افتادگي مچ پا عارضه اي است كه ممكن است به دنبال انواع مختلفي از بيماري ها و يا آسيب ها ايجاد شود و وجه اشتراك تمام اين بيماري ها و آسيب ها، تخريب دائمي ويا موقت عصب پرونئال و در نتيجه فلج و يا ضعف عضلات پلنتار فلكسور پا است كه منجر به ناتواني فرد در بالا آوردن پنجه پا مي شود. بعلاوه، هر سه راكر حركتي در فاز استانس راه رفتن در اين بيماران دچار اختلال ميگردد. امروزه درمان ارتوزي (ankle foot orthosis يا AFO) از جمله درمان هاي توانبخشي است كه بصورت گسترده براي بهبود راه رفتن اين بيماران مورد تجويز قرار مي گيرد. در كل، دو نوع ارتوز مچ پا-پايي (AFO) مكانيكي وجود دارد: مفصلدار و بدون مفصلدار. معمولا AFO هاي بدون مفصل از حركات نرمال مچ پا جلوگيري ميكنند و منجر به كاهش سرعت راه رفتن و كوتاهي طول گام ميشوند. AFO هاي مفصلدار با stop هاي مكانيكي و دورسي آزاد، قادرند تا از طريق فراهم كردن نيروي كمكي دورسي فلكشن يا قفل كردن مچ در وضعيت مناسب، از افتادگي پاي اين بيماران ممانعت كنند. اما اين ارتزها از ديگر حركات نرمال مچ پا جلوگيري ميكنند. زيرا هر دو عملكرد راكر پاشنه و راكر جلوي پا به دامنه پلانتار فلكشن مناسب نياز دارد. براي غلبه بر اين مشكل، AFO هايي مانند oil-damper توسط Yamamato تاكنون ساخته شده كه اختصاصا به عملكرد راكر پاشنه كمك مكيند. هر چند تاكنون هيچ AFO مكانيكي نتوانسته به عملكرد راكر سوم كمك كند. لازم به ذكر است كه گشتاور مقاومتي پلانتار فلكشن در راكر اول حركتي فاز استانس، نقش مهمي در تماس پاشنه با زمين عمل ميكند و حفاظت از راكر اول حركتي يكي از عملكردهاي بسيار مهم AFO ميباشد. بعلاوه، گشتاور مقاومتي پلانتار فلكشن ممكن نياز به تنظيم شدن بر اساس نياز هر فرد باشد. اما از انجاييكه در ارتز oil-damper واحد دمپر وزن اضافه به AFO مي افزايد، ما ارتزي طراحي كرديم كه بدون قطعه oil-damper، با ايجاد گشتاور مقاومتي به پلانتار فلكشن به راكر اول كمك كند و به دورسي فلكشن كمكي به راكر دوم كمك كند. بعلاوه بر خلاف ارتزهاي مرسوم ديگر، براي نصب اين ارتز نياز به ركاب و كفش (كه خود وزن ضافه ديگري به ارتز اضافه ميكنند) نمي باشد و ميتواند به خود قطعه كف پايي متصل گردد.

گشتاور مفصل يكي از مهم‌ترين فاكتورها در تحليل حركت انسان مي‌باشد. درواقع گشتاورهاي مفاصل اهميت زيادي در بررسي نيروهاي عكس‌العمل مفصل كه به‌نوبه‌ي خود در عملكرد مفصل تأثير مي‌گذارند دارند. مفصل مچ دست يكي از پركاربردترين مفاصل بدن مي‌باشد؛ بنابراين بررسي جنبه‌هاي مختلف آن از اهميت برخوردار مي‌باشد. توان‌بخشي مچ دست موجب افزايش دامنه حركتي اين مفصل مي‌شود بنابراين درصورتي‌كه در اثر يك سري عوامل دامنه‌ي حركتي مچ كاهش يابد توان‌بخشي براي اين مفصل ضرورت مي‌يابد. معمولاً براي درمان افرادي كه به مراكز توان‌بخشي مراجعه مي‌كنند، پزشك به‌صورت كيفي ميزان نيرويي كه فرد مي‌تواند حين حركت فلكشن و اكستنشن ايجاد كند را تخمين مي‌زند و آن را كنترل مي‌كند. هدف از اين مطالعه طراحي و ساخت وسيله‌اي است كه بتواند علاوه بر توان‌بخشي مچ دست مقدار نيرويي كه فرد حين حركت فلكشن و اكستنشن ايجاد مي‌كند را نمايش مي‌دهد تا بتواند به روند پيشگيري و درمان كمك كند. اجزاي تشكيل‌دهنده اين وسيله شامل سه قسمت مي‌باشد؛ قسمت بدنه كه وظيفه آن حمايت مچ دست و ساعد مي‌باشد، قسمت تنظيم‌كننده كه به‌عنوان نيروي مقاومي در برابر حركت فلكشن و اكستنشن مچ دست عمل مي‌كند و قسمت سنسور كه داراي يك نمايشگر مي‌باشد و مي‌تواند ميزان نيرو را گزارش مي‌كند.