화상 후 주관절 굴곡 제한에 대한

책임저자：장기언, 서울시 영등포구 영등포동 94-200

󰂕 150-719, 한강성심병원 재활의학과 Tel: 02-2639-5730, Fax: 02-2637-2780 E-mail: [email protected]

화상 후 주관절 굴곡 제한에 대한 ‘동적 주관절 굴곡 보조기’(Dynamic Elbow Flexion Brace)를 이용한 재활 치료

장기언ㆍ최지수ㆍ이주연ㆍ서정훈ㆍ임해준ㆍ조용석ㆍ김도헌ㆍ허 준ㆍ전 욱ㆍ김종현 한림대학교 한강성심병원 화상센터 재활의학과

Dynamic Elbow Flexion Orthosis for Elbow Flexion Limit in Upper Extremity Burn

Ki Un Jang, M.D., Ji Soo Choi, M.D., Joo Yeon Lee, M.D., Cheong Hoon Seo, M.D., Hae Jun Yim, M.D., Yong Suk Cho, M.D., Do Hern Kim, M.S., Jun Hur, M.D., Wook Chun, M.D. and Jong Hyun Kim, M.D.

Department of Rehabilitation Medicine, Burn Center, Hangang Sacred Heart Hospital, Hallym University College of Medicine, Seoul, Korea Purpose: Patients who have a elbow flexion limitation from burn often contend with a severe functional problem in activ- ity of daily living. Positional splint or serial casting have been invented to prevent from elbow contracture, which splint could not improved the range of motion more than 90 flexion.

The purpose of this article is to present a dynamic forced el- bow flexion orthosis with limited motion joint to overcome the problem of less effective function of correctability of conven- tional splints.

Methods: The cases were 3rd degree burned patients of up- per extremities who had a elbow joint flexion limitation from the post burn skin or joint contracture. This dynamic elbow flexion brace device was fabricated with the dynamic force of the elbow joint, which was induced by a rubber band or spring device into the orthotic joint. The orthosis kept a lower grade constant corrective force with coustom made design and strong strap fixation with comfortable material.

Results: This dynamic elbow flexion brace device was fab- ricated for two burn patients who had 24% and 37% TBSA in a flame burn with extensive involvement of the upper extremities. They developed hypertrophic scar and skin con- tracture around both elbow joint. Both patients had moderate to severe elbow joint limitation of motion. Patients with elbow limitation had improved the range of motion more than 90 flexion by this dynamic elbow flexion brace.

Conclusion: The dynamic forced elbow flexion orthosis with

limited motion joint had improved the range of motion more than 90 flexion, however those has some problems which ought to be improved to more effective and comfortable function. (Journal of Korean Burn Society 2009;12:68-72) Key Words: Elbow contracture, Dynamic splint, Burn, Joint

limitation

서 론

화상환자에서 발생하는 흔한 후유증 가운데 하나는 주관 절 굴곡운동 제한이며, 이것의 원인은 주관절 주위의 화상후 비후성 피부 구축, 화상 초기의 부적절한 자세에 의한 주관 절 구축, 피부 이식후의 운동 제한 등이 원인일 수 있다¹⁾. 주 관절 굴곡운동제한은 나중에 일상생활동작에 많은 불편과 장애를 초래한다. 주관절 구축을 예방하기 위해서는 조기 관절움직임이 중요하지만, 관절운동을 할 수 없는 야간이 나, 이식수술 직후, 상처가 있거나 통증이 심할 때는 관절운 동이 어려울 수 있으므로, 주관절의 굴곡제한을 교정하는 방향으로 작용하는 ‘동적 주관절 굴곡 보조기’(Dynamic el- bow flexion brace)가 필요하다. 동적보조기는 관절이나 연 부조직에 지속적인 장력이 가해져 24시간 운동치료 효과를 유발하는 장점이 있다. 현재까지 주관절 동적보조기를 이 용한 재활치료는 보고된 적이 없으며, 본 교실에서는 화상 후 주관절 굴곡 제한이 발생한 경우에서, 새로 고안 제작하 여 적용하고 유의한 효과를 보았던 사례를 경험하였기에 보고한다.

대상 및 방법

본 병원 화상센터 재활의학과에서 치료 받은 상지의 화 상환자 중에서, 주관절의 구축으로 굴곡 제한이 있어서 ‘동 적 주관절 굴곡 보조기’를 처방 받았던 환자를 대상으로 하 였다. 이들 중, ‘동적 주관절 굴곡 보조기’ 제작에 동의하고 지시에 따라 지속적으로 보조기를 착용하였던 환자 분들

Fig. 1. Dynamic elbow flexion orthosis - dynamic force by rubber band with joint of limited motion brace (case 1).

중에서 추적이 가능했던 환자를 대상으로 하였다.

동적 주관절 굴곡 보조기를 처방하기 전에 주관절의 관 절운동범위를 평가하였는데, 굴곡, 신전, 내회전, 외회전으 로 평가하였다. 보조기 제작사가 보조기 크리닉 시간에 병 원을 방문하여, 의사, 환자, 보호자, 보조기 제작사가 공동 으로 증례 토론을 진행하면서, 재활의학과 전문의가 환자 를 평가하고, 그 평가에 따라서 환자 개인별 보조기를 처방 하였고, 보조기 제작사가 이 처방에 따라서 환자 개인별 맞 춤형 동적 주관절 굴곡 보조기를 제작하였다.

보조기 제작은 환자의 각 부위의 피부 상태, 팔길이, 주관 절의 현재 가능한 각도, 주관절의 폭, 전완부의 길이, 손목관 절의 현재 가능 각도 등에 따라서 디자인하였고, 주관절 부 위는 관절 움직임이 가능하면서 동력이 작용할 수 있게, 동 적 주관절 굴곡 보조기를 고안하였으며, 주관절 장치는 운 동제한형(LMB: limit motion brace) 관절장치인 회전형 잠 금장치(dial lock)로 주관절에 각도조절 기능을 도입하였다.

동적장치는 탄력밴드의 개수로 장력을 조절하였다(Fig. 1).

각각의 환자에 맞는 처방이 나오고 구체적으로 설계된 디자인이 준비되면 실제 보조기 제작은 본원에서 ‘보조기 크리닉’을 재활의학과와 공동으로 운영하고 있는 대성보조 기의 전문제작사가 제작을 하였고, 환자에게 1차, 2차 적용 해본 뒤 필요에 따라 수회 수정을 거듭하여 제품을 완성하 였다. 제품이 완성되었다 하더라고 3일뒤, 1주뒤, 2주뒤, 한 달뒤 증 정기적으로 착용상태를 체크하고 불편한 점이 있 으면 보완하고, 효과에 대하여 점검을 하는 과정으로 진행 하였다.

이 보조기는 물리치료 시간과 운동시간 이외에는 항상 착용하며, 야간에도 장력을 조절하여 지속적으로 착용하였

다.

결 과

30대 후반의 남자 환자는 지하작업 중 가스 폭발로 2007.

6. 30. 화염화상 3도 24%를 산재사고로 안면부, 경부, 양측 상지에 발생하였다. 사고 당일 입원 후 화상중환자실에서 수액요법, 항생제 치료, 드레싱 치료 등이 시행되었다. 입원 2일째부터 재활치료가 시행되었고, 입원 약 7일 경에 양측 팔에 가피절제술이 시행되었고, 약 한달 뒤 자가 피부이식 수술이 시행되었다. 조기 관절 움직임과 바른 자세 유지등 의 재활치료는 입원 2일부터 병동 재활운동(confined PT) 을 화상병동 전담물리치료사와 함께 시작하였는데, 화상초 기 또는 아급성기의 침상 바른자세, 관절 움직임, 관절운동, 근력유지 저항운동 등이 시작되었다. 매일 재활치료가 시 행되고 입원 약 7주경, 이식수술후 약 3주 후부터 물리치료 실로 이동하여 실시하는 이동성 재활치료(ambulatory PT) 를 시작하였다. 적외선치료, 레이저치료, 복합운동, 기구를 이용한 운동, 스트레칭, 관절가동운동, 도수운동, 보행운동, 작업치료 등의 재활치료가 시행되었다. 입원 약 10주 경에 는 화상외과에서 재활의학과로 전과되어 포괄적인 재활치 료가 시행되었다. 재활의학과 전과 당시, 우측 주관절의 굴 곡각도는 70도까지만 가능한 상태였다. 주관절에 대한 스 트레칭, 관절가동운동, 도수운동, 작업치료 등을 시행하였 으나, 운동치료를 받을 때는 굴곡이 90도까지 가능하였으 나, 야간 수면후에나 아침 기상시에는 다시 70도 굴곡까지 만 가능하게 되는 호전과 악화가 반복되는 상태가 지속되 었다. 이에 대한 대책으로 야간에 적용할수 있는 ‘연속적 반석고’(serial casting)를 제작하였고, 매일 야간 수면전에 적용하고, 수면시에 잘 적용되고 있는 지 확인하고, 아침에 기상시에도 확인하고 각도를 평가하였다. 야간 연속적 반 석고를 적용하면서, 주관절 굴곡이 90도까지 가능하게 되 었다. 야간 연속적 반석고를 적용하여 주관절 굴곡이 90도 까지는 가능하게 되었으나, 그 이상 즉 90도 이상의 굴곡은 교정이 어려웠는데, 그 이유는 연속적 반석고는 굳은 관절 조직에 대한 교정 저항력이 충분히 강하지 못하고, 주관절 부위가 반석고에 밀착이 되어야만 90도 이상의 각도가 나 올 수 있지만, 밀착에 필수적인 강한 스트랩의 부착이 반석 고에서는 어렵고, 신체를 충분히 감싸기에는 반석고는 구 조상 반쯤 열려있기 때문이다. 이를 극복하기 위하여 ‘동적 주관절 굴곡 보조기’를 고안하게 되었는데, 이 보조기는 재 질로서 ‘폴리 프로필렌’을 사용하므로, 환자의 체형에 맞게 제작하여 보조기의 신체에 대한 밀착정도가 뛰어나고, 스 트랩을 나사 또는 징으로 보조기에 강하게 고정시킬수 있

Fig. 2. dynamic elbow flexion orthosis - dynamic force by spring of limited motion brace joint (case 2).

고, 보조기가 신체를 충분히 감싸고 있어 강한 교정력에도 신체가 벗어나지 않고, 신체를 보조기에 감아서 밀착했을 때도 고정력이 강하고 안정감이 있어서 더 효과적이고 기 능적인 장점이 있다. 동적 주관절 굴곡 보조기는 주관절의 관절장치가 달려 있어 굴곡 신전 등의 움직임이 가능하며, 이 관절장치에 교정력이 가해지는데, 탄성이 있는 고무, 밴 드 등의 탄성대를 사용하거나, 스프링작용이나 제한장치가 있는 관절기계장치를 이용하여 교정력이 작용하게 할수 있 다. 본 증례에서는 굴곡제한이 있기 때문에, 굴곡 방향으로 는 고무밴드를 이용하여 탄성력이 작용하도록 굴곡 스트레 칭을 가하게 하고, 신전방향으로는 관절장치의 운동제한기 능(limited motion brace, LMB)이 작용하게 하였다. 이 동 적 굴곡 보조기를 착용한지 수일이 지나면서 주관절이 95 도까지 호전이 되기 시작하였고, 이 후에도 지속적으로 호 전을 보여 100도 이상의 굴곡도 가능하였다(Fig. 1).

다른 증례는, 남자 53세로 작업중 폭발하여 화염화상 37%가 안면, 경부, 양측 상지, 복부, 양측 슬관절 주위에 발 생하여 당일 본원 화상센터로 입원하였다. 4일뒤 양측 상지 에 가피절제술을 실시하였으며, 상처가 안정되기 시작하면 서 병동 물리치료(confined PT) 즉 화상급성기 아급성기 침 상 바른자세 유지, 관절 움직임, 근력 유지를 위한 저항운동 을 병동전담 화상 물리치료사와 함께 시작하였다. 화상후 약 한달 경에 피부 자가 이식수술이 양측 상지에서 시행되 었고, 약 3주 뒤에는 피부 자가 이식수술이 양측 하지에서 시행되었다. 수술후 2주 뒤부터 이동성 물리치료(ambula- tory PT)가 시행되었고 수주 뒤에 재활의학과로 전과되었 다. 재활의학과 전과 당시 주관절의 굴곡각도는 우측에서 100도, 좌측에서 85도로 상당한 제한이 있었으며, 당시에는 호전이 잘 안되는 상태였으므로 이를 극복하기 위하여, ‘동

적 주관절 굴곡 보조기’를 처방하게 되었다. 보조기를 착용 하면서 약 3∼4일 경부터 각도가 호전되기 시작하여, 좌측 주관절 굴곡이 우측 약 110도, 좌측 95도 가능하게 되었으 나, 더 호전될 가능성이 있어, 보조기의 주관절의 운동제한 기능(LMB) 범위를 110까지 가능하게 수정하였으며, 스프 린트 안쪽에 피부 자극으로 상처가 생기지 않도록 연화성 재질로 추가 부착하였으며, 2주 뒤에는 좌측의 굴곡이 100 도까지 가능하게 되었으며, 2주 뒤에는 손가락이 얼굴에 닿 을 수 있을 정도까지 호전 되었다(Fig. 2).

고 찰

화상 환자에서 재활의학과 보조기 처방은 후유증이나 장 애를 예방하기 위해서 사용된다. 현재까지 국내에서 화상 후 보조기 처방에 대한 조사에 의하면¹⁾, 처방된 보조기를 관절에 따라 분류하였을 때, 수지관절 보조기(Finger splint)가 44.2%로 가장 많았으며, 그 다음은 족관절 보조기 21.8%, 손목관절 보조기 11.6%, 견관절 보조기 8.8%, 소구 증 보조기(microstomia orthosis) 8.2%, 슬관절 보조기 3.4%, 경부 스프린트(neck conformer) 2.0%였다고 하였다.

이 보고에서도 알 수 있듯이 주관절 보조기는 드물게 처방 되는 실정이다. 주관절과 관련있는 보조기 처방으로는 화 상 급성기 중환자실에서 상지의 올바른 자세를 유지하기 위한 침대용 팔받침대(arm gutter or trough)에서 견관절은 외전 자세, 주관절은 신전과 외회전 자세를 유지하게 하는 경우에 적용된다²⁾. 그 외에는 주관절에 관절제한이 왔을 때 연속적 스프린트(serial casting)를 이용하여 점진적인 교정 을 시행할 때 주관절에 적용하는 경우가 있다³⁾.

신체의 생역학적 측면, 즉 신체에 가해지는 힘과 신체의 늘어남의 관계를 이해할 필요가 있다. 이 관계를 스트레스- 변형-곡선(stress-strain curve)이라고 한다. 신체의 조직이 늘어나는 과정은 3단계로 구분될 수 있는데, 1단계는 비교 적 작은 힘으로도 잘 늘어나는 단계로 조직의 탄력성이 주 로 관여되며, 조직의 탄력섬유(elastic fiber)의 작용과 기능 (slipping through ground substance)이 주로 일어난다^4,5). 화상 피부의 비후성 반흔은 주로 콜라겐 섬유의 불규칙적 인 다발로 이루어져 있고, 탄력섬유도 상대적으로 부족하 기 때문에, 화상피부의 탄력성은 저하되어, 1단계의 늘어남 이 많이 감소된다⁶⁾. 2단계는 전이기(tansitional phase)로써 조직이 조금더 늘어나는 시기이지만, 그를 위하여 가해지 는 힘은 상대적으로 더 많이 필요한 시기이다. 조직이 더 신장되기 위하여 콜라겐 섬유가 신전 방향으로의 재배열이 일어나는 것이 주기능이다. 조직의 추가적인 재배열로 증 가되는 섬유 만큼의 횡단면적당 힘의 급속한 증가가 필요

하며, 스트레스-변형-곡선의 ‘급속증가(elbow)’부분에 해당 한다. 추가적인 조직의 변화는 섬유와 지질간의 구조적인 변화도 추가적인 신장에 기여한다^5,7). 3단계는 2단계의 연장 선 상에 있으며, 조직에 가해지는 힘은 급속히 증가해도, 실 제 조직의 늘어남은 미미한 단계이다. 스트레스-변형-곡선 에서 3단계의 힘과 길이가 비례하는 부분은 콜라겐섬유가 신장방향으로 재배열이 거의 완료한 단계이며, 그 이상에서 는 길이변화가 거의 없이, 점점 수직선에 가까워지는데, 이 최종부분을 종점강직(terminal stiffness)이라고 한다^5,8). 화상 재활과 보조기 재활의 분야에서 조직 신장의 원리 를 적용하는 것이 대단히 중요하다. 그것은 1) 연속적 신장 의 원리(successive length), 2) 점진적 신장의 원리(Creep), 3) 응력 감소의 원리(stress relaxation), 4) 변형 속도의 원리 (strain rate) 등이 있다. 1) 연속적 신장의 원리(successive length)는 스트레칭을 연속적으로 반복적으로 시행하게 되 면, 뒤로 갈수록 점점, 동일한 힘으로 신장해도, 더 많은 조 직의 신장을 일으킬 수 있다는 사실이다. 이런 현상이 나타 나는 이유는, 조직의 길이 적응, 즉 '사전 적응(pre-con- ditioning)'이라는 과정 때문이다. 그 기전은 아직 정확히 밝혀지지는 않았지만, 조직의 내부 구조의 변화가 추정된 다고 하였다. 연속적 반복은 약 6∼10회 정도가 권장된다고 한다⁹⁾. 2) 점진적 신장의 원리(Creep)는 조직에 힘을 일정 하게 가하고 있으면(force kept contantly), 신장이 점진적 (progressive elongation)으로 일어난다는 것이다. 기전은 아직 밝혀지지 않았지만, 조직의 점탄성적(visco-elastic) 특 성 때문이라고 한다. 특히 이 원리는 화상재활(Burn re- habilitation)에서 ‘동적 보조기(dynamic splinting)’의 치료 효과를 이해하는데, 반드시 필요한 원리이다. 동적 보조기 는 착용하는 동안 지속적으로 작용하며, 특히 야간에도 지 속적으로 작용한다는 장점이 있으며, 큰 힘은 아니지만 작 은 힘이라도 지속적으로 작용하므로, 점진적 신장의 원리 (Creep)에 의해서 그 효과는 다른 교정 방법 보다 우수하다.

동적 보조기에서 이용하는 지속적인 힘은, 고무밴드(rub- ber band), 철사(wire), 용수철(force spring), 등장성 기구 (isotonic) 등을 이용할 수 있다고 하였다^10,11). 3) 응력 감소 의 원리(stress relaxation)는 조직을 신장시켜 같은 길이를 유지하기 위해서는 시간이 지날수록 점점 더 작은 힘으로 도 같은 길이를 유지할 수 있다는 원리이다. 이 현상은 지질 의 변화로 설명될수 있다. 건(tendon)을 예로 들면, 시간이 지나면서 서서히 건의 조직에 변화가 일어나고(ground substance fluid shift), 점성(viscosity)에도 변화가 일어나 며, 건의 콜라겐 교차결합(cross-linking between collagen fibrils)의 수가 서서히 감소되면서, 장력의 힘이 감소되는 것이다. 임상에서 이 원리를 응용하여 적용된 것으로는, 화

상후 초기 때의 올바른 침상자세 유지, 스프린트 제작의 원 리, 연속적 석고제작 등에서 그 원리로 이용될 수 있다. 이 원리를 적용했을때 처음에는 교정력이 강하여, 환자가 불 편할 수 있지만, 시간이 지날수록 그 느낌이 완화되므로, 처 음 적용할 때 불편함의 정도는 ‘상당히 견딜만 할 정도’

(moderately toletable range)의 저항으로 적용하는 것이 바 람직하다¹²⁾. 4) 변형 속도의 원리(strain rate)는 조직을 신장 할 때, 같은 길이로 늘린다고 할 때, 빠른 시간 안에 늘리기 위해서는 큰 힘이 필요하지만, 긴 시간에 걸쳐 천천히 늘리 기 위해서는 작은 힘으로도 가능하다는 원리이다¹²⁾. 반면에 너무 빨리 늘릴 경우 조직이 파열될 수도 있으며, 천천히 늘리는 경우 통증도 적을 뿐 아니라 더 안전하다는 것이다.

결 론

본 교실에서는 상지 화상 환자에서 발생하는 주관절 굴 곡 제한의 예방과 재활 치료의 과정에서 기존의 스프린트 는 90도 이상의 굴곡이 어렵고 교정력이 약하고 접촉성이 좋지 않으므로, 이들 한계를 극복하기 위하여 ‘동적 주관절 굴곡 보조기‘를 새로 제작하였으며, 그 임상 적용 과정에서 본 증례를 경험하고 그 과정들을 검토한 결과, 동적 주관절 굴곡 보조기는 90도 이상 굴곡 교정도 가능하며, 연속적 스 프린트 보다 개선된 장점을 확인할 수 있었기에 이들 증례 와 함께 보고한다.

REFERENCES

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