부분 첫째 열 절단술을 시행 받은 당뇨발 환자들의 족부 압력을 감소시키는데 있어서 완전 접촉형 발보조기의 역할¹⁾

1. 서론

절단은 당뇨병의 합병증 중에 가장 잘 알려지고, 가장 무서운 합병증일 것이다.  당뇨발이 발생해서 절단에 이르는 과정 중에 관여하는 가장 흔한 인자 중 하나는 족부 궤양이다. 당뇨병 환자에서 엄지발가락이 절단 된 후에, 관절의 제한된 가동성과 관련하여 더 높은 부위에서의 절단이 이뤄지는 것을 자주 경험할 수 있다.

당뇨병 환자들의 높은 족저 압력을 감소시키기 위해 다양한 재료와 특수하게 디자인된 완전 접촉형 발보조기들이 현재 사용되고 있다. 그러나 완전 접촉형 발보조기들의 디자인은 대개 실험적이고 발보조기를 처방하는 사람에게 가이드라인으로 제시할 수 있는 과학적 근거가 거의 없다. 문헌 고찰을 통하여 부분 첫째 열 절단술을 시행한 당뇨병 환자에서 보통의 평평한 깔창과 비교했을 때 다양한 조합의 재료를 사용한 완전 접촉형 발보조기의 압력 감소와 재분배 효과를 문헌 고찰을 통하여 알아보고자 하였다..

2. 연구대상 및 방법

당뇨발 환자들 중에서 한쪽 발의 부분 첫째 열 절단술을 시행한 당뇨병 환자 20명을 대상으로 시행하였다. 부분 첫째 열 절단술의 정의는 족지골과 중족골의 일부를 절단하는 것을 의미한다. 부분 절단은 중족-설상골 관절을 보존하면서 첫번째 중족골을 부분 절제하는 것을 말하며 완전 절제는 첫번째 중족-설상골 관절의 관절이단술을 포함한다. 첫번째 중족골을 통한 절단은 Push-off 기전의 손상으로 인한 보행장애를 초래한다. 장애의 정도는 절단 레벨에 비례하게 되어, 절단 레벨이 더 근위부일수록 장애의 정도는 더 커지게 된다. 여기에 소개하는 연구 결과는 부분 절제만 시행한 환자들을 대상으로 한 연구들만 포함하였다.

족저 압력은 모든 환자들에서 Matscan(Tekscan, Inc., vers. 6.34, Boston, USA)를 사용하여 세가지 다른 조건에서 측정되었다. 첫째, 발보조기 없이 표준 당뇨병 신발을 사용하였고, 둘째, 맞춤형 완전 접촉형 발보조기와 똑같은 신발을 사용하였고, 셋째, 보통의 평평한 신발 안의 깔창과 똑같은 신발을 사용하였다. 평균 압력은 정적인 상태 와 동적인 상태에서 측정하였다. F scan 센서는 제공된 발보조기의 바닥의 불균질성 때문에 동적인 상태에서는 사용하기 어려웠다. 오차를 최소화하기 위해서 피험자들이 Matscan에서 기립자세일 때 영점 조정을 하였다. 검사는 각각의 경우에서 5회 반복 시행하였고, 각각의 경우에서 평균 값이 보고되었다. 결과는 절단된 발만 기록되었다.

나타내었다(그림 1.). M1 영역의 경우 최대 압력은 남아있는 부위에서 나타나는 것으로 표기하였다.

  (그림 1)

2.1. 표준 신발

각각의 피험자들에게 한 쌍의 extra-deep 당뇨병 신발을 제공하였다. 신발의 안감과 신발 윗부분은 유연성 재질의 섬유를 사용하여 삽입하는 발보조기의 부피를 수용하고 작은 족저 혹은 족배의 구조적 이상이 있는 당뇨병 환자들이 쉽게 적용하게 제작되었다. 아울러 당뇨신발은 지지와 안정성을 위해 단단한 heel counter를 가지고 있으며 높고 넓은 toe box를 가지고 있다. 고정을 위해 벨크로를 사용하고 미끄러짐 방지를 위한 단단한 바닥을 가지고 있다.

2.2. 발보조기 준비

연구에 사용된 발보조기는 Pedilin (4mm ) 층, EVA (4mm )층, 그리고 또 다른 Pedilin 층으로 이루어져 있고 미용을 위해 유연한 면 층으로 마무리 된 형태로 그리고 제작되었다. 맞춤형 발보조기에서는 발과 접촉하는 Pedilin 층에서는 높은 압력을 받는 영역은 잘라내고 4mm 두께의 Poron 4708로 대체하였다.

임상적인 발 평가를 위해 의사가 6개월동안 매달 추적 관찰하였고 통계학적 분석은 결과의 평가를 위해 연구가 종료되고 나서 시행하였다. T 검정 과 Student T 검정을 사용하여 자료를 분석하였다. (SPSS software version 16, Chicago, IL) P<0.05 일 때 차이가 통계학적으로 유의한 것으로 간주하였다.

3 결과

20명을 평균 1년 동안 연구를 완료하였다. – 남성 9명(오른발 3명, 왼발 7명), 여성 11명(오른발 4명, 왼발 7명). 참여자들의 평균 연령은 60세, 평균 체질량지수는 25~30 kg/m²에 속하였고 평균값은 27kg/m² 이었다.

각각의 실험 조건에서 기립과 보행 동안 중간 중족골 영역(M3, M4 영역), MF 영역, 그리고 발뒤꿈치 영역에서 최대 압력이 가장 높았다.

기립 자세 동안 완전 접촉형 발보조기를 사용하였을 때 M1에서의 압력은 유의하게 감소하였고 (P=0.022), 나머지 영역에서도 매우 유의하게 감소하였다 (P<0.001). 그러나 평평한 발보조기를 사용하였을 때, 역시 M1 영역에서 압력 변화가 있었고 (P=0.015), MF, MH 그리고 LH 영역에서 매우 유의한 변화가 있었지만(P<0.001) 나머지 영역에서는 유의한 압력 감소가 없었다. 보행 동안, 평평한 발보조기 뿐만 아니라 완전 접촉형 발보조기를 사용했을 때 모든 제시된 영역에서 매우 유의한 압력 감소가 있었다 (P<0.001). 평평한 발보조기를 사용하였을 때와 완전 접촉형 발보조기를 사용하였을 때의 평균 최대 압력을 비교하면, 기립 자세 동안 M3 영역에서 유의한 차이가 있고 (P<0.05), M4, MF, MH, 그리고 LH 영역에서 매우 유의한 차이가 있다 (P<0.001). 보행 동안에는 모든 영역이 매우 유의한 차이를 보인다 (P<0.001).

Student T 검정을 사용하여 제시된 영역에서 평평한 발보조기를 사용했을 때와 완전 접촉형 발보조기를 사용했을 때 발생하는 평균 압력의 변화를 비교 평가하였다. 기립 자세 동안 완전 접촉형 깔발보조기 사용하였을 때 M5, MH 그리고 LH 영역에서 매우 유의한 압력 감소가 발생했다 (P<0.001). 그리고 보행 동안 M1 영역을 제외한 모든 영역에서 매우 유의한 압력 감소가 발생했다 (P<0.001). 완전 접촉형 발보조기는 특히 보행 동안 평평한 발보조기보다 더 많은 압력의 변화가 있었다. 발보조기가 없이 당뇨신발만 신었을 때 가장 높은 압력들이 나타난 영역을 살펴보면, 완전 접촉형 발보조기는 M3 영역에서 기립 자세동안에 49%, 보행시에 54%의 변화가 있었다. 반면 평평한 발보조기는 단지 27%의 변화만 있었다. 완전 접촉형 발보조기는 기립시에 49%, 보행시에 59%의 압력 변화가 있었고, 평평한 발보조기는 각각 17%, 25%에 불과했다. 평평한 발보조기 사용시에 압력의 감소를 보이지 않은 영역도 있었지만, 오히려 기립 시에 M3, M5 영역에서는 압력의 증가도 있었다. 6개월의 추적 관찰 기간 동안 환자들 중 궤양이나 반복적인 절단 등을 포함하는 어떤 발의 문제도 발생하지 않았다.

4. 고찰

단지 신발만 신었을 때와 비교했을 때 발보조기가 국소 최대 압력을 감소시킴으로써 족저 압력 재분배에 유의하게 영향을 미친다는 것을 발견했다. 이전의 연구들은 압력 재분배에 대하여 발보조기의 종류와 재료에 따른 효과를 연구하였지만, 전족부가 절단된 당뇨병 환자에서 발보조기 모양에 따른 효과를 구체적으로 비교한 연구는 거의 없다.

부분 첫째 열 절단술을 받은 환자들은 압력이 발의 외측으로 이동하게 되면서 발의 회외가 발생하는 경향이 있다. 수술 후에 환자들은 느슨해진 엄지발가락의 pivot 효과 , 지지면적의 감소, 그리고 원래 신체적으로 증가된 압력을 견디도록 되어있지 않은 중족골 중간 부분과 중족부 영역으로의 체중 이동으로 인해 비정상적 보행 양상을 보이기 쉽다.

환자들은 중족골두와 중족골 일부분의 소실로 인해 기립 및 보행 동안 M3, M4 영역에서는 push off 가 나타나지만 M1 영역에서는 나타나지 않게 되어 압력이 외측으로 이동하는 경향이 있는 것을 보여 주었다. M1 에서의 압력 변화가 적은 것은 그 영역에 가해지는 압력이 발보조기를 적용하기 전에 감소된 사실에서 기인한다. 완전 접촉형 발보조기를 적용한 후에, 다른 영역에 비하여 압력의 변화가 적게 발생한 것은 압력을 감소시키는 발보조기의 재료에서 기인하고, 모든 영역에서 압력의 동등한 분배가 있다는 것을 시사한다. 이러한 결과는 발보조기와 rocker bottom 구두를 사용함으로써 더 낮은 궤양 재발율과 재절단율을 보인 이전의 연구와 일맥상통한다.²⁾

이번 연구는 두 종류의 발보조기 모두 같은 재료를 사용하여 재료에 따른 변수를 제거하였다. 오로지 환자의 발에 순응하여 압력을 재분배시켜주는 개인화된 발보조기의 효과를 알아 보기 위한 연구로 그 결과는 부드러운 평평한 발보조기는 족저 압력을 감소시키고 접촉면적을 증가시키지만 윤곽을 조정한 발보조기보다 효과적이지는 않다는 것을 알게 되었다.^1,3)

제공된 발보조기의 바닥의 불규칙성 때문에 신발 센서 (F scan sensors)를 사용할 수 없어서 접촉 면적을 평가하지 못한 제한점이 있는 연구로 In-shoe 센서를 썼다면 보행 동안 발보조기의 효과를 분석하는데 도움이 됐을 것이고, 보행의 매개변수를 제공함으로써 완전한 보행 주기를 평가하는데 도움이 됐을 것이다.⁴⁾

5. 결론

완전 접촉형 발보조기는 첫째 열 절단술을 받은 당뇨병 환자들에서 족저압력을 유의하게 감소시킨다. 발보조기를 만드는 조건의 차이가 압력 재분배 유형의 차이를 가져오며, 임상의들이 족부

궤양 위험이 있는 환자들에게 발보조기를 처방할 때 최대 압력의 위치를 고려할 것을 제안한다.

References

1.     El-Hilaly R, Elshazly O, Amer A The role of total contact insole in diminishing foot pressures following partial first ray amputation in diabetic patients, Foot, 2013 Mar;23(1):6-10

2.     Dalla Paola, Faglia E, Caminiti M, Cleric G, Ninkovic S, Deanesi V. Ulcer recurrence following first ray amputation in diabetic patients: a cohort prospective study. Diabetes Care 2003;26(6):1874-8

3.     Goske S, Erdemir A, Petre M, Budhabhatti S, Canvanagh PR. Rdduction of plantar heel pressures: insole design using finite element analysis. Journal of Biomechanics 2006;39(13):2363-70

4.     Mueller MJ, Lott DJ, Hastings MK, Commean PK, Smith KE, Pilgram TK. Efficacy and mechanism of orthotic devices to unload the metatarsal heads in people with diabetes ad a history of plantar ulcer. Physical Therapy 2006;86:833-42