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문제 정의
- 국내에서도 연구대상자 선정의 어려움 등으로 인해 아직까지 기능적 전기자극을 적용했을 때의 보행패턴의 변화에 대한 연구가 활발하지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 개별실험 연구설계(single-subject research design)를 적용하여 뇌졸중으로 인해 하수족이 있는 편마비 환자를 대상으로 기능적 전기자극을 적용하였을 때와 적용하지 않았을 때의 보행 특성을 알아보고자 하였다.
- 본 연구는 개별실험연구 중 반전연구 (ABAB)설계를 통해 기능적 전기자극이 편마비 환자의 보행특성에 미치는 영향을 알아보았다. 편마비 환자의 환측 하지 발등쪽 굽힘근에 기능적 전기자극을 준 후 즉각적으로 나타나는 반응을 측정한 결과, 기능적 전기자극을 적용하였을 때 환측하지의 보폭이 증가하고 양발너비가 감소됨으로써 기능적 전기 자극방법이 보행능력 향상에 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.
- 본 연구에서는 하수족을 가진 편마비 환자에게 기능적 전기자극을 적용하였을 때 나타나는 보행특성의 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구결과에서는 기능적 전기자극을 적용하였을 때 보폭이 증가하였고 양발너비는 감소하여 보행패턴이 향상되는 모습을 보였다.
제안 방법
- 본 연구의 측정은 5주간 총 13회의 자료 수집으로 이루어졌으며, 대상자가 외래치료를 위해 원주기독병원에 내원하는 월요일, 수요일, 금요일에 측정하였다. 기능적 전기자극을 적용하지 않는 처음 1차 기초선 단계는 3회 측정하였고, 기능적 전기자극을 적용하는 1차 중재 단계도 3회 측정하였다. 다시 자극을 적용하지 않는 2차 기초선 단계는 3회, 마지막으로 다시 기능적 전기자극을 적용하는 2차 중재 단계는 4회 측정하였다.
- 기초선 측정 전에 환자가 실험 상황에 익숙해지도록 하기 위해 실험을 위해 마련한 벽지 위를 왕복 2회 걷는 연습을 시킨 후 5분간 의자에 앉아 휴식하도록 하였다. 이 휴식기간 동안 전기자극기의 전극 부착과 환자의 신발 바닥에 잉크를 묻히는 작업이 진행되었다.
- 이 휴식기간 동안 전기자극기의 전극 부착과 환자의 신발 바닥에 잉크를 묻히는 작업이 진행되었다. 기초선 측정에서는 중재선 실험과 동일하게 하기 위해 기능적 전기자극기의 전극을 환자의 오른쪽 발등쪽 굽힘근에 부착하고, 신발 바닥에 잉크를 묻힌 후 전기자극은 주지 않은 상태에서 보행하도록 하였다. 이때 환자는 기능적 전기자극기의 작동유무를 알지 못하도록 하였다.
- 기능적 전기자극을 적용하지 않는 처음 1차 기초선 단계는 3회 측정하였고, 기능적 전기자극을 적용하는 1차 중재 단계도 3회 측정하였다. 다시 자극을 적용하지 않는 2차 기초선 단계는 3회, 마지막으로 다시 기능적 전기자극을 적용하는 2차 중재 단계는 4회 측정하였다.
- 종이에 찍힌 발자국들 중에서 처음 150 ㎝와 마지막 150 ㎝를 제외한 500 ㎝으로 보행률을 계산하였고, 그 안에 찍힌 발자국 간격의 평균으로 보행특성 중 보폭(stride length)과 양발너비(step width)를 측정하였다. 보행률의 측정을 위해서 전자 초시계를 사용하였으며, 처음 150 ㎝ 거리에 표기한 선을 통과한 첫번째 발자국의 발뒤꿈치 닿기(heel-strike) 순간부터 끝부분 150 ㎝ 선 마지막 발자국의 발끝밀기(toe-off) 순간까지의 시간을 측정하였다. 시간측정치의 평균±표준편차는 10.
- 87초이었다. 보행특성에서 보폭은 발뒤꿈치에서 같은 쪽 발의 다음 발자국 뒤꿈치까지의 간격으로, 양발너비는 보폭을 연결한 직선과 보폭사이에 있는 반대편 발자국 뒤꿈치 중앙과의 직간격으로, 보행률은 보행한 거리에 찍힌 발자국 수를 시간으로 나눈 값으로 정하였다.
- 본 연구의 측정은 5주간 총 13회의 자료 수집으로 이루어졌으며, 대상자가 외래치료를 위해 원주기독병원에 내원하는 월요일, 수요일, 금요일에 측정하였다. 기능적 전기자극을 적용하지 않는 처음 1차 기초선 단계는 3회 측정하였고, 기능적 전기자극을 적용하는 1차 중재 단계도 3회 측정하였다.
- 양쪽 운동화에 푸른색 잉크를 묻혀 그 위를 걷도록 하였다. 종이에 찍힌 발자국들 중에서 처음 150 ㎝와 마지막 150 ㎝를 제외한 500 ㎝으로 보행률을 계산하였고, 그 안에 찍힌 발자국 간격의 평균으로 보행특성 중 보폭(stride length)과 양발너비(step width)를 측정하였다. 보행률의 측정을 위해서 전자 초시계를 사용하였으며, 처음 150 ㎝ 거리에 표기한 선을 통과한 첫번째 발자국의 발뒤꿈치 닿기(heel-strike) 순간부터 끝부분 150 ㎝ 선 마지막 발자국의 발끝밀기(toe-off) 순간까지의 시간을 측정하였다.
- 이때 환자는 기능적 전기자극기의 작동유무를 알지 못하도록 하였다. 중재선 측정은 기초선 측정과 동일하게 진행하되 기능적 전기자극을 준 상태에서 보행하도록 하였다.
대상 데이터
- 환자의 우측 장딴지근의 MAS(Modified Ashworth Scale) 평가등급은 G1＋이었다. 본 연구는 1999년 12월 3일부터 2000년 1월 31일까지였다.
- 본 연구에 사용된 기능적 전기자극기1)의 전극은 단일 전극으로 5×5 ㎝의 접착식 전극을 사용하여 발등쪽 굽힘근의 근위부(비골두 하방 5 ㎝)와 원위부(비골 외과 상방 5㎝)에 각각 부착하였다. 발뒤꿈치 스위치(heel switch)는 기능적 전기자극기의 외부스위치(external switch)로 발뒤꿈치 종골 부위에 부착하였다.
- 개별실험연구에서 일정한 측정간격을 유지 하는 것은 오염변인을 줄이는 중요한 요소이다. 본 연구의 대상자는 1주에 3회 외래치료를 위해 원주기독병원에 내원하는 우측 편마비 환자로서 개인적 사정이나 날씨 등의 요인에 의해 병원에 오지 않은 경우가 있어 측정 간격을 일정하게 유지하지 못하였다. 또한 다른 환자들이 치료를 받고 있는 물리치료실에서 실험을 진행하였기 때문에 주의 집중을 어렵게 한 환경적 요인도 연구결과에 영향을 주었을 것으로 여겨진다.
- 본 연구의 대상자는 25세 된 남자로 발병 후 만 18개월이 지난 뇌졸중 환자이며 원주 기독병원 재활의학과 통원치료 중이다. 환자는 우측 편마비로 하수족 증세가 있으며 보행 시 환측 하지의 유각기 동안 엉덩이 관절을 들어올려 하지를 회전시키는 보행양상을 보였다.
- 연구자는 임상경력이 3년 이상인 2명의 물리치료사로서 1명은 실험과정을 진행하고 1명은 벽지의 우측에 서서 초시계를 이용하여 보행 시간을 측정하였다.
- 본 연구의 대상자는 25세 된 남자로 발병 후 만 18개월이 지난 뇌졸중 환자이며 원주 기독병원 재활의학과 통원치료 중이다. 환자는 우측 편마비로 하수족 증세가 있으며 보행 시 환측 하지의 유각기 동안 엉덩이 관절을 들어올려 하지를 회전시키는 보행양상을 보였다. 환자의 우측 장딴지근의 MAS(Modified Ashworth Scale) 평가등급은 G1＋이었다.
이론/모형
- 본 연구결과의 분석을 위해 측정된 보폭, 양발너비, 보행률의 값을 도표로 표시한 시각 분석(visual analysis)방법을 사용하였다.
- 본 연구는 기능적 전기자극의 효과를 알아보기 위해 개별실험연구의 반전연구(reversal design) 중 ABAB 설계를 사용하였다.
- 본 연구에서는 보행특성을 측정하기 위해 Ink foot-print를 사용하였다. 평평한 바닥에 길이 800 ㎝, 폭 80 ㎝인 흰색 벽지를 깔고 테이프로 바닥에 고정하였다.
성능/효과
- 93 ㎝로 중립 경향(trend)을 나타내며 안정적인 추세를 보였다(그림 1). 기능적 전기자극을 사용한 1차 중재선 단계에서 보폭의 평균값은 84.97㎝로 1차 기초선 단계의 평균값보다 높았으며 측정값이 가속화되는 경향을 보였다. 이후 전기자극을 적용하지 않은 2차 기초선 단계에서 보폭의 평균값은 81.
- 13 ㎝로 가속화 경향을 보였다(그림 2). 기능적 전기자극을 적용한 1차 중재 단계에서 양발너비 간격의 평균값은 8.20 ㎝로 1차 기초선 단계의 평균값보다 낮았으며 중립 경향을 보였다. 양발너비 간격의 2차 기초선 단계 평균값은 11.
- 00 걸음수/분으로 1차 기초선 단계와 차이가 없었다. 다시 자극을 적용하지 않고 측정한 2차 기초선 단계의 평균값은 70.66 걸음수/분으로 1차 중재선 단계의 평균값과 차이가 없었고, 2차 중재선 단계에서도 평균값은 70.75 걸음수/분으로 2차 기초선 단계에 비해 변화를 보이지 않았다.
- 본 연구에서는 하수족을 가진 편마비 환자에게 기능적 전기자극을 적용하였을 때 나타나는 보행특성의 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구결과에서는 기능적 전기자극을 적용하였을 때 보폭이 증가하였고 양발너비는 감소하여 보행패턴이 향상되는 모습을 보였다. 그러나 보행률에 있어서는 기존의 연구결과(Burridge 등, 1997; Malezic 등, 1994)와는 다르게 큰 변화를 보이지 않았는데, 이러한 현상은 본 연구의 대상자가 25세의 젊은 나이로 보행속도에 있어서 기초선에서 이미 비교적 양호한 상태였기 때문에 기능적 전기자극이 보행률에 영향을 미치지 못한 것으로 생각된다.
- 20 ㎝로 1차 기초선 단계의 평균값보다 낮았으며 중립 경향을 보였다. 양발너비 간격의 2차 기초선 단계 평균값은 11.33 ㎝로 다시 1차 중재선 단계의 평균값보다 높았고, 다시 전기자극을 준 2차 중재선 단계의 양발너비 평균값은 8.68 ㎝로 2차 기초선 단계의 평균 값보다 낮았으며 중립경향을 보였다.
- 연구대상자를 정하는 데에는 기존 연구들의 공통적인 선정조건과 기능적 전기자극 외에 뇌졸중 환자의 보행특성에 영향을 미칠 수 있는 유병기간, 장딴지근의 강직, 인지능력 등이 고려되었다. 연구 대상의 선정조건은 다음과 같다.
- 그러나 보행률은 기능적 전기자극의 영향을 크게 받지 않은 것으로 나타났다. 이상의 결과로 볼 때, 기능적 전기자극이 편마비 환자의 보행패턴을 향상시키는데 효과가 있음을 알 수 있다.
- 97㎝로 1차 기초선 단계의 평균값보다 높았으며 측정값이 가속화되는 경향을 보였다. 이후 전기자극을 적용하지 않은 2차 기초선 단계에서 보폭의 평균값은 81.30 ㎝로 1차 중재선 단계의 평균값보다 평균 3.67 ㎝ 낮았고, 다시 기능적 전기자극을 적용한 2차 중재선 단계에서 보폭의 평균값은 84.90 ㎝로 2차 기초선 단계의 평균값보다 높게 나타났다.
- 본 연구는 개별실험연구 중 반전연구 (ABAB)설계를 통해 기능적 전기자극이 편마비 환자의 보행특성에 미치는 영향을 알아보았다. 편마비 환자의 환측 하지 발등쪽 굽힘근에 기능적 전기자극을 준 후 즉각적으로 나타나는 반응을 측정한 결과, 기능적 전기자극을 적용하였을 때 환측하지의 보폭이 증가하고 양발너비가 감소됨으로써 기능적 전기 자극방법이 보행능력 향상에 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다. 그러나 보행률은 기능적 전기자극의 영향을 크게 받지 않은 것으로 나타났다.
- 환자의 환측하지 보폭 간격의 측정결과 1차 기초선 단계에서 평균값은 80.93 ㎝로 중립 경향(trend)을 나타내며 안정적인 추세를 보였다(그림 1). 기능적 전기자극을 사용한 1차 중재선 단계에서 보폭의 평균값은 84.
후속연구
- 또한 다른 환자들이 치료를 받고 있는 물리치료실에서 실험을 진행하였기 때문에 주의 집중을 어렵게 한 환경적 요인도 연구결과에 영향을 주었을 것으로 여겨진다. 앞으로의 연구에서는 더 많은 수의 편마비 환자를 대상으로 기능적 전기자극의 효용도를 검증하는 연구가 계속되어지고 전기자극치료의 이월효과에 대한 연구가 이루어지기를 기대한다.
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