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문제 정의
- 따라서 본 연구의 목적은 전동식 보행 훈련의 선행 연구들을 바탕으로 기능적 전기자극과 전동식 보행 훈련을 함께 적용함으로써 임상치료에서의 유용성을 검증해 보고자 하였다.
제안 방법
- 기능적 전기자극기의 파형은 직각 이중 파형 (rectangular bi-phasic)이었고, 자극의 빈도는 40 Hz, 자극강도는 환자가 편안하면서도 충분한 정도의 마비측 하지의 슬관절 신전이 일어나는 강도인 50∼65 mA, 족관절 배측굴곡이 일어나는 강도인 50∼60 mA범위였으며, 최대 70 mA를 넘지 않도록 하였다.
- 4 km/h씩 속도를 증가시켰으며(안 승헌 등, 2007; Field-Fote, 2001; Sullivan 등, 2002), 보장 길이는 48 cm로 하였다. 물리치료사 1인이 환자에게 스스로 보행하듯이 하지에 힘을 주도록 지시하면서 보행주기에 따라 슬관절의 신전이 적절하게 이루어지지 않을 경우 물리적인 보조를 시행하였으며 마비측과 체간의 편위시 머리와 체간의 신전과 기립 유지 그리고 신체 중심의 지남력에 대한 자각능력을 촉진하기 위하여 구두적으로 지시하였다[Figure 1].
- 본 연구에서 FES는 마비측 하지의 대퇴사두근과 총비골 신경에만 자극을 주도록 하였다. FES는 잠재적인 전각 세포 집단의 시냅스 전후 동시활성화를 일으킬 수 있는 인위적인 방법으로서 피실험자에 의한 근 수축의 수의적인 노력이 지속적으로 조합된다면 잔존하고 있는 피질척수로를 강화시켜(Rushton, 2003) 마비된 근육의 운동 단위를 활성화 시켜 근력의 강화와 수의적인 조절에 도움을 줄 수 있다.
- 본 연구에서는 기능적 운동성과 이동능력의 검사를 위해 TUG(s)를 실시하였으며, 하지 운동 기능 평가는 Fugl-Meyer 의 세부 항목인 하지 운동 기능(0∼28점) 항목을 점수화하여 평가하였다.
- 본 연구에서는 전동식 보행 훈련 시스템(Maschinenfabrik Gmbh & Co, Berlin, Germany)을 이용하여 주 3회, 30분씩 8주간 보행 훈련을 시행하였다.
- 연구에 사용된 대상자의 성별, 연령, 병명, 발병일은 의무기록지를 통하여 확인하였고, 모든 평가는 입원 후 치료시작 전에 평가되었으며 보행 기능 수행 능력은 재활치료를 위해 입원한 기간 동안 임상경력 7년 이상인 물리치료사가 동작의 수행을 직접 관찰하여 측정하였다. 치료는 일반적인 물리치료와 작업 치료 모두 주당 5회 30분씩 시행하였으며, 기능적 전기 자극 치료를 조합한 전동식 보행 훈련을 주 3회, 30분씩 8주간 실시하였다.
- 전극은 2채널 단일 전극으로 5×5 cm의 접착식 전극을 사용하여 입각기 시기에 마비측 하지의 신전을 유도하기 위하여 대퇴사두근과 유각기에 족관절의 배측 굴곡을 유도하기 위하여 총비골신경에 각각 부착하였다.
- 연구에 사용된 대상자의 성별, 연령, 병명, 발병일은 의무기록지를 통하여 확인하였고, 모든 평가는 입원 후 치료시작 전에 평가되었으며 보행 기능 수행 능력은 재활치료를 위해 입원한 기간 동안 임상경력 7년 이상인 물리치료사가 동작의 수행을 직접 관찰하여 측정하였다. 치료는 일반적인 물리치료와 작업 치료 모두 주당 5회 30분씩 시행하였으며, 기능적 전기 자극 치료를 조합한 전동식 보행 훈련을 주 3회, 30분씩 8주간 실시하였다. 본 연구에서는 기능적 운동성과 이동능력의 검사를 위해 TUG(s)를 실시하였으며, 하지 운동 기능 평가는 Fugl-Meyer 의 세부 항목인 하지 운동 기능(0∼28점) 항목을 점수화하여 평가하였다.
- 본 연구에 사용된 전동식 보행 훈련시스템은 보행 장애인의 능동적 보행 훈련 시스템을 위해 개발한 전동식 보행 훈련기로 체중부하 트레드밀 보행 훈련의 한계를 보완하고 정상적인 보행과 유사한 운동동작을 전기-기계적인 힘을 이용하여 반복적으로 수행할 수 있도록 고 안되었다. 환자는 harness를 통해 부분적인 체중 탈 부하를 받고 로프를 통해 harness의 허리 부분이 기계와 연결되어 수직과 수평의 체중이동을 조절 한다. 두 개의 발판은 기어와 연결 되어 입각기와 유각기가 60:40이 되도록 설계된 유도궤적을 따라 전후방향으로 움직이며 동시에 족관절과 슬관절의 운동 각도가 정상인의 보행과 유사하도록 발판의 배굴과 저굴이 일어난다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 기능적 전기자극기는 Microstim(Medel GmBH, Berlin, Germany)을 이용하였다. 전극은 2채널 단일 전극으로 5×5 cm의 접착식 전극을 사용하여 입각기 시기에 마비측 하지의 신전을 유도하기 위하여 대퇴사두근과 유각기에 족관절의 배측 굴곡을 유도하기 위하여 총비골신경에 각각 부착하였다.
- 본 연구의 대상은 뇌졸중으로 인한 편마비 진단을 받은 환자로 국립재활병원에서 입원 치료를 받는 편마비 환자 중 5개월 이상 지난 아급성기 뇌졸중 환자 9명을 대상으로 2007년 3월부터 7월까지 실시하였으며 선정조건은 다음과 같다.
데이터처리
- 0프로그램을 이용하여 연구대상자의 일반적 특성에서는 빈도 분석과 평균과 표준편차를 구 하였다. 기능적 전기 자극 치료를 조합한 전동식 보행 훈련 후 효과 분석을 위하여 반복 측정 분산 분석인 프리드만 검정 (Friedman test)을 하였고, 처치 기간에 따른 차이를 검증하기 위하여 윌콕슨 부호 순위 검정(Wilcoxon signed-rank test)을 실시하였다. 가설검정을 위한 유의도 수준 α=0.
- 수집된 자료는 SPSS version 12.0프로그램을 이용하여 연구대상자의 일반적 특성에서는 빈도 분석과 평균과 표준편차를 구 하였다. 기능적 전기 자극 치료를 조합한 전동식 보행 훈련 후 효과 분석을 위하여 반복 측정 분산 분석인 프리드만 검정 (Friedman test)을 하였고, 처치 기간에 따른 차이를 검증하기 위하여 윌콕슨 부호 순위 검정(Wilcoxon signed-rank test)을 실시하였다.
이론/모형
- 이외에 보행 기능 검사로 안정･최대보행속도(거리 (m)/시간(s))를 측정하였고, 족관절의 저측 굴곡 긴장도 상태를 알아보기 위해 Composite Spasticity score(CSS)를 이용하였다 (Levin & Hui-Chan, 1993). 보행 능력 수준을 알아보기 위해 Functional Ambulatory Category(FAC)를 이용하였으며 (Collen 등, 1990), 일상생활에서 수행되는 14개의 기능적인 과제로 구성된 균형능력 평가 도구인 Berg Balance Scale를 사용하여 실험 전, 실험 4주, 실험 8주마다 재평가하였다.
- 이외에 보행 기능 검사로 안정･최대보행속도(거리 (m)/시간(s))를 측정하였고, 족관절의 저측 굴곡 긴장도 상태를 알아보기 위해 Composite Spasticity score(CSS)를 이용하였다 (Levin & Hui-Chan, 1993).
성능/효과
- BBS는 실험 전과 4주 후 (p=0.038), 4주 후와 8주 후(p=0.01), 실험 전과 8주 후 (p<0.006)사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있었으며 기능적 전기 자극 치료를 조합한 전동식 보행 훈련은 효과가 있음이 확인되었다.
- 024)사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. CGS는 실험 전과 4주 후 (p=0.008), 4주 후와 8주 후(p=0.008), 실험 전과 8주 후 (p=0.008)사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. MGS는 실험 전과 4주 후(p=0.
- 026)사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. FAC는 실험 전과 4주 후 사이에서는 통계적으로 차이가 없는 것으로 나타났으나(P=0.157), 4주 후 와 8주 후 (p=0.025), 실험 전과 8주 후(P=0.020)사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. BBS는 실험 전과 4주 후 (p=0.
- FES를 조합한 전동식 보행 훈련은 뇌졸중 재활 훈련 시 긍정적인 치료적 효과를 줄 수 있다. 전동식 보행 훈련기는 입각기와 유각기에 하지와 발의 움직임을 유도할 수 있고 무게중심점(center of mass)을 조절하여 체중 이동을 할 수 있지만, 마비측 하지의 말기 유각기에 족관절의 배측 굴곡과 체중부하 시 슬관절을 조절할 수 없는 단점이 있다(안승헌 등, 2007, Hesse 등, 2004).
- 008)사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. MGS는 실험 전과 4주 후(p=0.008), 4주 후와 8주 후 (p=0.008), 실험 전과 8주 후(p=0.008)사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 반면 CSS는 실험 전과 4주 후, 4주 후와 8주 후 사이에서는 통계적으로 차이가 없는 것으로 나타났으나(P=0.
- 만성 뇌졸중 환자 9명을 대상으로 8주간 기능적 전기 자극치료를 조합한 전동식 보행 훈련 후 TUG, FML, CGS, MGS, CSS, FAC, BBS는 실험 전, 4주 후, 8주 후에 효과가 있음이 확인되었다. 전동식 보행 훈련에 FES를 조합한 훈련은 보행에 필요한 하지 근력과 균형 능력 및 수의적인 노력으로 인한 보행의 질적인 향상에서 역효과 없이 뇌졸중 환자들에게 보행훈련을 위한 전략적인 프로그램으로 활용 할 수 있으며 아울러 추후 연구에서는 전동식 보행 훈련과 FES를 조합한 전동식 보행 훈련 및 보존적인 물리치료의 비교 연구가 필요할 것이다.
- 만성 뇌졸중 환자 9명을 대상으로 8주간 기능적 전기 자극치료를 조합한 전동식 보행 훈련 후 효과를 알아보기 위하여 반복 측정 분산 분석을 한 결과 TUG, FML, CGS, MGS, CSS, FAC, BBS는 실험 전, 4주 후, 8주 후에 있어서 통계적으로 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.01)[Figure 2, Table 2].
- 반면 CSS는 실험 전과 4주 후, 4주 후와 8주 후 사이에서는 통계적으로 차이가 없는 것으로 나타났으나(P=0.059∼0.180), 실험 전과 8주 후 (P=0.026)사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 3 s, 자극범위(pulse with)는 400 ㎲이었다. 본 연구에 사용된 전동식 보행 훈련시스템은 보행 장애인의 능동적 보행 훈련 시스템을 위해 개발한 전동식 보행 훈련기로 체중부하 트레드밀 보행 훈련의 한계를 보완하고 정상적인 보행과 유사한 운동동작을 전기-기계적인 힘을 이용하여 반복적으로 수행할 수 있도록 고 안되었다. 환자는 harness를 통해 부분적인 체중 탈 부하를 받고 로프를 통해 harness의 허리 부분이 기계와 연결되어 수직과 수평의 체중이동을 조절 한다.
- 본 연구에서 기능적 전기 자극 치료를 조합한 전동식 보행 훈련은 실험 전, 4주 후, 8주 후에 보행능력, 기능적 수준, 보행 속도, 균형 능력이 향상되는 것을 알 수 있었다. 이는 Hesse 등(2004)의 연구에서 척수 손상 환자 4명을 대상으로 5주 매일 25분씩 기능적 전기 자극치료를 조합한 전동식 보행 훈련을한 결과 보행속도와 지구력이 2배로 증가하였고 치료사의 부담을 줄일 수 있으며, 척수손상환자의 집중적인 보행 훈련 시 치료적인 또 다른 대안적인 방법이라고 하였다.
- 처치 기간에 따라 비교한 결과 TUG는 실험 전과 4주 후 (p=0.008), 4주 후와 8주 후(p=0.011), 실험 전과 8주 후 (p=0.008)사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. FML는 실험 전과 4주 후(p=0.
후속연구
- 부가적으로 FES에 의한 저린 감각자극(tingling sensation) 은 보행 주기 동안 슬관절의 신전과 족관절의 굴곡시 내적인 되먹임을 제공할 수 있고(Tong 등, 2006), 이는 보행 훈련 시 보존적인 재활 프로그램에서 마비측 근육의 반복적인 전기적 자극에 수동적으로 반응하는 것과 달리 수의적이고 자발적인 노력과 동기부여 및 기능적인 치료 효과를 제공할 수 있었다. 따라서 전동식 보행 훈련에 FES를 조합한 훈련은 보행에 필요한 하지 근력과 균형 능력 및 수의적인 노력으로 인한 보행의 질적인 향상에서 역효과 없이 뇌졸중 환자들에게 보행훈련을 위한 전략적인 프로그램으로 활용 할 수 있다. 본 연구에서 대조군을 확보하지 못하고 연구대상자의 수가 적어 일반화하기가어려웠으며 연령 정도와 건강 상태에 따른 분포가 고르지 않아 분석에 오차를 주었을 수 있으며 연구에 참가한 사람들은 자의 적으로 참가에 응했기 때문에 타당도에 영향을 미칠 수도 있었다.
- 아울러 추후 연구에서는 전동식 보행 훈련과 FES를 조합한 전동식 보행 훈련 및 보존적인 물리치료의 비교 연구가 필요할 것이다.
- 만성 뇌졸중 환자 9명을 대상으로 8주간 기능적 전기 자극치료를 조합한 전동식 보행 훈련 후 TUG, FML, CGS, MGS, CSS, FAC, BBS는 실험 전, 4주 후, 8주 후에 효과가 있음이 확인되었다. 전동식 보행 훈련에 FES를 조합한 훈련은 보행에 필요한 하지 근력과 균형 능력 및 수의적인 노력으로 인한 보행의 질적인 향상에서 역효과 없이 뇌졸중 환자들에게 보행훈련을 위한 전략적인 프로그램으로 활용 할 수 있으며 아울러 추후 연구에서는 전동식 보행 훈련과 FES를 조합한 전동식 보행 훈련 및 보존적인 물리치료의 비교 연구가 필요할 것이다.
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