KR100555005B1 - 하지 보조기의 족관절 장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.

본 발명은 하지 보조기에 있어서, 족부와 하퇴의 사이에 관절의 지지를 위하여 사용되는 족관절 장치에 관한 것으로 환자의 관절 운동성에 따라 맞출 수 있도록 한 것이다.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.

종래의 족관절 장치는 착용자의 관절부 제한정도에 따라 자유관절(free joint), 제동관절(limit joint), 고정관절(fixed joint)등으로 나누어져 환자의 관절운동성에 따라 각기 다른 구조를 가진 족관절 장치를 이용하여 왔다. 그러나 착용자가 많은 훈련과 치료의 성과에 힘입어 더 많은 운동성을 갖는 관절 재활치료 등과 같은 가변목적에 사용되는 하지 보조기를 할 경우 새로이 보조기를 제작해야하는 어려움이 있었다. 또한 기존의 족관절 장치는 제작기사가 작업시 착용자의 관절부위의 체형을 고려하여 지주(upright)나 스트럽(stirrup)를 심하게 구부리는 번거로움이나 이로 인한 금속제 지주나 스트럽의 파손이 빈번히 발생하였다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

본 발명의 족관절장치는 족관절 운동제어용 핀을 장핀과 단핀으로 스프링과 함께 조합하여 환자의 운동성에 따라 맞출 수 있도록 하여 한 번의 보조기 제작으로 착용자의 관절부 운동성을 자유로이 제한하는 구조, 즉 자유관절과 제동관절, 그리고 고정관절등의 구분없는 보조기로서 착용자의 치료 및 훈련결과에 따라 족관절 운동을 임의로 제한할 수 있는 족관절 장치이다. 그러므로 처음에 제작된 하지 보조기를 착용자의 족관절 운동성에 따라 다시 제작할 필요 없이 사용할 수 있다.

또한 본 발명은 한국인 표준형 경골의 내측 각도의 형태를 적용한 내측 족관절 조인트와, 직성상의 외측 족관절 조인트의 축 중심을 인체 축 중심과 일치되도록 위치시켜 제작기사의 지주나 스트럽의 변형을 최대한 줄여 이로인한 파손방지 및 작업시간을 크게 단축하였다.

라. 발명의 중요한 용도

하지 보조기 중 족관절 장치.

Description

하지보조기의 족관절 장치.

본 발명은 하지 보조기에 있어서, 족부관절에 사용되는 족관절 장치에 관한것으로, 특히 경골의 내측 각도의 형태를 적용한 내측 족관절 조인트와, 직선상의 외측 족관절 조인트의 축 중심을 인체 축 중심과 일치되도록 위치시키고, 족관절 운동제어용 핀은 장핀과 단핀으로 스프링과 함께 조합하여 환자의 운동성에 따라 맞출 수 있도록 한 것이다.

통상적으로 하지보조기의 족관절 장치는 주로 족관절의 운동성, 즉 저굴(plantar flexion)과 배굴(dolsi flexion)을 조절하는 것이 주목적이다. 역할은 족부변형의 교정, 족부의 아치(arch)유지, 동통의 경감, 보행의 개선등을 목적으로 사용되며, 족관절의 위치는 내과(medial malleous)의 최하단과 외과(lateral malleous)의 최돌출부가 된다.

족관절 보조기는 두 개의 금속 수직 막대(upright)를 하퇴 커프(calf cuff)로 연결하고, 상기 수직 막대의 하단에는 구두에 설치된 스트럽(stirrup) 또는 칼리퍼(caliper)를 족관절장치로 연결 설치하여 구성된 것이다.

수직 막대와 스트럽을 연결하여 족관절의 운동을 제어하는 기존의 족관절장치는 1. 족관절의 배측굴곡을 제한시켜 족궁과 무릎꺾임의 교정에 사용하는 전방제동식 2. 90도 후방제동으로 족관절 저측굴곡을 제한시키거나 슬반장에 대해 약간 배굴상태로 제작해 하수족, 첨족, 슬반장(back-knee)의 교정에 사용하는 후방제동식 3. 관절을 완전고정시 필요한 고정식 4. 면하용 보조기의 족관절 장치등 움직임을 제한시킬 필요가 없을 경우 사용하는 가동식 5. 나사조절에 의해 제한각도를 설정하는 제한조절식으로 크렌작관절장치등이 있다.

족관절 장치는 주로 족관절의 저굴과 배굴운동을 조절하는 것이 주목적이고, 족관절 장치로는 저굴이 불가능한 90도 후방제동, 배굴이 불가능한 90도 전방제동, 저굴 배굴의 일부분을 제한하는 제동관절 및 고정관절이 있다. 90도 후방제동은 후방 스토퍼에 의해 전경골근의 기능을 보상하고 유각기상의 족하수(foot drop)와 입각기상의 반장슬을 방지시킬 목적으로 사용한다. 90도 전방제동은 족관절의 배굴제한에 의해 비복근의 기능을 대상시키고, 입각기상의 슬관절을 고정할 목적으로 사용한다.

저굴 배굴의 일부분을 제한하는 제동관절 장치는 족관절 통증이 있는 경우에 사용된다. 고정관절 장치는 아예 족관절 운동을 허용하지 않는 것으로서 보통관절 장치가 따로 장착되어 있지 않다.

상기한 족관절 장치중 용수철에 의해 족관절의 배굴을 보조하는 장치를 크렌작 관절이라 하며, 저굴을 보조할 목적으로 역 크렌작 관절장치, 저굴 및 배굴 양쪽 모두를 보조할 목적으로 사용하는 더블 크렌작관절 장치가 있다. 상기 크렌작 관절에서는 용수철의 탄력성이 경련성을 증가시키는 경우가 있으므로 중추신경계 장애 환자의 처방에는 적합하지 않다.

한편 족관절 장치의 보행시에 걸리는 힘은 중접기에는 고관절은 굴곡되어 있고, 슬관절이 늘어나는 방향에 반발력이 작용하므로 보조기의 대퇴상위반월에 전면밴드 및 신발의 족배부에 힘이 걸리고, 더욱이 후면에서는 대퇴상위반월과 하퇴반월에 힘이 작용한다. Toe-off시에는 고관절은 늘어나고 슬관절이 굴곡하는 방향에 반발력이 작용하기 때문에 보조기의 전면에서는 무릎주위에 힘이 걸리고 후면에서는 대퇴상위반월 및 신발의 후부에 힘이 걸린다.

따라서 이런 상태가 나쁘면 불쾌감과 무릎의 불안정감이 생기는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 단일 제품에서 부분품의 조합으로 다양한 기능의 족관절 장치를 구현할 수 있도록 다기능성 모듈화 족관절 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 족관절 축을 석출경화 처리된 SUS를 재료로 하여 내마모성을 강화시켜 제품의 강도 및 피로수명을 연장할 수 있도록 한 족관절 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 관절축과 연결바를 일정한 신체 각도로 구성하여 환자의 신체굴곡을 위한 휨 작업시 작업을 용이하게 하고, 발생하는 지주 파손을 미연에 방지할 수 있도록 하는 족관절 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 환자의 관절상태에 따라 족관절 장치를 별도로 분류할 필요 없이 환자의 병변 상태에 따라 핀과 용수철등 일부부품 적용만으로 다양한 족관절 장치의 기능을 모두 구현할 수 있어 환자의 근력과 마비의 정도에 따라 다양하게 사용할 수 있는 장점이 있는 족관절 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 경골의 내측 각도의 형태를 적용한 내측 족관절 조인트와, 직선형의 외측 족관절 조인트의 축 중심을 인체축 중심과 일치되도록 구성하고, 상기 조인트의 운동제어용 핀을 장핀과 단핀으로 스프링과 함께 조합하여 구성한 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호를 갖는다.

제 1도 내지 제 11도에 도시한 바와 같이 본 발명의 구성은, 관상 전면에서 보았을 때 경골의 내측 각도의 형태인 8도를 적용한 내측 족관절 조인트(10)와, 직선상으로 구성된 외측 족관절 조인트(20)의 중앙에 하퇴밴드에 연결된 엎라이트(30)를 나사체결부(60)에 직접 하중을 줄여 체결나사로 고정하기 위한 체결홈(14)(14a)을 형성하고, 상기 체결홈(14)(14a)의 좌우 조인트(10)(20)의 상면에서 하부로는 내주연부에 일정 길이의 나선부가 형성된 장공(18)(18a)을 천설하여 이에 장핀(16)과 단핀(24)을 스프링(26)과 조합하여 나사식으로 결합하여 환자의 운동성에 따라 맞출 수 있도록 구성하고, 족관절의 각도 고정과 지지를 위하여 장공(18)(18a)의 하단측과 접하여 리미트 록(38) 장치를 설치한다.

상기 조인트(10)(20)의 하단 측면에서 보았을 때 족관절 아래에는 구두(40)에 고정된 스트럽(50)을 회전축(33) 관절의 축 내부로 삽입하여 좌우 유격이 없도록 맞물려 나사 고정하고, 이때 축 중심은 관상 전면에서 보았을 때 인체축 중심과 일치되도록 고정한다.

상기 조인트(10)(20)의 회전축(33) 관절에 연결되는 스트럽(50)은 그 두께를 2.5mm 구성하여 통상의 구두(40)와 결합되는 돌출부(22)의 크기를 10mm정도 높여 발에 대한 지지면과 결합성을 향상시키고, 스트럽(50)의 상부 회전축 관절에 고정되는 부분은 좌우로 장핀(16)과 단핀(24)의 하단부를 접촉 지지하여 고정할 수 있도록 만곡부(32)를 형성한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 우선 공지의 구두(40)에 스트럽(50)을 연결하고 스트럽(50)의 상부 축홈 부분을 내측 족관절 조인트(10)와 외측 족관절 조인트(20)의 회전축(33) 관절의 내측으로 삽설하여 좌우 유격이 없도록 체결나사로 고정하고, 조인트(10)(20)의 상부 좌우에 하향으로 천설된 장공(18)(18a)에 장핀(16)과, 스프링(26)으로 조합된 단핀(24)을 장공(18)(18a)의 상부 내주연부에 형성된 나선부에 나사 결합하여 단핀(24)과 장핀(16)을 환자의 운동성에 따라 스트럽(50)의 각도를 조정하면 되는 것이다.

이때 조인트(10)(20)에 천설된 장공(18)(18a)에 내삽되는 장핀(16)을 제거하고 스프링(26)과 조합된 단핀(24)을 양쪽에 삽입하면 제 11도에 도시한 바와 같이 전후로 더블 액션이 가능한 것이다.

상술한 바와 같이 스트럽(50)을 고정한 후, 조인트(10)(20)에 형성된 체결홈(14)(14a)에 한쌍의 엎라이트(30)를 내삽하여 나사 체결부(60)에 나사 고정하면 되는 것이고, 이때 조인트(10)(20)에 체결홈(14)(14a)을 형성하여 엎라이트(30)를 고정한 것은 나사 체결부(60)에 하중이 직접 가하지 않도록 하여 내구성과 견고성을 갖게 함과 동시에 체결부를 내측으로 조립하도록 하여 외관상의 미려함과, 사용시 옷깃이 끼이게 되는 것을 방지하기 위함인 것이다.

따라서 보행시 관절부 운동성을 자유로이 제한하는 구조, 즉 자유관절과 제동관절, 그리고 고정관절 등의 구분 없는 보조기를 제공할 수 있으며, 착용자의 치료 및 훈련결과에 따라 족관절 운동을 임의로 제한할 수 있어 근력과 마비의 정도에 따라 보조력 조절이 가능한 것이다.

또한 내측 족관절 조인트(10)는 경골의 내측 각도 8도를 적용한 상태로 구성되므로 보조기 제작기사들이 단하지 보조기를 제작할 때 임의로 환자의 골격을 본뜬 다음 알루미늄 재질의 엎라이트를 구부려 제작하였으나 본 발명의 보조기는 모듈라형으로 구성 되므로 특수한 경우를 제외하고는 이러한 수고를 덜 수 있으며 이에 따른 제작시간의 단축과 환자 자신이 일부 부품의 교환이 용이한 장점이 있는 것이다.

또한 본 발명은 족관절 장치를 별도로 분류할 필요 없이 환자의 운동상태에 따라 부품 적용만으로 다양한 족관절의 형태를 구현할 수 있어 즉, 자유 운동, 제한운동, 보조운동등을 모두 구현할 수 있어 하나의 제품으로 다양하게 사용할 수 있는 장점이 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 족관절장치는 족관절 운동제어용 핀을 장핀과 단핀으로 스프링과 함께 조합하여 환자의 운동성에 따라 맞출 수 있도록 하여 한 번의 보조기 제작으로 착용자의 관절부 운동성을 자유로이 제한하는 구조, 즉 자유관절과 제동관절, 그리고 고정관절 등의 구분 없는 보조기로서 착용자의 치료 및 훈련결과에 따라 족관절 운동을 임의로 제한할 수 있어 근력과 마비의 정도에 따라 보조력 조절이 가능하여 보조기 제작비용의 경감 및 사용이 편리하다.

또한 본 발명은 한국인 표준형 경골의 내측 각도의 형태를 적용한 내측 족관절 조인트와, 직선상의 외측 족관절 조인트의 축 중심을 인체 축 중심과 일치되도록 위치시켜 제작기사의 지주나 스트럽의 변형을 최대한 줄여 이로 인한 파손방지 및 작업시간을 크게 단축하였다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 내측 족관절 조인트의 단면도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내측 족관절 조인트의 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 외측 족관절 조인트의 단면도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 외측 족관절 조인트의 정면도.

도 5는 본 발명의 장핀의 단면도.

도 6은 본 발명의 단핀의 단면도.

도 7은 본 발명의 스트럽의 개략도.

도 8은 본 발명의 내측 족관절 조인트가 연결된 상태의 사시도.

도 9는 본 발명의 외측 족관절 조인트가 연결된 상태의 사시도.

도 10은 본 발명의 결합된 상태의 개략도.

도 11은 본 발명의 작동상태도.

＜도면의주요부분에대한부호의설명＞

10: 내측 족관절 조인트 14,14a: 체결홈

16: 장핀 18,18a: 장공

20: 외측 족관절 조인트 22: 돌출부

24: 단핀 26: 스프링

30: 엎라이트 32: 만곡부

38: 리미트록 50: 스트럽

Claims (3)

1. 두 개의 금속 수직 막대(upright)를 하퇴 커프(calf cuff)로 연결하고, 상기 수직 막대의 하단에는 구두에 설치된 스트럽(stirrup) 또는 칼리퍼(caliper)를 족관절장치로 연결 설치하여 구성된 공지의 보조기에 있어서, 경골의 내측 각도의 형태인 8도를 적용한 내측 족관절 조인트(10)와, 직선상으로 구성된 외측 족관절 조인트(20)의 중앙에 체결홈(14)(14a)을 형성하여 이에 하퇴밴드에 연결된 엎라이트(30)를 나사체결부(60)에 직접 하중을 줄여 체결나사로 고정하고, 상기 체결홈(14)(14a)의 좌우 조인트(10)(20)의 상면에서 하부로는 내주연부에 일정 길이의 나선부가 형성된 장공(18)(18a)을 천설하여 이에 장핀(16)과 단핀(24)을 스프링(26)과 조합하여 나사식으로 결합하고, 상기 조인트(10)(20)의 하단 회전축(33) 내부로는 구두(40)에 고정된 스트럽(50)을 맞물려 좌우 유격이 없도록 나사 고정한 것을 특징으로 하는 하지보조기의 족관절 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 장공(18)(18a)의 하단측과 접하여 족관절의 각도 고정과 지지를 위하여 리미트 록(38) 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 하지보조기의 족관절 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 조인트(10)(20)의 회전축 관절에 연결되는 스트럽(50)을 그 두께를 2.5mm 구성하고, 통상의 구두와 결합되는 돌출부(22)의 크기를 10mm정도 높여 발에 대한 지지면과 결합성을 향상시키고, 스트럽(50)의 상부 회전축 관절에 고정되는 부분 좌우로 장핀(16)과 단핀(24)의 하단부를 접촉 지지하여 고정할 수 있도록 만곡부(32)를 형성한 것을 특징으로 하는 하지보조기의 족관절 장치.