2015 한국의지 보조기학회춘계학술대회 Fabrication of Upper Extremity Orthosis 세브란스재활병원의지ㆍ보조기파트 김정훈ㆍ장영재 서 론 보조기 (orthosis) 라는용어는신체분절의기능을지지하고개선시키기위해신체에적용되는외부장치를말한다. 1 상지보조기는일반적으로보조기 (orthosis), 스프린트 (splint,) 두가지의용어가사용되고있으며, brace라는용어도사용되고있다. 상지보조기착용의목적은동통감소를위한휴식및보호, 기형의예방및교정, 약해졌거나상실된근력의보조, 그리고관절의지지나고정및견인이다. 이를통해골, 건, 혈관, 신경, 관절그리고연부조직의손상이나염증을치유하는것또한상지보조기를착용하는목적이다. 그리고상지보조기는기준에따라여러가지로분류되고, 일반적으로외형, 착용목적, 치료목적, 역학적특성, 적용부위, 동력원, 재질등에따라각각분류된다. 상지보조기는잘정의된치료프로그램에서환자에게흔히적용되며보조기는다른방법으로완수할수없는원하는기능을제공한다. 그러므로보조기제작자는창의적능력과해부학적, 생체역학적, 생리학적, 그리고치유원리의지식과이와관련된손상, 수술, 그리고질환의복합적인이해가요구된다. 또한제작자는보조기를효율적으로제작하기위해서적절한공구나장비를사용하여야하는것은물론보조기의내구성과미관및환자착용시편안함을위해적절한재료를선택하여야한다. 2,3 이번내용은보조기제작시고려되어야하는해부학적고려사항과재질에따른분류에서고온열가소성플라스틱 (high temperature thermoplastic) 과저온열가소성플라스틱 (low temperature thermoplastic) 의제작방법에대해알아보도록한다. 본 론 1) 해부학적고려사항 (1) 수부의주름 (Fig. 1) 배측과장측의피부주름은피하의관절과일치하기때문에주름의위치로수부에서발생하는움직임의위치를시각적으로관찰할수있다. 그러므로피부주름은보조기제작에있어관찰할수있는경계선으로이용된다. 따라서특정관절고정보조기제작시해당굴곡주름은보조기에포함되어야하며반대로특정관절가동시해당굴곡주름은보조기에포함되지않도록하여야한다. (2) 수궁 (arch) 의유지 (Fig. 2) 수부는기능적잡기에기여하는세가지궁 ( 근위횡궁, 원위횡궁, 종궁 ) 으로구성되며보조기착용을유지하 24
김정훈ㆍ장영재 :Fabrication of Upper Extremity Orthosis 기위해서제작시고려되어야한다. 원위횡궁 (distal transverse arch) 은가동성이적은 2 3 중수골두와가동성이큰 1, 4, 5 중수골두로구성된다. 종궁 (longitudinal arch) 은시상면에서수근골, 중수골, 지절골을포함하며각수지에서능동적인움직임을허용한다. 근위횡궁 (proximal transverse arch) 은비록해부학적으로는존재하나굴근건과신경혈관구조물이수궁을통해위치하기때문에외부에서의오목한면이감소되어원위횡궁이나종궁만큼중요하지는않다. 안정성과유연성을부여하는이러한수궁으로인해정상적인손은다양한크기와모양의물건을쥘수있다. 보조기제작시수궁은기능적으로중요하기때문에유지될수있도록하여야한다. 4 Fig. 1. Creases of the hand. Fig. 2. Dorsal view of left hand showing the three structural arches: (A) proximal transverse arch; (B) distal transverse arch; (C) longitudinal arch. (3) 두가지경사 (Fig. 3) 두가지경사 (dual obliquity) 는수부의골격외형에의해결정되는보조기착용에서의중요한고려사항이다. 첫번째경사는배측에서관찰되며점진적으로짧아지는중수골에의해형성되고, 두번째경사는원위횡단면에서관찰되며요측에서척측으로점진적인중수골의하강때문에형성된다. 이러한두가지경사는해부학적으로손의요측에서척측으로중수골의길이가점진적으로감소하고, 제 1, 4, 5 중수골의운동성과비교하 25
2015 한국의지 보조기학회춘계학술대회 여제 2, 3 중수골의감소된운동성때문이다. 이러한두가지경사개념은보조기제작시포함되어야한다. Fig. 3. Dual obliquity of hand. 2) 고온열가소성플라스틱제작환자가화상이나수술후상처등으로인해환측에저온열가소성플라스틱으로보조기를적용하여제작할수없거나보조기를장기간사용해야되는경우, 저온열가소성플라스틱은장기간사용시균열및변색되기때문에고온열가소성플라스틱을이용하여제작한다. 4 고온열가소성플라스틱은 120 o 이상의온도에서가열되므로환자의신체에직접적용할수없기때문에환자의신체부위를본뜬양성석고모델을만들어제작한다. 양성석고모델제작을위해서석고붕대로본뜨기작업을한다. 고온열가소성플라스틱제작은장측완관절 / 수부고정보조기 (volar wrist/hand immobilization orthosis) 흔히 resting palmar splint라불리는완관절 / 수부보조기를예를들어제작하려고한다. 장측완관절 / 수부고정보조기는손상된신체구조의치유, 휴식을위해완관절, 수부를고정시키는보조기로신체조직의연장을촉진시키기위해팽팽한굴곡근건을최대한신전으로유지하며, 완관절과수지및무지의관절구축을예방또는최소화한다. 또한완관절과수지에근긴장도를감소시키는데도움을주며넓은접촉면은화상환자에서반흔형성을예방하는데도움이된다. 3 (1) 측정및본뜨기 (casting) 본뜨기에앞서보조기의착용목적과디자인에대해환자가충분히이해할수있도록설명한다. 석고붕대를사용한본뜨기를위해, 환자를편안한상태로앉게한다. 이때환자의의복에석고가묻지않도록시트를이용하여보호한다. 다음으로환부의구축이나변형및상처부위, 동통부위등을확인하고교정가능범위를확인한다.(Fig. 4) 그리고골돌출부 (bony prominence), 민감한부위, 보조기근위부에석고펜을이용하여표시한다. 석고붕대를감기전에바셀린과같은연고를바르거나랩으로감싸주어 ( 랩을사용할경우에는랩위에표시해야한다 ), 모발이석고붕대와같이굳지않게한다. 물에충분히적신석고붕대를환부에감는데, 이때뜨거운물을사용하면석고붕대를다감기도전에석고붕대가굳을수있고, 차가운물을사용하면석고붕대의굳는시간이지연될수있으므로미지근한물을사용하도록한다. 석고붕대가 1/3만큼겹치도록감으며석고붕대를감는도중 stay가한쪽으로치우치지않도록주의하고, 석고붕대는보조기의적용부위보다근위부 26
김정훈ㆍ장영재 :Fabrication of Upper Extremity Orthosis 까지감는다. 석고붕대를다감은후골돌출부를문질러주어윤곽을매끄럽게하고, 석고붕대가층이생기지않도록문질러주어야양성석고모델작업시불규칙한면을최소화하여작업을용이하게할수있다. 석고붕대가굳는동안목표한관절자세가유지되도록한다. 특히수부는기능적수부자세를유지해야한다. 기능적자세는올바른정렬을유지하고, 조절된움직임이나타날때까지환자의수부기능을증가시키는역할을한다. 4 석고붕대가굳으면석고펜으로 stay위치에따라선을그리고, 음성석고모델분리후원형을유지하기위한표시선으로사선을그어준다. 굳은석고붕대는가죽칼이나캐스터커터 (cast cutter) 로 stay위치에표시된선을따라잘라낸다. 표시한사선에맞춰석고붕대를다시감아접합한다. 이런과정을거쳐본뜨기가된석고붕대가굳은것을음성석고모델 (negative plaster model) 이라고한다. Fig. 4. Casting. (2) 양성석고모델 (positive plaster model) 및석고수정 (plaster modification) 석고붕대를보다쉽게벗겨내기위해음성석고모델을비눗물에적셔준다. 물과석고를배합하여음성석고모델에넣은후고정파이프 (holding pipe) 를삽입하고, 이때석고수정작업시무지가파손되는것을방지하기위해굵은철사를무지에삽입하여같이굳도록한다. 고정파이프의말단을약간들어올려수장측에닿지않도록하여홀더 (holder) 로고정한다. 음성석고모델내부의석고가완전히굳은후안전사고예방을위해장갑을착용하고칼을사용하여잘라낸다. 즉음성석고모델을이루는석고붕대를완전히제거하면환자의상지외형과같은양성석고모델이준비된다. 양성석고모델에표시된표적위치를석고펜으로다시한번표시한다. 본뜨기시고르지못한부분이발생하므로편평줄을사용하여돌출된부분은깎는다. 양성석고모델에서압박을가해야하는부위는깎기 (removal) 수정작업을시행하고, 반대로골돌출부, 민감부위, 그리고상처부위등닿지않아야할부위에는쌓기 (build up) 수정작업을시행한다.(Fig. 5) 또한중수지절관절 (metacarpophalangeal joint) 에서수지말단까지내, 외측경계면을만들어수지가요골및척골편위되는것을예방한다. 석고수정작업이완료되면양성석고모델의표면을쇠망을이용하여매끄럽게마무리한다. 2 27
2015 한국의지 보조기학회춘계학술대회 Fig. 5. Modification of positive plaster model. (3) 성형가공고온열가소성플라스틱을사용하는경우에는습식가열을사용하지않고건식 (dry) 가열을이용하며건식가열은물을사용하지않고오븐에서공기를통해가열하는방식이다. 보조기의국소적인가열을위한건식가열법으로히트건을사용하는방법도있다. 보조기근위부에피부가압박되는것을예방하기위해근위가공절단선 (trim-line) 을설정하고, 나일론줄을이용하여 flaring한다. 진공장치 (vacuum machine) 에양성석고모델의고정파이프를연결하고, 이때습기등을예방하기위해스타키넷또는스타킹을씌우고이형제나파우더를뿌려줄수도있다. 오븐에가열된고온열가소성플라스틱을양성석고모델위에올려놓고밀착하여진공흡입이되도록한다.(Fig. 6) 플라스틱이완전히굳어식을때까지진공장치를끄지않는다. 재료가냉각되는동안가공절단선을표시한다.(Fig. 7) 적절한압력분배를위해충분한표면적을가질수있도록보조기의기저부는충분한길이, 깊이, 외형을가질수있도록하여야한다. 보조기의길이는전완 (forearm) 의 2/3이거나최소한절반이어야하며, 둘레는전완둘레의 2/3를감싸야한다. 필요에따라원주형 (circumferential) 으로제작될수도있다. Fig. 6. Vacuum moulding of the polypropylene. 28
김정훈ㆍ장영재 :Fabrication of Upper Extremity Orthosis Fig. 7. Drawing the trim line. (4) 플라스틱가공및스트랩 (strap) 부착가공절단선에따라캐스터커터를이용하여자른다. 이때가공절단선보다약간여유를두고잘라내는것이좋다. 가공절단선에맞게연마장치를이용하여그라인딩한다. 그라인딩시날카로운가장자리가없도록하여둥글게만든다.(Fig. 8) 압박부나민감부위에패드를적용해야할경우에는패드를부착하고, 스트랩은리벳을이용하여부착한다. 만약관절에부종이심하거나환자가견딜수없는경우스트랩은관절위에위치하지않으며, 예를들어척골경상돌기에통증이있으면대각선으로스트랩을적용할수있다. 환자에게보조기를적용하여압박부위를확인한다.(Fig. 9) 수지부분의스트랩은근위지절관절과원위지절관절에위치하여야손가락이굴곡되지않으며, 각지절관절을눌러주지못할경우에는손가락이보조기에서빠져나와보조기의역할을제대로수행할수없게될수도있다. Fig. 8. Grinding. 29
2015 한국의지 보조기학회춘계학술대회 Fig. 9. Fitting. 3) 저온열가소성플라스틱제작저온열가소성플라스틱은정적및동적보조기모두적용할수있고, 가벼우며임상에서빠르게적용할수있는장점을가진다. 변형을예방하고, 상지를기능적자세로유지하기위해입원기간내착용이필요한경우사용될수있다. 하지만장기간사용하거나형태를보존하기에충분한견고함을가지지못하며손성형의결과로착용감이떨어질수있다. 저온열가소성플라스틱은흔히 Orthoplast, Aquaplast 및 Orfit 등이사용되고, 일반적으로 60 o 80 o 가열한물을이용한습식가열방식으로제작된다. 제작시가급적이면가열장비근처에서작업하는것을권장하며가열된저온열가소성플라스틱이환자의신체에적용된후냉각될때까지제작자는환자의자세를유지해야한다. 저온열가소성플라스틱제작은배측완관절고정보조기 (dorsal wrist immobilization orthosis) 흔히 dorsal wrist cock-up splint라고불리는완관절 / 수부보조기를예를들어제작하려고한다. 배측완관절고정보조기는상완신경총마비 ( 하위형 ) 나요골신경마비로인하여완관절신전근의기능이약하거나소실되었을때, 완관절을신전자세로유지시키고수지굴곡근의역학적장점을최대한으로이용하여기능적인 grasp과 pinch를개선시킨다. 이밖에도동적보조기제작시아우트리거 (outrigger) 부착을위한기저부를제공한다. 2,5 (1) 패턴 (pattern) 의제작배측형은장측형에비해손바닥에보다나은감감입력 (sensory input) 이되도록해준다. 장측피부이식, 상처, 또는민감성반흔이있는환자에게적합하다. 배측형은완관절을완전히고정시키기위해필요한강도를제공할수없으며배측표면은압력을분산시키는피하조직이장측표면에비해부족하여압박에민감한단점을가진다. 패턴을제작하기위해종이위에환자의환부를올려놓고, 전완길이의 2/3 지점에근위경계선을표시한다.(Fig. 10) 원위요골바 (radial bar) 은수장측을가로지를수있을정도로충분한길이어야하며무지 web space를자극할수있으므로요골바의너비를크게하지않는다. 전완둘레의 1/2 2/3을감싸줄수있을정도로재료를준비해야하며, 전완부는원위로갈수록테이퍼링 (tapering) 되게하여야한다. 근위경계선은주관절굴곡에방해하지않아야하며원위경계선은중수지절관절과무지의동작을방해하지않아야한다. 30
김정훈ㆍ장영재 :Fabrication of Upper Extremity Orthosis Fig. 10. Drawing pattern. (2) 재료의선택및준비재료는완관절의자세유지를위해요구되는경도에맞는두께, 그리고환자와상담을통하여색상및환기구멍, 비용등을고려하여결정한다. 선택된재료위에패턴을올려놓고그대로옮겨그린다.(Fig. 11) 히트건을이용하여열을가하고연필자국이남지않도록그려진선보다내측으로오려낸다.(Fig. 12) 다른방법으로는알코올이나표백제를사용하여표시된선을지울수있다. 중력을이용하기위해환자의전완부를회내전 (pronation) 시키고, 테이블에주관절을올려쉬게하는자세를한다. 무지는외전자세를유지하며환자에게스타키넷을착용하여화상을미연에방지하고, 요골및척골경상돌기에패드를위치시켜추후에패딩추가로인한압박을미연에방지한다. Fig. 11. Trace the pattern on a piece of thermoplastic material. 31
2015 한국의지 보조기학회춘계학술대회 Fig. 12. Heat the material and cut out the pattern. (3) 재료의가열및성형가공저온열가소성플라스틱은습열을이용하여가열한후에화장지등을깔고그위에올려놓으면물이화장지에흡수되며환부에적용하기적당한정도로식힌다음에환자환부에적용하여환자가편안하게제작할수있는정도의느낌인지를물어본후에환부에적용하여야화상등을예방할수있으며, 고온열가소성플라스틱에비해가공가능한시간이충분하기때문에뜨거운상태가지난다음에제작을시작하도록한다. 먼저환부의배측에서중수지절관절의근위부까지재료를위치시킨다. 무지 web space를통해요골바를위치시키고, 원위손바닥주름의바로근위에서손바닥의면을따라바를위치시켜, 수장궁에맞게재료를성형가공한다. 중력의역효과를막기위해서현재상태를유지하고, 보조기가제작되는과정에서완관절을굴곡및편위시키지않고원하는완관절자세를유지하도록한다.(Fig. 13) 성형의후반부에서보조기의가장자리가압박되지않도록전완부에서약간떨어질수있게보조기의가장자리를당겨주는방법도있다. 재료가완전히식은다음에불필요한부분이없는지확인하고가공절단선에맞게표시한다.(Fig. 14) 만약재료가냉각되어굳을때까지환자의자세를유지하기어려운경우에는냉수에담가두거나냉장고에보관된탄력붕대를 Fig. 13. Moulding of the thermoplastic. 32
김정훈ㆍ장영재 :Fabrication of Upper Extremity Orthosis 사용한다. 그리고성형가공시환부의윤곽이나관절자세를충분히유지하지못했을경우보조기전체를다시가열하거나히트건, 스포이드, 주사기등을사용하여부분적으로가열하여수정할수있는재성형의특징을가진다. 수장궁의성형을위해서는환자의손을 supination 시킬필요가있는데, 이때스터키넷을조금길게착용시켰다가보조기근위부위에서스터키넷을원위부로뒤집어씌우면보조기가환부에서아래방향으로떨어지지않은상태에서작업을할수있다. Fig. 14. Drawing the trim line. (4) 플라스틱가공및스트랩 (strap) 부착표시된가공절단선에맞게히트건을이용하여열을가하고오려낸다. 주로연마작업을이용하거나가열및 flaring하여처리한다. 말아감기 (rolling) 는추후보조기수정을어렵게하므로피하는것이좋다. 연마작업시재료의가장자리는마찰에의해거칠어지고, 고무가녹는현상 (gumming) 을보이므로주의한다. 원위스트랩은요골바와원위척골측경계선을연결하고, 중간스트랩은손목주름바로근위부에연결되며완관절을추가적으로안정시키고이동을예방하기위해패딩을추가한다. 마지막으로근위스트랩을적용하며리벳을사용하여부착한다.(Fig. 15) Fig. 15. Attachment of strap. 33
2015 한국의지 보조기학회춘계학술대회 (5) 보조기적용 환자에게보조기를적용하여가장자리가무지및중수지절관절및주관절움직임에방해되지않는지확인하고, 일정시간착용후피부검사를통해압박부위를확인한다. 모든수정이완료된후환자에게보조기착용방법과관리방법에대해설명한다. 보조기세척은미지근한물을이용하도록하며뜨거운물을피하게하고, 일상생활에서뜨거운차, 라디에이터또는오븐같은열로부터보조기를보호하도록하여보조기형태를유지할수있도록한다.(Fig. 16) Fig. 16. Fitting. 결 론 환자에게적합하고편안한보조기를위해서제작방법과사용하는재료의다양한특성을이해하고있어야한다. 또한의사및치료사그리고환자와충분한상담과회의를통해보조기제작하여야적절하고, 기능적이며용인할수있는미관을가질수있게된다. 이러한과정을거치지않고제작된보조기는환자가착용을거부할수있으므로유의하여야할것이다. 환자에게재활치료효과를극대화할수있도록보조기는내구성, 무게, 강성의정도, 사용의용이성을고려하여제작하여야할것이다. 그리고제작자는새로운제작방법과재료들을수용하는자세를가져환자에게편안하고적합한보조기를제작할수있도록끊임없이노력하는자세를가져야할것이다. 참고문헌 1. Uustal H. Upper Limb Orthotics. In: Delisa, JA, ed. Physical medicine & rehanbilitation: Principles and practice. 5 th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & wilkins. 2011 2. Kim JH, Jang IS, Park YS, et al. Upper extremity orthotics. 1st ed. Seoul: Topmediopia. 2006. 3. John DH, John WM, John RF. AAOS atlas of orthoses and assistive devices. 4th ed. Philadelphia: Mosby, 2008 4. Rebecca MD. Basic Principles of Splinting the Hand. PHYS THER. 1989; 69:1104-1116. 5. Kelly BM, Patel AT. Dodge C V. Upper limb orthotic devices. In: Braddom RL, ed. Physical medicine & rehabilitation, 4 th ed, Philadelphia: Saunders, 2011 34