Амортизирующее ортопедическое устройство

Амортизирующее ортопедическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к амортизирующему ортопедическому устройству.

Как правило, обувь состоит из основной стельки, т.е. внутренней нижней части обуви, подошвы, которая касается земли, и в некоторых случаях межподошвы, располагающейся между подошвой и основной стелькой. Задачей межподошвы часто является работа в качестве амортизатора для поглощения ударов при ходьбе и обеспечения дополнительного смягчения, по этой причине часто используются такие материалы, как EVA (этиленвинилацетат - прим. переводчика) и полиуретан.

Ортопедические вставки, также называемые стельками-супинаторами, это вставки, которые вставляются в обувь сверху или на место основной стельки. Ортопедические вставки используются для исправления неправильного положения стопы и поперечного перемещения во время ходьбы и в результате уменьшают боль не только в стопе, но и в других частях тела, например в колене, бедре и поясничном отделе позвоночника. Они также могут увеличивать стабильность в нестабильном суставе и предотвращать развитие дополнительных проблем в деформированной стопе. Жесткие ортопедические устройства в основном изготавливаются отливкой формы и могут производиться из таких материалов, как пластик или углеродное волокно.

Также для повышения прочности обувной подошвы используются пластины из стали и углеродного волокна, вставленные в туфель. Такие вставки обеспечивают дополнительный комфорт для людей, страдающих артритом.

Уровень техники

Использование твердых поверхностей (камень, бетон и асфальт) в окружающей человека среде изменило воздействия на костно-мышечную систему человека в отличие от тех воздействий, под которые она развивалась в процессе эволюции. Ударная энергия от таких поверхностей входит в тело через волны сжатия/продольные волны, волны более высокой частоты и более короткой длины через костную и плотную ткани, и более низкой частоты и большей длины через мягкие и жировые ткани. Такая ударная энергия далее преобразуется в энергию разрушения, потенциальную энергию мышц и сухожилий, тепло и иногда физическое повреждение, приводящее к травме. Увеличение веса тела и общее снижение физической нагрузки и выносливости, имеющиеся у людей, могут усиливать такие телесные повреждения.

В настоящем изобретении предлагаются средства снижения физических повреждений и травм, возникающих у людей в результате ударов об землю. Настоящее устройство представляет собой простое упругое соединение, осуществляющее коррекцию в трех местах/амортизирующую ортопедическую вставку, которая создает механическое преимущество, используемое для увеличения эффективности и стабильности ходьбы людей, которые могут ходить, и людей с ограниченными возможностями, с одновременным обеспечением защиты от проколов.

Раскрытие изобретения

Данное устройство эффективно использовать для помощи при ходьбе с применением таких приспособлений, как конечности человека, которые выполняют цикл ходьбы на твердой поверхности. Данное устройство содержит:

(a) нижнюю поверхность,

(b) первую плоскую эластичную пластину, расположенную под горизонтально продолжающейся опорой и механически соединенную с горизонтально продолжающейся опорой, данная эластичная пластина имеет ближний конец, дальний конец, боковую сторону между ближним концом и дальним концом, медиальную сторону между ближним концом и дальним концом, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, ближний конец горизонтально продолжающейся опоры и ближний конец эластичной пластины разделены вертикальным участком; и

(c) передний элемент, расположенный под эластичной пластиной и механически соединенный с эластичной пластиной, отличающийся тем, что передний элемент располагается между боковой стороной и медиальной стороной первой плоской эластичной пластины дистально от точки на первой плоской эластичной пластине, которая принимает нагрузку от опорной поверхности в процессе первой части цикла ходьбы.

Данное устройство также предпочтительно дополнительно включает задний элемент, расположенный между горизонтально продолжающейся опорой и эластичной пластиной и механически соединенный с горизонтально продолжающейся опорой и эластичной пластиной, данный задний элемент располагается проксимально от переднего элемента. Передний элемент и задний элемент могут содержать наружную поверхность, имеющую форму сечения, которая может быть, например, эллиптической, полусферической, трубчатой, квадратной, оконтуренной или полой. Один или более пальцевых элементов могут также прикрепляться к нижней поверхности первой плоской эластичной пластины в точке, расположенной дистально от переднего элемента.

Горизонтально продолжающаяся опора может изготавливаться из материала, выбранного из группы, состоящей из углеродного волокна, металла, этиленвинилацетата, нейлона, полиэтилена, полипропилена, полиуретана, углеродного волокна или стекловолокна. Горизонтально продолжающаяся опора может также образовывать конфигурацию стельки для приема ноги человека, а дальний конец стельки предпочтительно продолжается до точки над первой плоской эластичной пластиной, проксимальной к точке на первой плоской эластичной пластине, которая принимает нагрузку земли во время второй части цикла ходьбы, предпочтительно смежно с точкой под подъемом свода стопы человека.

Первая плоская эластичная пластина изготавливается из материала, выбранного из группы, состоящей из углеродного волокна, поликарбонатного пластика и стали, предпочтительно углеродного волокна, включающего волокно КЕВЛАР и/или стекловолокно. Она также может изготавливаться из совокупности материалов, где каждый из совокупности материалов имеет отличительное свойство, выбранное из группы, состоящей из коэффициента упругости, модуля упругости и прочности на разрыв. Дальний конец первой плоской эластичной пластины может также иметь продолжающуюся вниз выпуклую форму, выпуклая форма предпочтительно полусферическая.

В дополнительных вариантах осуществления настоящего раскрытия сущности изобретения данное устройство может крепиться к вертикально продолжающейся опоре, имеющей ближний конец и дальний конец, дальний конец механически соединен с верхней поверхностью горизонтально продолжающейся опоры. Прикреплением ручки к ближнему концу вертикально продолжающейся опоры можно сформировать раздвоенную опору. Прикреплением шины к ближнему концу вертикально продолжающейся опоры можно сформировать AFO. Можно дополнительно сформировать протез соединением приемной части для ампутированной конечности с дальним концом вертикально продолжающейся опоры. Дальний конец вертикально продолжающейся опоры может быть также механически соединен с механическим устройством, например с автоматическим устройством или бионическим механизмом.

Краткое описание чертежей

Фиг.1A - вид в перспективе варианта осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства.

Фиг.1B - вид в перспективе другого варианта осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства.

Фиг.2А - вид спереди в перспективе следующего варианта осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства.

Фиг.2В - вид сзади в перспективе эластичного ортопедического устройства Фиг.2.

Фиг.3А - вид сверху в плане нижней части стельки в одном варианте осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства.

Фиг.3В - вид сверху в плане нижней части стельки в альтернативном варианте осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства.

Фиг.3С - вид сверху вид сверху в плане нижней части стельки в другом альтернативном варианте осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства.

Фиг.4А - вид сверху в плане нижней части эластичной пластины в одном варианте осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства.

Фиг.4В - вид сверху в плане варианта осуществления эластичной пластины.

Фиг.4С - вид сверху в плане другого варианта осуществления эластичной пластины.

Фиг.4D - вид в перспективе варианта осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства, имеющей конфигурацию, уменьшающую сдвиговое напряжение.

Фиг.4Е - вид сбоку в разрезе варианта осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства в ботинке.

Фиг.4F - вид сбоку в разрезе другого варианта осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства, представляющего переднюю эластичную вставку в ботинке.

Фиг.4G - иллюстрирует механическое преимущество, возникающее в результате применения данного амортизирующего ортопедического устройства в обуви.

Фиг.5А - вид в перспективе ортопедического аппарата для голеностопного сустава, включающего данное амортизирующее ортопедическое устройство.

Фиг.5В - вид в перспективе альтернативного ортопедического аппарата для голеностопного сустава, включающего данное амортизирующее ортопедическое устройство.

Фиг.6А - вид в перспективе протеза, включающего данное амортизирующее ортопедическое устройство.

Фиг.6В - вид в перспективе knee-walker, включающего данное амортизирующее ортопедическое устройство.

Фиг.7А - вид в перспективе костыля, включающего данное амортизирующее ортопедическое устройство.

Фиг.7В - вид в перспективе альтернативного костыля, включающего данное

амортизирующее ортопедическое устройство.

Фиг.7С - иллюстрирует механическое преимущество, возникающее в результате применения данного амортизирующего ортопедического устройства с ортезом для стопы и голеностопного сустава и костылями.

Фиг.8 - вид сверху в перспективе варианта осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства, имеющего повышенную прочность на пробой.

Фиг.9 - вид снизу в перспективе варианта осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства, в котором используются две амортизирующие пластины.

Фиг.10 - схема, иллюстрирующая силу, воздействующую на задний край предварительно нагруженной эластичной пластины в данном амортизирующем ортопедическом устройстве.

Фиг.11-15 иллюстрируют действие данного амортизирующего ортопедического устройства.

Фиг.16 - таблица результатов тестирования вертикальных прыжков, включающая обувь, содержащую данное амортизирующее ортопедическое устройство.

Фиг.17 - таблица результатов тестирования в положении прыжков в длину, включающая обувь, содержащую данное амортизирующее ортопедическое устройство.

Осуществление изобретения

"Над" и "под" по отношению к компонентам одного из данных устройств описывают положение данных компонентов, когда устройство размещено для применения на земле или другой поверхности, на которой данное устройство предполагается использовать. Например, амортизирующая пластина, описываемая в данном документе, находится под стелькой, с которой она соединяется, когда нижняя часть эластичной пластины обращена к земле и/или туфле, в которой размещено данное устройство.

"Ортез на стопу и голеностопный сустав" (AFO) - это ортезы или ортопедические устройства, включающие голеностопные сочленения и всю или часть ступни.

"Наружное устройство" означает выступающую часть, которая фиксируется или каким-либо другим образом прикрепляется к телу человека, или к механизму, или к другой конструкции. Упомянутые в данном документе наружные устройства - это устройства, применяемые для передвижения, например, конечностей (например, ног или рук, поддерживаемых костылями) или опоры для механизма передвижения. Такие наружные устройства в основном шарнирно крепятся к телу или к механизму.

"Свод" или "своды" стопы означают своды, сформированные предплюсневой и плюсневой костями и соответствующими связками и сухожилиями, позволяющими стопе выдерживать вес.

"Ось" означает точку или линию, которая что-либо сгибает или вращает, в частности вокруг которой участок эластичной пластины сгибается в данных устройствах.

"Подъем" свода стопы означает удлиненный участок человеческой ступни между пальцами и сводом, на который опирается вес тела при поднятой пятке.

"Бугор пяточной кости" - это нижний задний выступ пяточной кости или пяточная кость, образующая выступающую часть пятки.

"Углеродное волокно" означает материал, состоящий из очень тонких волокон около 0,005-0,010 мм диаметром и сформированных главным образом из атомов углерода. Атомы углероды связываются в микроскопические кристаллы, которые выравниваются в основном параллельно длинной оси волокна. Выравнивание кристаллов делает волокно прочным благодаря его размеру. Несколько тысяч углеродных волокон можно скрутить вместе для образования нити, которую можно использовать непосредственно или для того, чтобы соткать ткань. Углеродное волокно имеет множество ткацких рисунков, его можно комбинировать с пластмассовой смолой и наматывать или формовать для создания композитных материалов, таких как пластик, армированный углеродным волокном (также называемый углеродным волокном) для создания материала с высоким соотношением "прочность-вес".

"Композитный материал" - это материал, изготавливаемый из двух или более составных материалов с сильно отличающимися физическими или химическими свойствами, которые сохраняются отдельно и отчетливо на макроскопическом уровне в пределах сформированной структуры.

"Стелька" для целей настоящего документа означает горизонтально продолжающуюся жесткую или полужесткую конструкцию, которая обеспечивает опору для одного или более элементов, расположенных под стелькой. В случае использования в вариантах осуществления ортопедическх вставок для ступней настоящего изобретения стелька может иметь верхнюю поверхность, которая соответствует, по меньшей мере, участку нижней стороны человеческой стопы, в виде верхней поверхности ортопедического устройства, вставленной в ботинок для стабилизации ступни и голеностопного сустава. В некоторых вариантах осуществления верхняя поверхность стельки формируется в соответствии с формой и изгибом стопы конкретного человека, как описывается ниже, а в других вариантах осуществления верхняя поверхность ортопедической вставки может представлять форму, которая в целом соответствует форме нижней стороны стопы, по меньшей мере, группы потребителей. Используемые в данных устройствах стельки жесткие.

"Костыль" - это прочная опора для поддержки человека в процессе передвижения с помощью конечностей или части тела, отличных от ног и стоп.

"Дорсальный" означает далеко от опорной поверхности, когда передняя поверхность стельки и амортизирующая пластина данного амортизирующего ортопедического устройства обращены к земле.

"Ступня" - это нижняя часть ноги или другая опора, применяемая человеком для передвижения.

"Ортопедическое устройство для ноги" означает устройство, помогающее нижней конечности (ступня, голеностопный сустав, колено, нога) передвигаться.

"Обувь" означает туфли, ботинки и другую обувь, которую носят на ногах для защиты от окружающей среды и/или для украшения.

"Ходьба" означает физические действия, выполняемые человеком в процессе прогулки, бега и других форм передвижения, выполняемые с применением наружных устройств, таких как человеческие конечности.

"Цикл ходьбы" - это серия действий, выполняемая повторно для совершения передвижения с помощью наружных устройств. Цикл ходьбы измеряется от одного события (например, удар пятки, когда используется пятка) до следующего такого же события с тем же наружным устройством.

"Нагрузка от опорной поверхности" означает силу воздействия земли на тело, находящееся с ней в контакте.

"Земля" в целях настоящего документа может означать любую твердую поверхность, с которой настоящее устройство и/или обувь, включающая данное устройство, вступает в контакт, включая полы, тротуары, землю, горную породу и другие поверхности, по которым перемещается потребитель данных устройств.

"Ручка" означает выступ или другое наружное устройство объекта, предназначенное для держания для использования или передвижения объекта.

"Пятка" стопы означает задний (противоположный направлению движения) конец ноги, который в человеческой ноге является удлиненным участком ступни за сводом.

"Удар пятки" означает момент цикла ходьбы, когда пятка человека (или туфли, надетой на ногу человека) первой касается земли в процессе передвижения вперед.

"Горизонтальный" означает в направлении, параллельном или в пределах 30°, предпочтительнее в пределах 15° относительно земли.

"Заболевание в результате удара" означает одно или более медицинских показаний человека, возникших в результате силы удара ноги человека об землю во время передвижения или для которого такая сила является способствующим фактором. Такие болезни включают плантарный фасциит, тендинит ахиллова сухожилия, тендинит коленного сустава, тендинит задней большеберцовой мышцы, комбинированное плоскостопие, остеоартрит, тендосиновит, дисфункция бедра и сакроилеальная дисфункция, спондилолистез и патология нижнего отдела спины.

"Основная стелька" означает участок части обуви, на который опирается ступня человека.

"Боковой" означает в направлении наружной части ступни, т.е. в направлении стороны, на которой обычно находится самый маленький палец (мизинец).

"Передвижение" означает движение отдельного человека.

"Механически соединенный" означает физически соединенный либо посредством соединения на основе прямого физического контакта или через другую механическую конструкцию. Например, описываемый далее задний элемент пятки обеспечивает механическое соединение между стелькой и эластичной пластиной данного устройства в некоторых вариантах осуществления. Механическое соединение может включать применение адгезивов и других средств крепления конструкций, соединенных механически.

"Медиальный" означает по направлению ко внутренней части ступни, т.е. по направлению к стороне, на которой обычно находится большой палец.

"Межподошва" означает участок части обуви, расположенный между основной стелькой и подошвой участка обуви.

"Ортопедический" означает устройство, накладываемое снаружи на часть тела для опоры части тела, исправления деформации, облегчения боли и/или улучшения функционирования части тела.

"Подошва" означает наружную подошву туфли или ботинка, которая включает низ туфли и контактирует с землей.

"Элемент" означает элемент жесткости или конструкцию, например стержень, балансир или выступающую деталь, которая поддерживает другую конструкцию, которая изгибается или поворачивается вокруг оси, определяемой длиной элемента, и которая подвергается изгибным напряжениям, в основном от направления, перпендикулярного ее длине.

"Планарный" означает конструкцию, которая продолжается главным образом в двух направлениях, т.е. у которой длина и ширина конструкции каждая больше ширины предпочтительно, по меньшей мере, в 5 раз, больше предпочтительно, по меньшей мере, в 10 раз, и даже больше предпочтительно, по меньшей мере, в 20 раз.

"Протез" означает механической устройство, которое заменяет отсутствующую часть тела.

"Туфель" в целях настоящего документа, означает покрытие для ступни, которое обеспечивает опору и защиту для ступни, включая терапевтические покрытия, такие как ортезы для ног, а также традиционную обувь, такую как ботинки, туфли, спортивную обувь. Туфли также охватывают ногу в протезе.

"Амортизирующая пластина" означает плоское устройство, содержащее один или более материалов, которое может эластично деформироваться для сохранения механической энергии.

"Человек" означает потребителя амортизирующего ортопедического устройства, описываемого в данном документе. Обычно это люди, хотя также возможно применение данной системы или механического устройства животными.

"Отрыв пальцев" означает момент последнего контакта ступни человека (или туфли или устройства под ступней человека) с землей в процессе цикла ходьбы при передвижении вперед.

"Передний" означает по направлению к земле, когда передняя поверхность стельки и амортизирующая пластина данного амортизирующего ортопедического устройства обращены к земле.

"Вертикальный" означает в направлении к или от опорной поверхности и не горизонтальный.

В целях настоящего документа, термин "представлять собой" и его варианты, такие как "представляющий" и "представляет", не предполагают исключения других дополнений, компонентов, единого целого или шагов. Определенный и неопределенные артикли и другие подобные объекты, используемые в данном документе, должны считаться представляющими единственное и множественное число, если только их использование в контексте не указывает на иное.

ОРТОПЕДИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОГИ

На Фиг.1A иллюстрируется один вариант осуществления данного амортизирующего ортопедического устройства. В данном варианте осуществления настоящее амортизирующее ортопедическое устройство содержит стельку 10, по меньшей мере, один элемент 50 и амортизирующую пластину 100. Стелька 10 формируется из жесткого или полужесткого материала и включает ближний конец 12, дальний конец 14, медиальный конец 13, боковой конец 15 и в основном плоскую заднюю поверхность 16. Задняя поверхность 16 имеет ширину между ее медиальным концом 13 и боковым концом 16 и длину между ближним концом 12 и дальним концом 14, достаточную для контакта и обеспечения опоры для нижней или вентральной поверхности пятки стопы человека.

Предпочтительно задняя поверхность 16 стельки 10 сформирована так, что она соответствует контуру, по меньшей мере, участка пятки ступни человека, а в варианте осуществления, в котором стелька 10 продолжается дистально для контакта с пальцами ступни человека, таком как вариант осуществления на Фиг.1A, стелька 10 также предпочтительно сформирована для соответствия контуру оставшейся части нижней стороны ступни человека. То есть задняя поверхность 16 стельки 10 представляет собой форму, которая является инверсией формы или контура нижней стороны ступни человека, как показано на Фиг.1A. В других вариантах осуществления, таких как на Фиг.1B, стелька 10 продолжается только от участка пятки в ближнем конце 12 до точки, ближайшей от пальцев (когда стелька надета) и предпочтительно смежной с или ближайшей к подъему свода стопы, хотя предпочтительно, чтобы стелька 10 продолжалась достаточно дистально, чтобы поддерживать своды стоп человека. Стелька, которая продолжается до точки, ближайшей от головок плюсневой кости ступни человека, снижает давление под головками плюсневой кости и может уменьшить количество стрессовых переломов.

В таких вариантах осуществления задняя поверхность 16 стельки 10 предпочтительно сформирована для соответствия нижней стороне конкретной ступни человека. В данном случае стелька 10 может быть сформирована из полимерного материала, такого как этиленвинилацетат, и сформирована так же, как и полимерные ортопедические вставки, которые производятся в соответствии с контуром ступни человека. В других вариантах осуществления задняя поверхность стельки может альтернативно представлять собой форму, которая является инверсией формы средней ступни человека, т.е. которая может включать вогнутое углубление 17 для пятки и поднятый участок свода 19, свод 19 располагается удаленно от углубления 17 для пятки, и включает поверхность, которая располагается выше самой нижней точки углубления 17 для пятки в соответствии с измерением, когда данное амортизирующее ортопедическое устройство располагается на земле или в туфле с передней поверхностью 18 стельки, обращенной к земле.

В следующем альтернативном варианте задняя поверхность 16 стельки 10 может представлять собой другую форму, а в некоторых случаях она может быть плоской. Задняя поверхность 16 может также быть терапевтически оконтурена, биометрически сбалансирована и каким-либо другим образом модифицирована для реализации терапевтической коррекции. В некоторых вариантах осуществления задняя поверхность 16 стельки 10 представляет собой поверхность, которая соответствует контуру нижней стороны ступни человека и предназначена для контакта с площадью поверхности нижней стороны ступни человека в максимально возможной степени или как можно практичнее, что является преимуществом, потому что нагрузка от опорной поверхности, воздействующая на нижнюю сторону ступни человека, в результате распространяется на как можно большую площадь поверхности нижней стороны ступни человека, снижая тем самым силу, воздействующую на какую-либо конкретную точку на нижней стороне ступни человека.

Для содействия распространению нагрузки от опорной поверхности вдоль нижней стороны поверхности ступни человека, стелька 10 предпочтительно сформирована из жесткого или полужесткого материала, такого как углеродное волокно, металл, этиленвинилацетат, нейлон, полиэтилен, полипропилен, полиуретан, углеродное волокно или стекловолокно. Такие материалы в целом имеют модуль упругости при сдвиге, по меньшей мере, около 0,001, более предпочтительно, по меньшей мере, около 0,05, и даже более предпочтительно, по меньшей мере, около 0,1, хотя он может быть выше, предпочтительно с более высокой жесткостью.

В предпочтительном варианте осуществления стелька сформирована из материала, резистентного проколам. Например, стелька может быть сформирована из множества слоев материалов из углеродного волокна, предпочтительно включающего один или более слоев, которые включают параарамидное синтетическое волокно КЕВЛАР. Предпочтительно такая стелька включает 2 или более слоев материала из углеродного волокна, которое представляет собой волокно КЕВЛАР, более предпочтительно 4 или более слоев и даже более предпочтительно 8 или более слоев. Принимая во внимания жесткость углеродного волокна, когда в данном варианте осуществления используются углеродное волокно или другие сравнительно жесткие материалы, стелька предпочтительно продолжается дистально не далее чем до точки смежной с подъемом свода ступни человека, для обеспечения нормальной ходьбы человека. Такие стельки могут быть несколько миллиметров толщиной для обеспечения защиты для ближайшего участка ступни человека, например, толщиной в пределах от 2 до 8 мм, более предпочтительно в пределах от 4 до 7 мм. Такая стелька иллюстрируется на Фиг.8. Данное амортизирующее ортопедическое устройство и/или обувь, которая включает данное амортизирующее ортопедическое устройство в данном варианте осуществления также предпочтительно соответствует стандартам сопротивления проколу ASTM F 2412- 05 (Стандартные методы тестирования для защиты ног, одобрено 1 марта, 2005 г., опубликовано в марте 2005 г.).

Располагающаяся ниже передняя поверхность 18 стельки 10 является эластичной пластиной 100. Эластичная пластина 100 содержит ближний конец 112, дальний конец 114, медиальную сторону 113, боковую сторону 115, заднюю поверхность 116 и переднюю поверхность 118. Эластичная пластина 100 в целом имеет плоскую конфигурацию и сформирована из материала, который предпочтительно менее жесткий, чем стелька 10, и имеет более высокий модуль упругости. Несмотря на то, что все амортизирующие пластины 100, описываемые в данном документе, представляют собой одинарный лист в целом плоского материала, предполагается, что множество частей материала, которые механически соединяются друг с другом или с другой конструкцией, чтобы деформироваться вокруг линии или линий, определяемых элементами 50, и которые в целом ориентированы на плоскую конфигурацию, могут также применяться в качестве эластичной пластины в соединении с данным амортизирующим ортопедическим устройством.

Эластичная пластина 100 механически соединена со стелькой 10 в точке, удаленной от ближнего конца 112 эластичной пластины 100, и также предпочтительно, по меньшей мере, в другой точке в или рядом с дальним концом 114 эластичной пластины 100. В варианте осуществления, показанном на Фигурах 1A и 1B, передняя поверхность 18 стельки 10 находится в прямом контакте с задней поверхностью 116 эластичной пластины 100. Однако в других вариантах осуществления, таких как на Фигурах 2А и 2В, стелька 10 и эластичная пластина 100 могут соединяться смежно с ближними концами 12 и 112 через другую механическую конструкцию, например, такую, как задний элемент 160 пятки, показанный на Фигурах 2А и 2В.

Важным признаком данного амортизирующего ортопедического устройства является то, что вертикальное расстояние должно поддерживаться между ближним концом 112 стельки 10 и ближним концом 112 эластичной пластины 100 при отсутствии нагрузки на стельку. Это позволяет ближнему концу 112 эластичной пластины 100 смещаться вверх, т.е. по направлению к передней поверхности 18 ближнего конца 12 стельки 10 во время удара пяткой в процессе ходьбы человека. Когда эластичная пластина 100 смещается таким образом, она поглощает некоторую нагрузку от опорной поверхности во время удара пятки. Более того, энергия, поглощаемая эластичной пластиной 100, затем высвобождается по мере смещения веса человека от пятки к участку пальцев ступни человека в процессе цикла ходьбы, облегчая таким образом передвижение.

Ввиду необходимости сохранения расстояния между ближним концом 12 стельки 10 и ближним концом 112 эластичной пластины 100 в варианте осуществления Фигур 1A и 1B передняя поверхность 18 стельки 10 продолжается вверх от задней поверхности 116 эластичной пластины 100 от точки, в которой она находится в контакте с эластичной пластиной 100, и стелька 10 должна формироваться из материала, достаточно прочного для сохранения расстояния, когда пятка человека прикладывает силу по направлению вниз к стельке 10 во время, по меньшей мере, части цикла ходьбы. В варианте осуществления Фигур 2А и 2В расстояние между ближним концом 12 стельки 10 и ближним концом 112 эластичной пластины 100 сохраняется, по меньшей мере, в части, задним элементом 160 пятки, расположенным смежно с ближними концами стельки 10 и эластичной пластины 100 и позиционируется между ними.

Точка контакта между передней поверхностью 18 стельки 10 и задней поверхностью 116 эластичной пластины 100 в вариантах осуществления Фигур 1A и 1B служит осью, вокруг которой эластичная пластина 100 может изгибаться, когда нагрузка вверх от опорной поверхности воздействует на ближний конец 112 эластичной пластины 100. Величина деформации ближнего конца 112 эластичной пластины 100 на расстояние, на которое ближний конец 112 перемещается перед контактом с нижней стороной стельки 10, должна быть в пределах предела упругости эластичной пластины 100.

Расположенная ниже эластичная пластина 100 является передним элементом 140 пятки, имеющей медиальный конец 143, боковой конец 145, заднюю поверхность 146, переднюю поверхность 148, ближний конец 147 и дальний конец 149. Передний элемент 140 пятки является второй осью, вокруг которой изгибается эластичная пластина 100. Когда направленная вниз сила прикладывается пяткой человека на стельку 10, часть этой силы прикладывается проксимально от переднего элемента 140 пятки и вызывает изгиб вниз эластичной пластины 100, т.е. так что передняя поверхность 118 в ближнем конце 112 эластичной пластины 100 становится ближе к земле.

Передний элемент 140 пятки и другие элементы 50 предпочтительно продольные, предпочтительно продолжающиеся вдоль, по меньшей мере, 70% ширины эластичной пластины 100, и более предпочтительно продолжающиеся вдоль, по меньшей мере, 90% или вдоль всей ширины эластичной пластины 100, хотя в некоторых вариантах осуществления несколько элементов 50 могут использоваться для формирования оси, вокруг которой может изгибаться эластичная пластина 100. Элементы 50, иллюстрируемые на Фигурах 2А и 2В, имеют эллиптическое или полусферическое сечение, но можно также использовать элементы других форм, например трубчатые элементы, стержни, имеющие квадратное сечение, элементы с контуром и элементы других форм. Специалисты в данной области техники могут определить подходящую форму и материал для элементов 50 в зависимости от свойств эластичной пластины 100 и размещения элементов в данном ортопедическом устройстве.

Элементы 50 могут быть полыми, как иллюстрируется на Фигурах 2А и 2В, если они изготовлены из достаточно жесткого материала (для уменьшения веса данного амортизирующего ортопедического устройства), но они также могут изготавливаться из одного куска материала. В одном варианте осуществления задний элемент 160 пятки может быть отлит вместе со стелькой 10. Преимуществом применения полых элементов, особенно выпуклых полых элементов, является то, что они могут обеспечивать дополнительную защиту от ударов для человека своей возможностью ломаться или деформироваться под давлением, величина которого меньше, чем давление, при котором ломаются кости ног человека, тем самым обеспечивая защиту от переломов, включая усталостные переломы в костях ног.

В некоторых вариантах осуществления передний элемент 140 пятки может образовывать часть туфли, например часть ступни туфли, с которой механически соединяется эластичная пластина 100. В таких вариантах осуществления участок туфли под ближним концом 112 эластичной пластины 100 обеспечивает достаточный зазор, т.е. вертикальное пространство между передней стороной 118 эластичной пластины 100 и дном туфли для обеспечения вертикального изгиба вниз ближнего конца 112 эластичной пластины 100, когда на него давит вниз, например, пятка человека во время удара пяткой цикла ходьбы.

Передний элемент 140 пятки предпочтительно продолжается продольно вдоль, по меньшей мере, участка ширины эластичной пластины 100, т.е. между медиальной стороной 113 и боковой стороной 115 эластичной пластины 100. Продольный участок переднего элемента 140 пятки, т.е. расстояние между медиальным концом 143 и боковым концом 145, предпочтительно достаточно для изгиба всей ширины эластичной пластины 100 равномерно вокруг точки оси, созданной передним элементом 140 пятки, когда пятка человека давит вниз. Это должно позволять эластичной пружине изгибаться больше, тем самым обеспечивая возникновение большего усилие пружины, когда пятка человека давит вниз на амортизирующую пластину 100. По этой причине передний элемент 140 пятки должен быть достаточно прочным для того, чтобы позволить эластичной пружине 100 изгибаться вокруг точки оси, созданной передним элементом 140 пятки. Во время удара пятки в процессе ходьбы человека, когда пятка давит вниз на ближний конец 112 эластичной пластины 100, точка оси, созданной передним элементом 140 пятки, находится в ближнем конце 147 или смежно с ближним концом 147 переднего элемента 140 пятки.

В вышеизложенном описании можно видеть, что эластичная пластина 100 данного амортизирующего ортопедического устройства претерпевает двойной изгиб во время удара пятков цикла ходьбы человека, амортизируя тем самым большее количество силы, которая бы возникала, если бы эластичная пластина 100 изгибалась вокруг только одной оси. Первый изгиб вокруг оси, созданной передним элементом 140 пятки, возникает благодаря усилию, прикладываемому по направлению вниз пяткой ступни человека, а второй изгиб может возникать, в варианте осуществления Фигур 1A и 1B, вокруг точки оси, создаваемой точкой, в которой передняя поверхность 18 стельки 10 контактирует с задней поверхностью 116 эластичной пластины 100. В варианте осуществления Фигур 2А и 2В вторая изгибающая ось создается в передней поверхности 168 или смежно с передней поверхностью 168 заднего элемента 160 пятки, где задний элемент 160 пятки контактирует с эластичной пластиной 100.

В предпочтительном варианте осуществления, иллюстрированном на Фигурах 2А и 2В, второй элемент 50, а именно задний элемент 160 пятки, располагается между передней поверхностью 18 стельки 10 и задней поверхностью 116 эластичной пластины 100. Задний элемент 160 пятки размещается в требуемой точке оси, ближайшей от точки оси, созданной передним элементом 140 пятки. Задний элемент 160 пятки предпочтительно имеет подобные физические и структурные характеристики, что и передний элемент 140 пятки, и может быть изготовлен из такого же или подобного материала, что и передний элемент 140 пятки. Задний элемент 160 пятк