CN112870647A

CN112870647A - 一种踝关节失稳康复训练鞋垫

Info

Publication number: CN112870647A
Application number: CN202110194002.9A
Authority: CN
Inventors: 江东; 侯宗辰; 王鼎予; 杜明泽
Original assignee: Peking University Third Hospital Peking University Third Clinical Medical College
Current assignee: Peking University Third Hospital Peking University Third Clinical Medical College
Priority date: 2021-02-20
Filing date: 2021-02-20
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2041-02-20
Also published as: CN112870647B

Abstract

本发明公开了一种踝关节失稳康复训练鞋垫，包括吸汗表层和位于所述吸汗表层下方的附件层；附件层从上至下依次包括内翻附件和跖屈附件；内翻附件为前脚掌中部至脚跟之间沿脚底形状设置的垫片、顶面脚内侧至脚外侧向下倾斜；跖屈附件为全脚底垫片、顶面足尖部位朝地面方向向下倾斜。附件层下方设有气囊底层，气囊底层覆盖面积为全脚底。本发明所述鞋垫模拟不稳定的足底区域环境，造成患者的失稳感，有效提高患者的肌力和平衡能力。配合弹力袜，通过辅助绑带的设计，保证训练过程的安全性。同时，可根据个体差异进行鞋垫尺寸和绑带松紧度的调节，达到适应个体的最佳康复和安全保护效果，实现居家康复训练，大大减少患者的时间和经济成本。

Description

一种踝关节失稳康复训练鞋垫

技术领域

本发明属于医疗用品领域，具体为一种踝关节失稳康复训练鞋垫。

背景技术

踝关节扭伤是发病率最高的运动损伤，初次扭伤后大约40％的患者由于损伤严重或康复不当留下慢性疼痛、不稳、反复扭伤等症状，称为“慢性踝关节不稳”，严重影响生活和运动，长期可发展为创伤性踝关节炎。针对慢性踝关节不稳的康复训练方案最有效的是康复治疗师监护下的平衡训练，其原理是在失稳环境下不断学习运动稳定控制。为了康复，患者需要花大量时间到医院找专业的康复师进行指导和训练。然而，专业的运动康复治疗师及相关医院数量均非常有限，且康复治疗费用昂贵，患者的康复的时间和经济成本均较高，大多数患者难以承受和坚持。

矫形鞋垫和半刚性护踝作为常见的踝足矫形支具，现已被证实可用于改善慢性踝关节不稳患者的姿势控制缺陷，增加本体感觉输入，是慢性踝关节不稳的保守干预中常用方法。但现有矫形鞋垫多为运动防护，往往需要患者长期终生佩戴，且不能起到康复锻炼的作用，因而不具备预防再次损伤的功能。此外，现有的矫形鞋垫往往是统一定制，无法针对患者进行个性化调整，个体舒适感较差。而半刚性护踝的防护功能多由硬性支撑物或者绷带产生，佩戴后束缚感明显且影响正常生活和体育运动。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种踝关节失稳康复训练鞋垫，所述鞋垫同时包括内翻附件和跖屈附件，在合理设计的基础上，配合弹力袜，模拟不稳定的足底区域环境，造成患者的失稳感，在佩戴过程中通过刺激肌肉及本体感觉，有效提高患者的肌力和平衡能力。通过辅助绑带的设计，保证训练过程的安全性。同时，可根据个体差异进行鞋垫尺寸和绑带松紧度的调节，达到适应个体的最佳康复和安全保护效果，实现居家康复训练，大大减少患者的时间和经济成本。

本发明的技术方案为：

一种踝关节失稳康复训练鞋垫，包括吸汗表层和位于所述吸汗表层下方的附件层；所述附件层从上至下依次包括内翻附件和跖屈附件；所述内翻附件为前脚掌中部至脚跟之间沿脚底形状设置的垫片、顶面脚内侧至脚外侧向下倾斜；所述跖屈附件为全脚底垫片、顶面足尖部位朝地面方向向下倾斜。

优选的，所述吸汗表层足弓侧设有纵弓支撑，所述纵弓支撑为沿足弓弧度的弧面；所述吸汗表层脚跟位置设有足跟杯，所述足跟杯为沿脚跟边缘向上托住脚跟的弧面。

优选的，所述附件层通过3D打印机打印而成。

优选的，所述附件层外层密度小于内部密度。

优选的，所述内翻附件顶面脚内侧与脚外侧之间与水平面形成的夹角为5°-8°。

优选的，所述跖屈附件顶面足尖部位与水平面之间的倾斜夹角为10°-20°。

优选的，所述附件层下方设有气囊底层，所述气囊底层覆盖面积为全脚底。

优选的，所述吸汗表层一侧设有绑带，所述绑带中部与所述吸汗表层侧边相接、两端为活动自由端。

优选的，所述绑带两活动自由端上设有魔术贴。

本发明的技术效果为：

本发明所述鞋垫，结构简单，在基础鞋垫表层的基础上进行改进，通过附件层中内翻附件、跖屈附件的结合实现对内翻跖屈角度的精确把控，3D打印附件层与气囊鞋垫层密度不均设计，塑造踝关节常态下失稳环境，进行踝关节康复训练。

本发明所述鞋垫配合弹力袜使用，在附件层、气囊底层实现矫形康复训练的同时，增添了运动防护功能，弹力袜上设置粘贴位置，将鞋垫上的绑带根据人踝关节生理运动角度与弹力袜进行绑定，既不影响正常运动又可以限制过度内翻扭伤。本发明所述鞋垫，能有效提高患者的肌力和平衡能力，达到适应个体的最佳康复和安全保护效果，实现居家康复训练，大大减少患者的时间和经济成本。

附图说明

图1为本发明的实施例结构爆炸图。

图2为本发明的实施例结构示意图。

图3为本发明的实施例结构示意图。

图4为本发明的实施例的使用状态图。

图5为本发明实施例实验示例效果图。

图中,吸汗表层1；附件层2；绑带3；纵弓支撑1.1；足跟杯1.2；内翻附件2.1；跖屈附件2.2；气囊底层4；弹力袜5。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

4、如图1-3所示，一种踝关节失稳康复训练鞋垫，包括吸汗表层1和位于吸汗表层1下方的附件层2；吸汗表层1一侧设有绑带3，绑带3中部与吸汗表层1侧边相接、两端为活动自由端，两活动自由端上设有魔术贴。吸汗表层1足弓侧设有纵弓支撑1.1，纵弓支撑1.1为沿足弓弧度的弧面；吸汗表层1脚跟位置设有足跟杯1.2，足跟杯1.2为沿脚跟边缘向上托住脚跟的弧面。附件层2从上至下依次包括内翻附件2.1和跖屈附件2.2，通过3D打印机打印而成，附件层2外层密度小于内部密度；内翻附件2.2为前脚掌中部至脚跟之间沿脚底形状设置的垫片、顶面脚内侧至脚外侧向下倾斜，即内翻附件2.2置于鞋内时内侧高于外侧。内翻附件2.1的顶面与水平面之间的倾斜夹角为6°；跖屈附件2.2为全脚底垫片、顶面足尖部位朝地面方向向下倾斜，跖屈附件顶面足尖部位与水平面之间的倾斜夹角为15°。附件层2下方设有气囊底层4，气囊底层4覆盖面积为全脚底。

如图4所示，实施例中的鞋垫可与设置有弹力贴布和魔术贴的弹力袜配合使用，根据使用者的脚踝情况，利用绑带与弹力袜进行合理绑定。

本发明的原理和应用为：

本发明所述鞋垫的吸汗表层，采用抑菌防臭，吸汗防潮材料，增加足底舒适感，内侧有纵弓支撑，可增加足弓稳定性。后足部分有足跟杯，维持后足在中立位，增加后足稳定性；附件层可通过3D打印得到，其中的内翻附件和跖屈附件，内翻附件倾角约为6°，可提供中后足的轻度内翻。跖屈附件倾角约为15°，可提供踝关节轻度跖屈，其作用为维持踝关节处于不稳定的跖屈内翻位，增加踝关节失稳感；底层增加气囊底层，在负重时进一步增加踝关节失稳感，为平衡控制提供训练环境，通过这种软性支撑进一步强化踝关节失稳感。气囊底层可以通过3D打印与同样经过3D打印的附件层进行拼接。3D打印可调控打印密度，实现更有效的每层密度分布及层与层之间的密度分布，从而在日常佩戴时形成足底区域失稳感，从而进行平衡训练。

弹力袜上方具有弹力贴布和魔术贴，魔术贴可根据个人体型进行稳定固定，同时弹力贴布与绑带末端粘附，限制踝关节过度活动。足跟杯外侧绑带固定可由缝合改进为粘扣或者铰链等连接设计，绑带无弹性，分为两束，分别从踝关节外侧前方跟后方绕行至弹力袜上方的弹力贴布区粘附固定。个体分别在踝关节跖屈内翻极限位跟中立内翻极限位进行绑带固定，此时踝关节活动角度为运动过程中的极限角度，在此角度范围之前，踝关节正常活动，不受绑带影响。弹力袜和绑带的配合，可防止踝关节在失稳环境失控产生过度内翻，进而扭伤脚踝。

效果实验

1、失稳康复训练鞋垫穿戴后即时/短期矫正效果实验

纳入20名慢性踝关节不稳患者进行两次测试，第一次测试分别在穿戴普通鞋垫和穿戴本发明所述失稳康复训练鞋垫情况下进行适宜速度下的步行活动，采集步行时的股直肌，内侧腘绳肌，外侧腘绳肌，臀中肌，胫骨前肌，腓骨长肌，外侧腓肠肌的表面肌电信号。然后让受试者每天穿戴所述失稳康复训练鞋垫30分钟，训练一个月后，再次穿戴普通鞋垫进行相同测试内容。结果发现穿戴所述失稳康复训练鞋垫后立刻出现腓骨长肌激活程度和外侧腓肠肌激活幅度显著增加，穿戴失稳康复训练鞋垫一个月后，即使穿戴正常鞋垫，也发现腓骨长肌，外侧腓肠肌和臀中肌的激活幅度比穿戴失稳康复训练鞋垫前显著增加(见表1.)。

表1.穿戴失稳康复训练鞋垫前后步行时肌肉激活情况

*代表p<0.05,具有显著性差异。

在肌肉激活实验的同时，让受试者穿戴普通鞋垫和所述失稳康复训练鞋垫一个月后再次穿戴普通鞋垫进行平衡测试。测试结果如表2所示，除了肌肉激活增加以外，相比未穿戴所述失稳康复训练鞋垫，穿戴所述失稳康复训练鞋垫一个月后所有平衡测试结果得到了显著提升(p均<0.05)。其中AOFAS(Ankle Hindfoot Scale)是美国矫形外科足踝协会制定的后足评分系统，包括患者自填和医师检查共九个项目，指标有疼痛、功能和自主活动、支撑情况、最大步行距离(街区)、地面步行、反常步态、前后活动(屈曲加伸展)、后足活动(内翻加外翻)、踝-后足稳定性(前后及内翻-外翻)、足部力线。此评分满分100分。从表2数据可以证明穿戴所述失稳康复训练鞋垫可以显著改善踝关节平衡功能，从根本上改善踝关节反复扭伤问题。

表2.佩戴失稳康复训练鞋垫前后平衡能力变化

	穿戴前	穿戴一个月	p
				最大闭眼单脚站立时间(s)	10.8(5,6)	18.6(6.3)	0.02
Balanceerror测试
				固定地面闭眼单脚站	3.6(2.4)	1.6(1.5)	0.02
平衡软垫闭眼单脚站	8.8(1.3)	4.2(2.2)	0.01
				平衡软垫一字站	6.6(3,2)	2.1(2.2)	0.01
总分	18.9(4.4)	9.2(5.9)	0.03
				AOFAS评分	72.2(6.5)	85.3(7.4)	0.02

2、仪器安全性测试

如图5所示，调整关节活动角度，利用Telos-Stress-Device仪器，测试未施加阻力时(A和B)，穿戴和未穿戴本发明所述失稳康复训练鞋垫的内外翻情况，和测试施加阻力时(C和D)，穿戴和未穿戴本发明所述失稳康复训练鞋垫的内外翻情况。Telos-Stress-Device(METAX Kupplungstechnik und Dichtungstechnik GmbH,Germany)是一种能够精确读出关节施加力大小的仪器，ROM(Range of motion)是关节活动的角度。本实验利用Telos仪器可以测定在对关节施加同样大小的力时，穿戴本发明所述失稳康复训练鞋垫时，ROM更小，从而验证保护作用。

先利用Telos-Stress-Device测定无压力时患侧脚踝内翻角度并固定保护绑带，然后通过Telos施加大小为6N的内翻应力(正常测试标准)，观察到穿戴鞋垫组时比未穿戴鞋垫组内翻角度(使用量角器进行在内翻ROM测量，支点位于距骨体上方，而固定臂位于胫骨长轴上方，运动臂位于第二跖骨上方1)显著变小(见表3.)。证明保护带可以在踝关节过度内翻时产生保护作用，防止过度内翻造成的踝外侧韧带损伤。

表3.佩戴失稳康复训练鞋垫对恒定应力下踝关节内翻角度影响

*提示具有显著性差异，p<0.05

3.实验总结

根据上述实验数据可以看出，所述失稳康复训练鞋垫在短期可以造成踝关节不稳定环境，使得肌肉激活增加，同时鞋垫保护绑带可以在不限制踝关节正常活动的情况下进行平衡训练，保证患者的安全。患者在穿戴鞋垫一个月后，即使穿戴正常鞋垫时也能使得肌肉激活增加，平衡功能改善，充分体现所述鞋垫康复训练效果。

当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。

Claims

1.一种踝关节失稳康复训练鞋垫，其特征在于，包括吸汗表层(1)和位于所述吸汗表层(1)下方的附件层(2)；所述附件层(2)从上至下依次包括内翻附件(2.1)和跖屈附件(2.2)；所述内翻附件(2.2)为前脚掌中部至脚跟之间沿脚底形状设置的垫片、顶面脚内侧至脚外侧向下倾斜；所述跖屈附件(2.2)为全脚底垫片、顶面足尖部位朝地面方向向下倾斜。

2.根据权利要求1所述的一种踝关节失稳康复训练鞋垫，其特征在于，所述吸汗表层(1)足弓侧设有纵弓支撑(1.1)，所述纵弓支撑(1.1)为沿足弓弧度的弧面；所述吸汗表层(1)脚跟位置设有足跟杯(1.2)，所述足跟杯(1.2)为沿脚跟边缘向上托住脚跟的弧面。

3.根据权利要求1所述的一种踝关节失稳康复训练鞋垫，其特征在于，所述附件层(2)通过3D打印机打印而成。

4.根据权利要求3所述的一种踝关节失稳康复训练鞋垫，其特征在于，所述附件层(2)外层密度小于内部密度。

5.根据权利要求1所述的一种踝关节失稳康复训练鞋垫，其特征在于，所述内翻附件(2.1)顶面脚内侧与脚外侧之间与水平面形成的夹角为5°-8°。

6.根据权利要求1所述的一种踝关节失稳康复训练鞋垫，其特征在于，所述跖屈附件(2.2)顶面足尖部位与水平面之间的倾斜夹角为10°-20°。

7.根据权利要求4所述的一种踝关节失稳康复训练鞋垫，其特征在于，所述附件层(2)下方设有气囊底层(4)，所述气囊底层(4)覆盖面积为全脚底。

8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的一种踝关节失稳康复训练鞋垫，其特征在于，所述吸汗表层(1)一侧设有绑带(3)，所述绑带(3)中部与所述吸汗表层(1)侧边相接、两端为活动自由端。

9.根据权利要求8所述的一种踝关节失稳康复训练鞋垫，其特征在于，所述绑带(3)两活动自由端上设有魔术贴。