하지의지 (Lower limb prostheses)

하지의지의 분류 절단(amputation, 슬관절을 중심으로) Below knee prosthesis :슬관절 하부 하퇴 절단시 착용(하퇴의지) Above knee prothesis : 슬관절상부 대퇴 절단시 착용(대퇴의지) 이단(disarticulation) - Syme’s prothesis : 족관절 이단(싸임의지) - Knee disarticulation prothesis : 슬관절 이단 (슬관절이단의지) - Hip disarticulation prothesis : 고관절이단(의지)

Transtibial Suspension

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exoskeletal edoskeletal BK의지 제작법

Advanced Manufacturing Techniques

Advanced Manufacturing Techniques(계속)

하퇴의지(슬하부의지) 기본구성 의족(foot-ankle assembly) 의지의 하퇴(shank) 소켓(socket) 현수장치(suspension device) 403p.

1) 의족(foot ankle assembly) 단축족관절, SACH foot, 다축 족관절 단축족관절 (single axis foot ankle assembly) : 수평으로 연결된 볼트가 한 개의 축을 이루며 족저굴곡과 배측굴곡을 허용 : 족저굴곡 – 15도 배측굴곡 – 5도 허용

SACH foot Solid ankle cushion heel

SACH foot(계속) 나무로 된 용골대(keel)가 중심에 있고 주위는 부드러운 재질로 덮혀있음 의족과 의지의 하퇴(shank)는 볼트로 연결되며 뒤꿈치는 쿠션이 있는 cushion heel로 되어있음 의족의 재질에 따라 운동이 허용(운동축이 따로 없음)

SACH foot(계속) 초기의 체중부하는 연성고무 뒷굽에 의해 제공 장점 단점 부드러운 것, 중간 정도의 것, 딱딱한 것 하퇴 의지에 가장 많이 사용 단순하고 움직이는 부분이 없어 안정성이 좋다 조용하다 외형이 보기 좋다 굽높은 구두도 신을 수 있다 단점 족관절 운동의 제한되어 있다 고령의 환자인 경우 보행시 뒤꿈치 닿기에서 의족의 뒤꿈치가 불충분하게 눌리면 보행이 어렵다 뒤꿈치가 탄성을 잃으면서 보행이 점차 어렵게 된다

다축 족관절 족관절의 모든 동작 가능 배측굴곡, 내반, 외반, 수직축에서의 회전

다축 족관절(계속) 장점 단점 세가지 축에서 움직임이 허용되어 불규칙한 표면을 걸어야 하는 경우 유용 보행시 발생하는 어느정도의 비틀림을 흡수하여 소켓과 스텀프 간의 힘을 감소할 수 있다 단점 다른 족관절에 비해 무거움 부피가 크다 소음이 있고, 미관상 좋지 않다

에너지 저장 의족 (Energy storing prosthetic feet) 일반 의족으로는 빠른 걸음, 달리기는 불가능 지면반발력이 체중의 2~3배로 증가 에너지 저장의족 지면반발력에 견디기 위한 족저굴근 부재로 인해 골반과 하지가 아래로 떨어져 빠른 걸음 및 달리기의 어려움을 극복 생체역학적 원리 의족의 2/3를 탄성재질로 제작한 플레이트 부착하여 플레이트의 복원력 이용

에너지 저장 의족(계속) (Energy storing prosthetic feet) 임상에서 사용되는 에너지 저장 의족 경성 유연성 내골격 의족(SAFE) 시애틀 의족(Seattle foot) 플렉스 의족(Flex-Foot) 토탈 컨셉트 의족 프로프리오 의족(proprio foot) 기타 의족

SAFE(solid ankle-flexible-endoskeletal) 에너지 저장 의족 SACH와 같은 기능에 불규칙한 지형을 보다 쉽게 걸을 수 있도록 바닥이 순응하는 기능을 더한 것 Flexible heel feet으로 알려져 있음 최근에는 새로운 디자인의 인공 족관절이 확산되고 있음

SAFE(solid ankle-flexible-endoskeletal)

Seattle foot의 발전

2) 의지의 하퇴(shank) 외골격(exoskeletal)과 내골격(endoskeletal)이 있음 외골격하퇴 : 소켓하단이 공간, 체중은 외골격이 지지 내골격하퇴 : 의족에서 소켓까지 금속 또는 플라스틱으로 연결 내골격의지

3) 소켓 절단지에 내려받는 체중부하를 받쳐주고 의지를 움직이고 조절하기 위한 힘 전달 나무 제작 플라스틱 나무 제작 플라스틱 단점 : 스탐프하단이 부종을 일으키게 하고 대퇴골셑의 압축으로 부종이 더욱 악화 PTB 소켓 개발

PTB socket 슬개건 부하(膝蓋腱負荷)소켓 스탐프의 외형에 꼭 맞도록 플라스틱으로 제작 전방은 슬개골의 전방을 덮고, 후방은 슬개골의 높이에서 소켓이 안으로 오목하게 들거간 부위보다 높게 올라와 있다

4) 현수장치 하퇴의지를 절단지에 매달려 있도록 하는 장치 1) 커프에 의한 현수 2) supracondylar(SC) system에 의한 현수 3) supracondylar/suprapatellar system에 의한 현수 4) 대퇴골셑 5) Rotator unit : 옆 돌림현상 방지 6) Modular construction : 의지의 모듈

2. 대퇴의지(슬관절 상부의지) 기본구조 의족(foot and ankle assembly) 의지하퇴(shank) 의지슬관절(knee assembly) 의지대퇴(thigh piece) 소켓(socket) 현수장치(suspension device)

의지슬관절 의지 슬관절의 조건 Heel strike나 기립자세일 때 절단지는 소켓안에서 후방으로 힘을 주어 안정되어야 한다 의지의 슬관절축은 체중부하선 후방에 있어야 한다 브레이크나 잠금장치에 의해 무릎이 갑작스럽게 구부러지지 않도록 하여야 한다

의지슬관절(계속) 슬관절축 일반적으로 단축이 사용(single axis) 다축 슬관절(polycentric axis)

의지슬관절(계속) 슬관절 제어 (426p) Constant friction Variable friction Weighted activated friction brake Manual lock 유압조절슬관절 Mauch swing-N-stance 절출형 슬관절 인공지능슬관절 Extension aids Heel rise를 제어할 필요가 있을 때 전방으로 의지를 내밀 때 의지하퇴를 가속화할 필요가 있을 때 Kick strap, Extension lever가 사용

4) 소켓 나무 또는 합성수지로 제작 소켓 상면의 외형에 따른 분류 스탐프의 접촉여부 Plug fit(원형) Quadrilateral socket(사각모양, 정방형소켓) 스탐프의 접촉여부 Total contact socket Non contact socket(거의 사용되지 않음-부종 등의 문제)

5) 현가(수)장치 Suction suspension 스텀프의 모양이 원추형이고 근력이 강한 절단자에게 사용 벨트가 필요없어 외관상 보기가 좋다 고령자에게는 적합하지 않다 소켓내부의 공기제거 Partial suction with auxillary suspension: 부분 흡입 현수 양말의 신은 경우 밸트 등을 사용하여 현수 보조 Silesion bandage 근력이 약하거나 스텀프가 짧거나 flabby한 환자들이 흡입 또는 부분흡입에 의한 현수장치를 하였을 경우 의지가 회전하는 것을 방지하여 준다 소켓에 부착된 넓은 밴드로 고정

5) 현수장치(계속) Pelvic belt 골반 밴드로 대퇴 현수 의지를 스텀프에 유지시켜 주고 의지가 회전하는 것을 막아준다 절단지에 가해지는 힘을 도와주고 내외측 안전성을 높여준다 적용환자 스텀프가 짧은 경우 근력이 약한 경우 스텀프의 형성이 좋지 않은 절단자 소심하고 기력이 없는 절단자 협응능력이 저하된 절단자 흡입소켓 적용시 문제가 발생하는 절단자 단점 앉을 때 불편, 고관절 운동제한, 고관절 쪽에서 소음, 스켓과 스텀프간의 과도한 피스톤 작용 발생, 의지의 무게 증가

5) 현수장치(계속) 특수장치 체형, 임신, 장애 정도, 피부질환 등으로 기존의 것 사용 불가능 할 때 Ex) soulder suspension strap

6) Modular construction

3. 양측 하지 절단자에 대한 의지 원인 종류 중증 당뇨병 버거스병 철도 또는 자동차 사고 양측대퇴절단 대퇴와 하지절단 양측 하퇴절단

3. 양측 하지 절단자에 대한 의지 (계속) 1) 양측 대퇴 절단자에 대한 의지 특징 양쪽 모두 의지를 착용하였기 때문에 쉽게 피로를 느끼고 불안정함 제작시 유의사항 특히 가볍고 내구성 요구 의지의 내측이 서로 부딪히지 않도록 단장 또는 크랏취 사용 1) 양측 대퇴 절단자에 대한 의지 2) 한쪽은 대퇴절단, 다른쪽은 하퇴절단자에 대한 의지 3) 양측 하퇴 절단자에 대한 의지

4. 발 부분 절단에 대한 의지 원인 1) 족지 절단 압상, 외상, 괴저, 혈관장애, 기형 등 - 탄력성 재질을 발가락과 구두사이에 착용 - 유연하고 탄력성의 발 받침으로 발끝떼기를 쉽게 하게 한다.

2) 리스후랑절단(Lisfranc’s) 중족골을 가로질러 절단 또는 족근중족관절에서 절단하는 경우 심한 기능장애를 갖게됨

3) 쇼파르 절단(chopart’s Amp.) 족근부 중앙에서 절단되어 종골과 거골만이 남게 되는 절단 소켓과 SACH foot사용

4) 싸임 절단 1840년도 초기 영국의 제임스 싸임경이 개발 경골과 비골의 관절면에서 바로 근위부를 절단하고 환자의 체중을 받을 수 있도록 발뒤꿈치 조직을 부착하는 족관절 이단술 의지가 없어도 보행이 가능 미관이 좋이 않고 원위단이 뭉특하다

4) 싸임 절단(계속)

의지 정렬 시상면에서의 안정성 고관절은 체중부하선 전방에 위치 슬관절은 체중부하선 후방에 위치 고관절이 지나치게 전방에 위치하게 되면 슬관절이 불안정해 지고 후방에 위치하면 고관절이 불안정해 진다

의지 정렬(계속) 관상면(전두면) frontal plane 고관절 이단의지를 뒤에서 볼 때 뒤꿈치 사이의 약 7.5cm의 기저면 위에서 안정을 이루도록 기저면이 넓으면 중심 이동을 위해 상체를 많이 구부려야 한다. 의지의 뒤꿈치는 좌골결절을 수직으로 통과하게 한다.

7. 하반신 절단의지 Hemicorporectomy Prosthesis 카나디안 고관절 이단의지의 변형