻礙的量的大小。為了防止部件100縮到彈性柱95上方，可能需要設(shè)計(jì)一種杯形結(jié)構(gòu)。或者，如果部件94在彈性柱95上方向外叉開(kāi)，如圖26a和26b所示，則向外叉開(kāi)的部分將防止部件100縮到上方，從而能夠采用環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。
圖27a和27b示出鉤環(huán)扣件制成的配合帶112和114，它們用于將插件116保留在內(nèi)底110的空腔118中。圖27b的結(jié)構(gòu)還包括空腔118中的豎直壁120和122，它們與插件116上相應(yīng)的各個(gè)豎直壁124和126對(duì)齊，以防止在它們之間發(fā)生橫移。
在過(guò)去已經(jīng)證實(shí)粘合物既不能太強(qiáng)也不能太弱，并且基本上不能在保持相同粘度的同時(shí)重復(fù)使用，與粘合物不同，鉤環(huán)扣件制成的配合帶112和114將提供令人滿意的緊固裝配而不會(huì)在拆卸的過(guò)程中破壞部件，并且能夠在不明顯改變緊固能力的前提下重復(fù)使用。
圖28a示出與上述的圖25a中相類似的內(nèi)底120和插件122。圖28b為上述內(nèi)底120的上方透視圖。
內(nèi)底120包括具有漲大端126的凸起124，漲大端容納在穿過(guò)內(nèi)底120延伸的插口128中。如上所述，凸起124和漲大端128的位置和定位可以與反射療法的表格相對(duì)應(yīng)。此外，可在內(nèi)底120與插件122之間提供磁性帶130，從而為腳進(jìn)行額外的整體治療(磁療)，加強(qiáng)內(nèi)底120帶來(lái)的益處。
應(yīng)該理解，在圖27b的實(shí)施例中，可以使用相反極性的磁體代替鉤環(huán)扣件制成的配合帶112和114，將插件116固定到內(nèi)底110并為內(nèi)底110增加磁性。
圖29a和29b示出與圖26b和26a中所示的相類似的結(jié)構(gòu)。圖29a中的內(nèi)底140具有從刺激體141穿過(guò)空腔146向下延伸的彈性柱142。與圖26a和26b的實(shí)施例類似，提供可拆卸的環(huán)部件144，其具有用于接納彈性柱142的最下端150的插口148。環(huán)部件144阻止彈性柱142在橫向上發(fā)生彈性變形，從而提高彈性柱的硬度?？蓪h(huán)部件144替換為具有不同幾何形狀和/或硬度的不同的環(huán)部件，從而改變對(duì)于橫向變形的阻礙量，進(jìn)而改變彈性柱142的整體硬度。
圖30示出另外一種結(jié)構(gòu)，用于將插件160固定在內(nèi)底164的空腔162中。內(nèi)底164具有刺激體166以及刺激體166上的外覆蓋面168。外覆蓋面168具有至少一個(gè)凸起170，該凸起從外覆蓋面穿過(guò)內(nèi)底向下延伸并且具有漲大端172。內(nèi)底160具有插口174，插口174具有終止于漲大腔178處的狹窄開(kāi)口176。漲大端172能夠穿過(guò)狹窄開(kāi)口176插入并且以可釋放方式留在漲大腔178內(nèi)。
應(yīng)該理解，上述實(shí)施例只對(duì)本發(fā)明起說(shuō)明作用，并且在不背離本如所附權(quán)利要求所確定的發(fā)明的范圍的前提下，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化或修改。
權(quán)利要求
1.一種康復(fù)性內(nèi)底裝置，包括基本呈拱形的刺激體，用于與人腳的足底部分相接觸；所述刺激體具有頂點(diǎn)，用于與所述腳中的目標(biāo)區(qū)域?qū)R，所述目標(biāo)區(qū)域由腳的側(cè)楔狀骨、骰骨和舟狀骨的關(guān)節(jié)點(diǎn)確定，從而使所述腳能夠在所述目標(biāo)區(qū)域附近作自由的三平面轉(zhuǎn)動(dòng)；所述刺激體在所述頂點(diǎn)處的最大高度為所述腳的長(zhǎng)度的1％到5％，其中，所述腳的長(zhǎng)度基本對(duì)應(yīng)于所述康復(fù)性內(nèi)底裝置的長(zhǎng)度；所述刺激體可以彈性地變形，從而施加向上的壓力，對(duì)所述腳作用在所述刺激體上的向下的壓力作出反應(yīng)，刺激所述腳中的高爾基氏腱器官；所述彈性部件具有彈性變形能力，使得所述刺激體能夠根據(jù)人站立時(shí)施加到刺激體上的豎直壓力，在最大高度的40％到100％之間撓曲。
2.如權(quán)利要求1所述的康復(fù)性內(nèi)底裝置，該內(nèi)底裝置與插件相結(jié)合，其中所述刺激體具有空腔，用于可拆卸地容納所述插件，所述插件在所述刺激體和下層表面之間產(chǎn)生作用，從而控制所述刺激體的彈性變形能力；所述刺激體和所述插件具有協(xié)同連接裝置，用于將所述插件緊固到所述內(nèi)底上；以及所述協(xié)同連接裝置包括定位裝置，用于阻止所述插件與所述內(nèi)底分離并在其間橫移。
3.如權(quán)利要求2所述的康復(fù)性內(nèi)底和插件，其特征在于，所述定位裝置包括在所述插件和所述刺激體其中之一上的漲大端，該漲大端能夠插入在所述插件和所述刺激體的另一個(gè)中的較窄的開(kāi)口。
4.如權(quán)利要求3所述的康復(fù)性內(nèi)底和插件，其特征在于，所述漲大端設(shè)置在從所述插件和所述刺激體其中之一延伸出的至少一個(gè)凸起的末端上。
5.如權(quán)利要求4所述的康復(fù)性內(nèi)底和插件，其特征在于，所述刺激體具有在所述內(nèi)底上方的外覆蓋面，并且所述至少一個(gè)凸起從所述外覆蓋面延伸穿過(guò)所述內(nèi)底。
6.如權(quán)利要求2所述的帶有插件的康復(fù)性內(nèi)底，其特征在于，所述協(xié)同連接裝置包括所述插件上的豎直壁，該豎直壁與所述插口上的相應(yīng)豎直壁對(duì)齊，從而阻止在它們之間發(fā)生橫移；以及所述定位裝置包括鉤環(huán)扣件制成的配合帶，該配合帶固定在所述插口的內(nèi)部側(cè)面以及所述插件的外部側(cè)面上。
7.如權(quán)利要求4所述的帶有插件裝置的康復(fù)性內(nèi)底，其特征在于，所述凸起是從所述刺激體穿過(guò)所述插口延伸的彈性柱；并且所述插件具有凹陷，該凹陷緊密圍繞著所述彈性柱的至少一部分，以阻止所述彈性柱在橫向上發(fā)生變形，從而提高所述彈性柱的硬度。
8.如權(quán)利要求2所述的帶有插件的康復(fù)性內(nèi)底，其特征在于，還包括在所述內(nèi)底與所述插件之間散布設(shè)置的磁性材料。
9.如權(quán)利要求4所述的帶有插件的康復(fù)性內(nèi)底，其特征在于，所述插件具有在所述空腔中從所述內(nèi)底向下延伸的彈性柱；所述插件還具有可拆卸的環(huán)部件，用于接納所述彈性柱并阻止所述彈性柱在橫向上發(fā)生彈性形變，從而提高所述彈性柱的硬度。
10.如權(quán)利要求2所述的帶有插件的康復(fù)性內(nèi)底，其特征在于，所述協(xié)同連接裝置是鉤環(huán)扣件制成的配合帶，該配合帶固定在所述插件和所述內(nèi)底的相對(duì)的表面上。
11.如權(quán)利要求2所述的帶有插件的康復(fù)性內(nèi)底，其特征在于，所述協(xié)同連接裝置包括分別由相反極性的磁性材料制成的條帶，該條帶固定在所述插件和所述內(nèi)底的相對(duì)的表面上。
12.如權(quán)利要求11所述的帶有插件的康復(fù)性內(nèi)底，其特征在于，所述協(xié)同連接裝置還包括與所述插口上的豎直壁對(duì)齊的所述插件上的豎直壁，以便阻止在它們之間發(fā)生橫移。
13.如權(quán)利要求2所述的康復(fù)性內(nèi)底和插件，其特征在于，所述定位裝置包括多個(gè)凸起，它們從插件向上延伸，終止于漲大端；所述定位裝置還包括穿過(guò)刺激體的孔，用于接納帶有漲大端的凸起，當(dāng)所述插件固定到內(nèi)底中時(shí)，這些凸起終止于刺激體上方；所述孔和凸起排列為對(duì)應(yīng)于腳上的各個(gè)反射療法點(diǎn)的樣式，以便相應(yīng)于所述腳施加在所述內(nèi)底上的向下的壓力而進(jìn)行反射治療。
14.如權(quán)利要求13所述的康復(fù)性內(nèi)底和插件，其特征在于，在所述凸起周圍的所述內(nèi)底和所述插件之間設(shè)置磁性材料。
全文摘要
一種內(nèi)底裝置，用于適應(yīng)人腳的外形從而促進(jìn)高爾基氏腱器官的本體感受刺激(proprioceptive stimulation)。內(nèi)底裝置的中足部分具有非對(duì)稱的拱形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)位于腳的足底側(cè)，其位置為腳的拱形系統(tǒng)的解剖學(xué)頂點(diǎn)。該非對(duì)稱拱形結(jié)構(gòu)顯示出的物理性質(zhì)是，通過(guò)利用身體的本體感受反饋機(jī)制，刺激肌肉群平衡。該非對(duì)稱拱形結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)是，不為足底部提供功能性的支架或支撐。最終的結(jié)果是，形成能量效率更高、更不易導(dǎo)致受傷的結(jié)構(gòu)上更健全的足部。內(nèi)底或中底裝置的底部的特征在于，能夠接受和交換生物反饋刺激的主空腔以及相應(yīng)的多種形式，同時(shí)也能夠保證刺激體正確并永久地定位。
文檔編號(hào)A43B7/22GK1549696SQ02816890
公開(kāi)日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2002年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月31日
發(fā)明者羅伊·加德納, 羅伊 加德納 申請(qǐng)人:貝爾富特科技公司