ارتزهای زانو و قوزک با در بر گرفتن مفاصل زانو و قوزک پا، به اصلاح الگوی راه رفتن بیماران کمک می کنند. بیماران دارای ضعف عضله ی چهار سر ، به دلیل الگوی سفتی غیر طبیعی مفصل زانو، از محدودیت هایی در حرکات اکستنشن و کنترل فلکشن مفصل زانوی خود در طی سیکل گیت رنج می‌برند. ارتزهای کمک کننده به حرکت اکستنشن، با باز تولید تمام سفتی مفصل سالم برای بیماران با ضعف عضله چهار سر، سعی در بهبود گیت بیماران دارند. اما عضلات ضعیف این بیماران کاملا ناتوان نبوده و مقداری از گشتاور موردنیاز بیمار در هنگام راه رفتن را تولید می کنند. به همین دلیل با تولید تمامی گشتاور موردنیاز مفصل در طی سیکل گیت، نمی توان به سفتی مفصل سالم دست پیدا کرد. همچنین این نوع طراحی باعث تضعیف عضلات سالم یا عضلاتی که تا مقداری امکان اعمال نیرو دارند، می شود. این بدان دلیل است که با تولید تمام گشتاور موردنیاز در طی سیکل گیت توسط ارتز این عضلات فعالیت خود را از دست داده و بعد از مدتی قدرت آنها تحلیل می رود. همچنین این مورد سبب اعمال فشار بیش از مقدار موردنیاز، بر عضلات همسترینگ می گردد. محققان کشورمان با طراحی ارتز مناسب با دو مکانیزم متفاوت در طول فازهای ایستادن و گام برداری ، نیاز بیماران مختلف دارای ضعف عضله ی چهار سر پاسخ داده اند. در این طرح، فنر پیچشی خطی به عنوان عملگر غیرفعال اعمال کننده گشتاور استفاده شده و گشتاور موردنیاز جهت اکستنشن مفصل زانو در فاز گام برداری را ایجاد می کند. در این پژوهش برای دو بیمار با سطوح مختلف ضعف عضلات چهار سر، مکانیزم پیشنهادی طراحی شد و نشان داده شد که این پروسه برای تمام بیمارانی که از ضعف عضله چهار سر رنج می برند، قابل تجویز می باشد. با استفاده از تست آنالیز حرکت انجام شده، الگوی حرکتی یک فرد سالم در حین راه رفتن به دست می آید. همچنین با توجه به تحریک و فعالیت عضلات بیمار در طول سیکل گیت، مقدار بهینه گشتاور لازم برای اصلاح سینماتیک بیمار محاسبه گردید. سپس سفتی موردنیاز فنر پیچشی برای تولید مقدار گشتاور موردنیاز بیمار در طول فاز مید-سوئینگ و ترمینال-سوئینگ محاسبه گشت. برای تقلید سفتی مفصل در فاز ایستادن نیز از مکانیزم قفل کننده، که برای بیماران دارای ضعف عضله چهار سر طراحی شده بود، استفاده شد. این مکانیزم باعث می شود که ارتز پیشنهادی، حرکت فلکشن زانو را از لحظه تماس اولیه تا مید-استنس، قفل کرده اما در فاز گام برداری به مفصل اجازه حرکت آزادانه می دهد.