[发明专利]具有足部三维运动控制及足压分散的装置

说明书

本发明提供一种具有足部三维运动控制及足压分散的装置，当人体在行进动作时用以控制足部关节三维运动及足压分散，可支撑足弓，及调整足部各关节因着地时的运动及地面反作用力所造成的异常足压。其包括足弓支撑本体，用以支撑足部的内侧纵弓、横弓与外侧纵弓。在行进时用以控制中、前足的关节运动，分散前足足压。足弓支撑本体后端至少一侧向相对应的后足足跟部延伸形成后足运动调整部，用以调整后足内外翻角度，加强足跟软组织的吸震度，提供后足着地运动的稳定度，进而降低足跟足压。在足弓支撑部上另有刚性加强部，用以加强控制不同型态的足部过度或不足旋前运动。

技术领域

本发明涉及一种用于控制人体运动时足踝关节动作、足压调整的足部三维支撑及运动控制的装置。

背景技术

足部是人体支撑的底座，它包含了28块骨头、107条韧带、32条肌肉及57个关节面，是人体最复杂的骨骼肌肉系统。其主要关节包含了踝关节(ankle joint)、距骨下关节(subtalar joint)、横跗关节(transverse tarsal joint)、跖趾关节(metatarsophalangeal joint)与趾间关节(interphalangeal joint)。

人体的足部根据足弓高低，可分为高弓足、正常足、扁平足三种。扁平足的人在一般行走时，因为足弓的下陷，会造成后足部在脚跟着地至站立中期有较大的旋前运动(overpronatioin)导致推进期有过多的旋后运动(over supination)。因此，在足跟及跖骨区有较一般正常值大的足底压力值。在一般的正常时间活动下，并不会有特别症状发生；但长期下来，足部往往较正常人易于产生疲劳及疼痛，甚至引起足底病变，且会导致膝、脊椎等关节的伤害。对于扁平足的人而言，由于足部在旋前运动(pronation)的时间过长，容易造成足部关节、踝关节及下肢承受过大应变，及髋关节补偿性的过度内转，进而导致膑骨内侧的过多压力及外侧拉力，造成膑骨疼痛、慢性足部拉伤、肌腱炎、足底筋膜炎、跖痛等等伤害。

步行时为了维持身体的平衡与前进的稳定，足部与其各关节所产生的相对运动是非常复杂的。足部为了行走时的稳定及适应不同的外在环境，通过足部的肌腱、韧带与其它软组织调整足部各关节的运动，以维持行走时的稳定。人体步行或运动时，下肢足踝与地面的相对运动可分为三期：跟骨摇摆期(heel rocker)；足踝摇摆期(ankle rocker)；前足摇摆期(forefoot rocker)。当足部与地面接触时反作用力，在踏脚期(heel strike)初期(initial contact)快速作用在后脚跟骨上，此时的作用力会在0.05秒内达到40％的体重，在0.13秒(着重期-loading response)达到110～120％体重。随着身体前向摆动，压力中心(center of pressure)从后足向前移动，在推进期时(push off)前足作用力达120％以上体重，而跑步时更大。

中足外侧会与地面适度的接触但通常并不大，此区的受力值通常只有10％的身体重。跖骨区的压力会随着个体间的差异而有所不同，通常最大的压力值会出现在第二与第三跖骨头间。高弓足者则在大脚趾、第一跖骨有较高足压；低弓足或扁平足者通常在第一、第二与第三跖骨、足跟区足压较高。

高弓足者在步行时因胫骨内转角度不足(insufficient tibial internalrotation)，影响足的旋前(under pronation)，在推进前有过大的旋后运动(oversupination)，导致走路姿势僵硬，造成了高弓足肌肉骨骼问题。在站立期中后期(anklerocker)的踝关节背曲动作较大，以代偿跖骨过度跖曲角度，以增加推进期足尖离地高度。高弓足有较高的足部疼痛比率，主要为跖骨痛及足底筋膜炎。此外，高弓足跑者所承受的冲击力明显大于低弓足跑者。