[보조기학과의지학] 의지 구성요소(3)

발목/의지발 기전

의지발은 의지의 기초가 되는 부분으로, 이상적으로는 정상적인 발의 기능을 수행해야 할 것이다. 만약 의지발이 정상적인 발의 기능을 보상하기 위해서는 아래의 기능을 가지고 있어야 한다.

• 관절 움직임과 근육 활동: 정상발은 발등굽힘(배굴)/발바닥굽힘(저굴), 안쪽번짐(내반)/바깥번짐(외반), 그리고 뒤꿈치 닿기부터 발가락 들기까지 부드럽게 넘어가도록 한다.
• 근육 활동: 해부학적인 발과 발목은 복잡한 신경근육 구조를 가지고 있어 달리기, 점프, 좁은 지역에서 균형잡기 또는 한 발로 서기 같은 가동성 활동을 위한 중요한 조절을 할 수 있다.
• 충격 흡수: 발이 지면에 닿은 다음 발을 띄우는 일련의 부드러운 과정을 수행하면서 뒤꿈치 닿기 할 때에 발생하는 힘을 흡수할 수 있어야 한다. 정강이 절단 또는 아래 부위의 절단을 위한 의지발은 초기 입각기 과정 중에 발생하는 무릎관절 굽힘을 수용해야 한다.
• 지지를 위한 안정적인 기저부: 발은 달리기, 점프 등과 가은 활동뿐만 아니라 입각기 동안에도 몸을 안정시킬 수 있어야 한다.

과거에는 의지발이 일반적인 형태(SACH), 단축, 다축, flexible keel 그리고 dynamic response[에너지 저장과 방출(ESAR), energy storing 발 또는 dynamic elastic] 발로 알려져 있었다. 동적 반응 의지발(dynamic response foot)은 일반적으로 용수철 같은 용골대의 일종을 내포하고 있어 발 뒤꿈치 접촉 시에 에너지를 저장했다가 입각기 말기에 그 에너지를 방출한다. 오늘날 사용되고 있는 대다수의 발은 동적 반응 의지발(dynamic response foot)의 일종이다. 이런 발들은 관절이 있거나 없을 수 있으며 플라스틱이나 탄소 섬유 같은 다양한 재료를 사용하여 만들어진다. 발에 단축 발목을 포함할 수도 있으며, 이는 제한적으로나마 발등굽힘(배굴)/발바닥굽힘(저굴)을 수행하거나 다축관절 발은 추가적으로 안쪽번짐과 바깥번짐 기능을 수행할 수 있다. 이런 움직임 모두는 뒤꿈치 닿기 또는 고르지 못한 바닥 같은 외부 자극에 반응하여 나타나는 수도적인 움직임이다. 사실 오늘날 사용되고 있는 대부분의 발들은 최대의 기능을 위해 특성들을 혼합한 합성 제품(hybrids)이다. 가장 흔한 결합은 동적 반응 의지발(dynamic response foot)과 다축 관절을 포함하고 있는 의지발이다. 

발	묘사	장점	단점
SACH 의지발	비관절형 딱딱한 나무로 된 용골대(keel)  고무 뒷굽 쐐기는 밀도가 다양한 종류로 되어 있다. 앞쪽 부분은 고무로 되어 있다.	관리비용이 저렴하다. 초기 접촉 시에 발바닥굽힘을 허용한다.	에너지를 저장할 수 없다. 입각 중기 후에 뒷굽힘의 멈춤이 갑자기 발생할 수 있고, 입각기가 너무 긴 경우 유지할 수 없고 다양한 지면에 맞게 조절할 수 없다.
단축 (single axis)	관절형 고무범퍼가 있는 관절이 있는 의지발로 발바닥굽힘과 발등굽힘이 가능하다.	평평한 지면에서는 무릎에 안정성을 제공해준다.	에너지를 저장할 수 없다. 정강이 의지에서는 아니지만 입각기 중기에 무릎 폄 모멘트가 증가하고 관리가 필요하다.
동적반응, 비관절형	비관절형 플라스틱으로 된 경성의 용골대가 들어있으며 제한된 양의 에너지를 저장했다가 방출한다.	비용이 싸고 관리할 필요성이 낮다. 보행 속도와 지형에 제한이 있는 환자에게 적합하다. 발 전체를 구르는(roll over) 특성이 있다.	에너지 저장성은 낮고, 다양한 지형에 적응하기가 쉽지 않다.
동적반응, 단축	발바닥굽힘과 발등굽힘, 안쪽번짐과 바깥번짐의 경우 탄소섬유에 의해 에너지를 다시 사용할 수 있다.	현재 다양한 모델들이 있으며, 지형의 변화에 따라 적응이 쉽고, 뒤꿈치 높이 조절이 가능하다. 다양한 수준의 에너지를 방출한다.	발목관절장치가 없는것보다 무겁고 비싸며, 계속적인 관리가 필요하다.
유압식	유압식으로 조절되는 탄소 발판이다. 충격을 흡수할 수 있는 Multi-axis이다.	중간에서 높은 정도의 에너지를 방출한다. 다양한 지면에 대한 적응이 가능한다. 입각기에 부드럽게 넘어간다.	비싸고, 몇몇의 모델보다 약간 무거우며, 다른 발보다 내구성이 떨어진다.
전동 발목관절	Multi-axis는 들어올리는 동작과 입각기 말기에서 효과적인 바닥밀기를 제공한다. 배터리 혹은 로봇 디자인으로 구성되어 있다.	컴퓨터조절반응은 보행 속도가 다른 다양한 표면에서 밀기 동작과 오르막, 내리막활동 수행 시에 부드럽게 조절해준다.	비싸고, 숭 자체가 적으며, 다른 제품들은 오직 실험적인 것들로 디자인되어 있다. 무게와 배터리 수명에 문제가 있다.

출처: 범문에듀케이션, '의지보조기학'