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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 뇌졸중 환자를 대상으로 임상에서 실시되는 일반적 접근법인 운동치료와 탄성밴드를 이용한 근력강화 운동 및 메디슨 볼과 스텝상자를 이용한 신장반사 운동을 8주 동안 주 5회 적용하였다. 그리하여 이러한 운동유형이 운동 후에 이들의 하지근육 활성도에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 알아봄으로써 뇌졸중 환자의 기능적 수행능력의 개선을 위한 효과적인 근력강화 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.
- 본 연구는 운동유형별 운동 전후 뇌졸중 환자의 하지근육 활성도에 대한 차이를 분석하여 이들의 기능적 수행능력의 개선을 위한 효과적인 근력강화 방법을 제시하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 운동치료군, 탄성밴드군 및 신장반사군으로 구분하여 각각 7명씩 총 21명을 대상으로 8주 동안 주 5회의 운동을 실시한 후 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
- 전경골근은 족관절 중립상태로 검사대에 걸쳐 앉은 자세에서 상부의 하퇴를 고정한 후 배측굴곡 동작시 발의 배측면에 저항을 가하여 측정하였고, 비복근은 족관절 중립상태로 무릎 밑에 패드를 놓고 검사대에 바로 누운자세에서 상부의 하퇴를 고정한 후 저측굴곡 동작시 발의 저측면에 저항을 가하여 측정하였다. 그리고 보행동작시 일차적으로 얻어진 원 자료는 10 ㎐의 고역통과 필터와 350 ㎐의 저역 통과 필터를 사용하여 필터링 한 후 전파 정류하였으며, 이후 얻어진 실제 실험 결과의 근전도 값과 최대 정적 수축 근전도 값을 이용하여 표준화된 적분 근전도 값을 계산하여 분석하였다.
- 뇌졸중 환자의 하지근육 활성도를 알아보기 위하여 보행동작시 분석구간으로 과 같이 1차 마비측 초기 닿기(first affected side initial contact; ASIC1), 비마비측 발가락 떼기(non-affected side toe off; NASTO), 비마비측 초기 닿기(non-affected side initial contact; NASIC), 마비측 발가락 떼기(affected side toe off; ASTO), 2차 마비측 초기 닿기(second affected side initial contact; ASIC2)의 6개 이벤트(event)로 구분하고, 이 시점을 기준으로 1차 양하지 지지기(primary double-limb support; PDLS : ASIC1에서 NASTO까지), 1차 단하지 지지기(primary single-limb support; PSLS : NASTO에서 NASIC까지), 2차 양하지 지지기(secondary double-limb support; SDLS : NASIC에서 ASTO까지), 2차 단하지 지지기(secondary single-limb support; SSLS : ASTO에서 ASIC2까지)의 4개 구간을 대상으로 분석하였다.
- 대퇴직근은 체간을 비스듬히 하여 슬관절 90° 굴곡상태로 검사대에 걸쳐 앉은 자세에서 슬관절 신전 동작시 족관절 상부에 저항을 가하여 측정하였고, 대퇴이두근은 슬관절 90° 굴곡상태로 검사대에 엎드려 누운 자세에서 골반을 고정하고 하퇴의 외회전을 유도한 후 슬관절 굴곡 동작시 족관절 상부에 저항을 가하여 측정하였다.
- 따라서 본 연구에서는 뇌졸중 환자를 대상으로 임상에서 실시되는 일반적 접근법인 운동치료와 탄성밴드를 이용한 근력강화 운동 및 메디슨 볼과 스텝상자를 이용한 신장반사 운동을 8주 동안 주 5회 적용하였다. 그리하여 이러한 운동유형이 운동 후에 이들의 하지근육 활성도에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 알아봄으로써 뇌졸중 환자의 기능적 수행능력의 개선을 위한 효과적인 근력강화 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.
- 본 연구에서 독립변인은 운동유형(운동치료군, 탄성밴드군 및 신장반사군)이고, 종속변인은 하지근육의 운동 후와 운동 전 %MVIC의 차이 값으로 유사실험 설계에 기초하여 실시하였다. 따라서 이에 대한 분석을 위해 SPSS WIN(version 12.
- 본 연구에서 비디오 영상과 근전도 자료의 동조를 위하여 동조기기(Visol, Korea)를 이용하여 보행동작시 동조기기에 부착된 스위치를 눌려 비디오카메라를 통해 발광다이오드 영상을 기록하였다. 이와 동시에 동조기기와 연결된 근전도 데이터에 5 V의 전압이 기록되어져 이 두 신호가 발생된 순간을 기준으로 비디오 영상과 근전도 자료를 동조하였다.
- 운동강도는 일반적으로 노약자 및 어린이를 대상으로 사용하는 노란색 탄성밴드를 초기 저항으로 설정하여 매 2주마다 재평가하였는데, 2세트 동안 10회의 목표 반복횟수를 2회 초과 달성하였을 경우 다음의 부하를 적용하였다(Baechle & Earle, 1995; Baechle & Groves, 1998). 부하량은 노란색(2kg), 적색(6.5kg) 및 녹색(11kg)의 순으로 점증적인 증가를 통하여 녹색의 강도를 유지하도록 하였다. 운동량은 10회의 반복횟수를 2세트 동안 실시하였고, 휴식시간은 세트 사이 약 1분, 종목 사이 약 30초로 하였다.
- 신장반사 운동프로그램은 Baechle & Earle(2000)의 방법을 기초로 메디슨 볼과 스텝상자를 이용하여 근력강화 운동을 실시하였다. 운동강도는 스텝상자의 초기 저항을 높이 5cm부터 적용하여 탄성밴드 운동프로그램에서와 동일한 방법으로 매 2주마다 재평가를 실시하였으며, 부하량은 5cm씩 점진적으로 높여주어 15cm를 유지하도록 하였다. 운동량은 10회의 반복횟수를 3세트 동안 실시하였고, 휴식시간은 세트 간 90초, 종목간 1분으로 하였다.
- 운동강도는 일반적으로 노약자 및 어린이를 대상으로 사용하는 노란색 탄성밴드를 초기 저항으로 설정하여 매 2주마다 재평가하였는데, 2세트 동안 10회의 목표 반복횟수를 2회 초과 달성하였을 경우 다음의 부하를 적용하였다(Baechle & Earle, 1995; Baechle & Groves, 1998).
- 5kg) 및 녹색(11kg)의 순으로 점증적인 증가를 통하여 녹색의 강도를 유지하도록 하였다. 운동량은 10회의 반복횟수를 2세트 동안 실시하였고, 휴식시간은 세트 사이 약 1분, 종목 사이 약 30초로 하였다.
- 운동강도는 스텝상자의 초기 저항을 높이 5cm부터 적용하여 탄성밴드 운동프로그램에서와 동일한 방법으로 매 2주마다 재평가를 실시하였으며, 부하량은 5cm씩 점진적으로 높여주어 15cm를 유지하도록 하였다. 운동량은 10회의 반복횟수를 3세트 동안 실시하였고, 휴식시간은 세트 간 90초, 종목간 1분으로 하였다.
- 운동프로그램은 운동치료군, 탄성밴드군 및 신장반사군의 세 집단으로 구분하여 적용하였다. 운동시간은 준비운동 약 10분, 본 운동 약 30분, 정리운동 약 10분의 총 약 50분으로 구성하였고, 운동빈도는 8주 동안 주 5회로 실시하였다.
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1) 준비운동 및 정리운동
운동치료 프로그램은 병원에서 일반적으로 적용되는 치료적 접근 방법으로 준비운동 및 정리운동은 자전거 타기를 약 10분 실시하였다. 탄성밴드 및 신장반사 운동 프로그램의 준비운동은 자전거 타기를 5분 실시한 후 경직의 정도가 심한 부위의 근육을 대상으로 고유수용성 신경근 촉진법의 수축-이완 기법 또는 유지-이완기법을 5분 동안 실시하였고, 정리운동은 5분 동안 느린 속도의 걷기 운동을 실시한 후 고유수용성 신경근 촉집법의 수축-이완 기법 또는 유지-이완 기법을 5분 동안 적용하였다.
- 운동치료 프로그램의 본 운동은 고유수용성 신경근 촉진법을 이용하여 수축-이완 및 유지-이완의 신장기법, 율동적 개시, 등장성 혼합, 길항근 반전 및 반복신장을 통한 강화기법 및 보행훈련으로 구성하고, 운동강도는 치료사의 도수저항에 의하여 등척성, 단축성 및 신장성 형태의 부하를 적용하였다.
- 운동프로그램 실시 중 환자가 부적절한 움직임을 나타낼 때는 치료사의 보조에 의하여 정확한 동작이 일어날 수 있게 능동보조운동을 실시하였고, 특히 신장반사 운동프로그램의 모든 동작은 5초 이내에 수행하도록 하였다. 이에 대한 운동프로그램의 내용은 <표 3>에서 제시하였다.
- 운동프로그램은 운동치료군, 탄성밴드군 및 신장반사군의 세 집단으로 구분하여 적용하였다. 운동시간은 준비운동 약 10분, 본 운동 약 30분, 정리운동 약 10분의 총 약 50분으로 구성하였고, 운동빈도는 8주 동안 주 5회로 실시하였다.
- 본 연구는 운동유형별 운동 전후 뇌졸중 환자의 하지근육 활성도에 대한 차이를 분석하여 이들의 기능적 수행능력의 개선을 위한 효과적인 근력강화 방법을 제시하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 운동치료군, 탄성밴드군 및 신장반사군으로 구분하여 각각 7명씩 총 21명을 대상으로 8주 동안 주 5회의 운동을 실시한 후 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1차 단하지 지지기에서 장요근 및 대퇴이두근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군과 탄성밴드군보다 높은 수준을 보였고, 반면 전경골근의 %MVIC는 탄성밴드군이 운동치료군보다 낮은 수준을 보였다.
- 본 연구에서 비디오 영상과 근전도 자료의 동조를 위하여 동조기기(Visol, Korea)를 이용하여 보행동작시 동조기기에 부착된 스위치를 눌려 비디오카메라를 통해 발광다이오드 영상을 기록하였다. 이와 동시에 동조기기와 연결된 근전도 데이터에 5 V의 전압이 기록되어져 이 두 신호가 발생된 순간을 기준으로 비디오 영상과 근전도 자료를 동조하였다.
- 장요근은 슬관절 90° 굴곡상태로 검사대에 걸쳐 앉은 자세에서 골반을 후경상태로 고정한 후 고관절 굴곡 동작시 슬관절 근위부에 저항을 가하여 측정하였고, 대둔근은 슬관절 90° 굴곡상태로 검사대에 엎드려 누운 자세에서 골반을 고정한 후 고관절 신전 동작시 슬관절 근위부에 저항을 가하여 측정하였다.
- 대퇴직근은 체간을 비스듬히 하여 슬관절 90° 굴곡상태로 검사대에 걸쳐 앉은 자세에서 슬관절 신전 동작시 족관절 상부에 저항을 가하여 측정하였고, 대퇴이두근은 슬관절 90° 굴곡상태로 검사대에 엎드려 누운 자세에서 골반을 고정하고 하퇴의 외회전을 유도한 후 슬관절 굴곡 동작시 족관절 상부에 저항을 가하여 측정하였다. 전경골근은 족관절 중립상태로 검사대에 걸쳐 앉은 자세에서 상부의 하퇴를 고정한 후 배측굴곡 동작시 발의 배측면에 저항을 가하여 측정하였고, 비복근은 족관절 중립상태로 무릎 밑에 패드를 놓고 검사대에 바로 누운자세에서 상부의 하퇴를 고정한 후 저측굴곡 동작시 발의 저측면에 저항을 가하여 측정하였다. 그리고 보행동작시 일차적으로 얻어진 원 자료는 10 ㎐의 고역통과 필터와 350 ㎐의 저역 통과 필터를 사용하여 필터링 한 후 전파 정류하였으며, 이후 얻어진 실제 실험 결과의 근전도 값과 최대 정적 수축 근전도 값을 이용하여 표준화된 적분 근전도 값을 계산하여 분석하였다.
- 5 cm)을 이용하였고, 이 때 샘플링 주파수는 1024 ㎐로 설정하였다. 최대 정적 수축 근전도 값(MVIC)은 도수근력검사(이재학, 함용운 및 장수경, 1996)를 근거로 등척성 저항에 대항하여 최대한의 힘을 발휘할 때 각 근육에 대한 자료를 3초 동안 수집하였고, 운동프로그램 적용 전후에 걸쳐 측정하였다. 장요근은 슬관절 90° 굴곡상태로 검사대에 걸쳐 앉은 자세에서 골반을 후경상태로 고정한 후 고관절 굴곡 동작시 슬관절 근위부에 저항을 가하여 측정하였고, 대둔근은 슬관절 90° 굴곡상태로 검사대에 엎드려 누운 자세에서 골반을 고정한 후 고관절 신전 동작시 슬관절 근위부에 저항을 가하여 측정하였다.
- 운동치료 프로그램은 병원에서 일반적으로 적용되는 치료적 접근 방법으로 준비운동 및 정리운동은 자전거 타기를 약 10분 실시하였다. 탄성밴드 및 신장반사 운동 프로그램의 준비운동은 자전거 타기를 5분 실시한 후 경직의 정도가 심한 부위의 근육을 대상으로 고유수용성 신경근 촉진법의 수축-이완 기법 또는 유지-이완기법을 5분 동안 실시하였고, 정리운동은 5분 동안 느린 속도의 걷기 운동을 실시한 후 고유수용성 신경근 촉집법의 수축-이완 기법 또는 유지-이완 기법을 5분 동안 적용하였다. 준비운동 및 정리운동의 강도는 운동자각도 11(가벼움)의 수준으로 설정하였다.
대상 데이터
- (Korea)의 Telescan Ver 2.81 프로그램(gain=1000, input impedence>1012 Ω, CMRR>100 ㏈, center-to-center distance=4.5 cm)을 이용하였고, 이 때 샘플링 주파수는 1024 ㎐로 설정하였다.
- 따라서 최종적으로 운동치료군 7명, 탄성밴드군 7명, 신장반사군 7명을 대상자로 하였으며, 각 집단에 따른 이들의 신체적 특성은 과 같다.
- 실험 대상근육은 마비측 하지 근육 중 장요근, 대둔근, 대퇴직근, 대퇴이두근, 전경골근, 가지미근, 내측 비복근 및 외측 비복근의 8부위를 대상으로 실시하였다. 이 근육들의 표면전극 부착 위치는 Edward & Aldo(1981)의 방법을 기초로 하였는데, 그 내용은 <표 2>와 같다.
데이터처리
- 따라서 이에 대한 분석을 위해 SPSS WIN(version 12.0) 프로그램을 이용하여 운동유형별 하지근육 활성도의 평균 차이를 알아보고자 유의수준 α=.05에서 일원분산분석(one-way ANOVA)을 실시하였고, 사후검증으로 Scheffe 방법을 사용하였다.
이론/모형
- 신장반사 운동프로그램은 Baechle & Earle(2000)의 방법을 기초로 메디슨 볼과 스텝상자를 이용하여 근력강화 운동을 실시하였다.
- 이 근육들의 표면전극 부착 위치는 Edward & Aldo(1981)의 방법을 기초로 하였는데, 그 내용은 와 같다.
- 탄성밴드 운동프로그램은 김현수와 김남정(2003), Teixeira-Salmela, Nadeau, McBride & Olney(2001)의 연구방법을 기초로 각각의 색상을 가진 고무밴드를 이용하여 근력강화 운동을 실시하였다.
성능/효과
- 이를 위하여 운동치료군, 탄성밴드군 및 신장반사군으로 구분하여 각각 7명씩 총 21명을 대상으로 8주 동안 주 5회의 운동을 실시한 후 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1차 단하지 지지기에서 장요근 및 대퇴이두근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군과 탄성밴드군보다 높은 수준을 보였고, 반면 전경골근의 %MVIC는 탄성밴드군이 운동치료군보다 낮은 수준을 보였다. 2차 양하지 지지기에서 장요근 및 대퇴직근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군과 탄성밴드군보다 높은 수준을 보였고, 반면 내측 비복근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군보다 낮은 수준을 보였다.
- 1차 단하지 지지기에서 장요근 및 대퇴이두근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군과 탄성밴드군보다 높은 수준을 보였고, 반면 전경골근의 %MVIC는 탄성밴드군이 운동치료군보다 낮은 수준을 보였다. 2차 양하지 지지기에서 장요근 및 대퇴직근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군과 탄성밴드군보다 높은 수준을 보였고, 반면 내측 비복근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군보다 낮은 수준을 보였다. 결론적으로 신장반사 운동은 운동치료와 탄성밴드를 이용한 근력강화 운동보다 고관절의 안정성을 부여하는 장요근, 하지 분절의 운동성을 제공하는 대퇴이두근의 활성도에 효과적인 영향을 미침으로써 임상에서 근 약화로 인한 운동 기능이 제한된 편마비 환자에게 실용적으로 접근할 수 있는 운동방법이라고 판단된다.
- 2차 양하지 지지기에서 장요근 및 대퇴직근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군과 탄성밴드군보다 높은 수준을 보였고, 반면 내측 비복근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군보다 낮은 수준을 보였다. 결론적으로 신장반사 운동은 운동치료와 탄성밴드를 이용한 근력강화 운동보다 고관절의 안정성을 부여하는 장요근, 하지 분절의 운동성을 제공하는 대퇴이두근의 활성도에 효과적인 영향을 미침으로써 임상에서 근 약화로 인한 운동 기능이 제한된 편마비 환자에게 실용적으로 접근할 수 있는 운동방법이라고 판단된다.
- 따라서 근육의 역학적 특성 변화, 운동 패턴의 변형 등의 적응성 특성을 나타내는 뇌졸중 환자들을 위한 강화운동은 선행되는 근 수축의 형태에 의해 다른 효과를 기대할 수 있다. 다시 말해서 단축성 수축이 선행되는 일반적인 저항성 운동 형태보다는 신장반사를 포함하는 운동 형태의 적용이 근 수축 동안 동원되는 운동단위의 수와 자극 빈도를 증가시킴으로써 근력의 발현능력을 향상시키고, 일상생활동작의 기능적 수행능력에 보다 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다. 그러므로 근육의 역학적인 관점에서 등장성 수축 형태의 차이가 뇌졸중 환자의 근력 생성에 어떠한 영향을 미치는 지에 대한 연구 보고는 미흡한 실정이므로 그 효과에 대한 규명이 필요하다고 여겨진다.
- 그 이유로는 첫째, 근 약화는 척수 운동신경원으로부터 하행하는 감각입력의 감소에 의한 것이라는 직접적인 결과보다는 경직성 길항근의 억제에 의한 것으로 생각되어 왔다. 둘째, 과도한 힘을 발생시키는 운동은 경직, 동시수축 및 비정상적인 운동패턴을 증가시키게 되므로 바람직하지 않다고 여겼다. 이러한 과학적 이론이나 임상적 증거에 의해 검증되지 않은 견해는 많은 임상학자들의 치료적 접근에 있어 여전히 적용되어지고 있다(Carr & Shepherd, 2004).
- 따라서 본 연구의 논의를 종합하면, 신장반사 운동은 하지 분절의 동적 안정성을 제공하는 장요근 및 대퇴이두근, 족부에 대한 하퇴 분절의 운동을 조절하는 내측 비복근의 활성을 향상시키거나 적절하게 조절함으로써 특정 구간에서 하지 분절의 움직임에 동원되는 근육의 기여도를 높이는데 효과적인 운동방법으로 여겨진다.
- 05). 따라서 장요근 및 대퇴이두근에 대한 사후검증을 실시한 결과, 신장반사군이 운동치료군과 탄성밴드군에 비하여 높게 나타났고, 전경골근에 대한 사후검증 결과에서는 탄성밴드군이 운동치료군에 비하여 낮게 나타났다.
- 05). 따라서 장요근에 대한 사후검증을 실시한 결과 신장반사군이 운동치료군과 탄성밴드군에 비하여 높게 나타났고, 내측 비복근에 대한 사후 검증 결과에서는 신장반사군이 운동치료군에 비하여 높게 나타났다.
- 결국 이러한 활동들은 이후에 진행되는 체공기에서 일어나는 고관절 굴곡에 대한 대퇴 분절의 전방 운동량을 증가시키고, 장요근의 활성에 의하여 발생된 전방 추진력을 상쇄시킬 수 있는 슬관절 과신전 현상을 방지하기 위한 효과적인 활동으로 생각된다. 또한 2차 양하지 지지기에서는 장요근의 %MVIC에서 신장반사군이 운동치료군과 탄성밴드군보다 유의하게 높은 수준을 보였는데, 이것은 고관절 굴곡운동을 일으키기 위한 부가적인 활동이 증가되어 나타나는 것으로 생각된다. 반면 내측 비복근의 %MVIC에서 신장반사군이 운동치료군에 비하여 낮은 수준을 보였는데, 이것은 하지분절의 전방 이동시 슬관절의 굴곡운동을 제공하기 위한 활동이 증가되어 나타나는 것으로 생각된다.
- 05) 특징적인 현상으로는써 장요근, 대둔근 및 대퇴이두근의 %MVIC에서 신장반사군이 다른 집단에 비하여 보다 많이 증가하는 양상을 보였다. 또한 대퇴분절에 위치하는 근육들의 %MVIC는 증가하는 반면, 하퇴분절에 위치하는 근육들의 %MVIC는 감소하는 양상을 보였다.
- 모든 하지근육의 %MVIC는 통계적으로 유의한 차이가 없었지만(p>.05) 특징적인 현상으로는써 장요근, 대둔근 및 대퇴이두근의 %MVIC에서 신장반사군이 다른 집단에 비하여 보다 많이 증가하는 양상을 보였다.
- 모든 하지근육의 %MVIC에서 통계적으로 유의한 차이가 없었지만(p>.05) 특징적인 두 가지 현상으로써 장요근, 대둔근, 대퇴직근 및 대퇴이두근의 %MVIC에서 신장반사군이 다른 집단에 비하여 보다 많이 증가하는 양상을 보였고, 다른 근육에 비하여 전경골근 및 내ㆍ외측 비복근의 %MVIC는 감소하는 양상을 보였다.
- 이에 대하여 본 연구에서는 운동유형별 하지근육 활성도의 운동 전후 차이를 분석한 결과, 1차 양하지 지지기와 2차 단하지 지지기에서는 모든 하지근육의 %MVIC에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 이는 신체의 비대칭적인 정렬로 인하여 마비측 하지로의 체중부하 현상이 부족함과 동시에 마비측 체간근육의 과활성을 일으키는 보상작용에 의하여 발생될 수 있기 때문에 체간의 대칭성을 확보하기 위한 운동이 부가적으로 필요하다고 여겨진다.
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