[논문]경수 손상 환자에게 공기 누적 운동을 이용한 호흡 재활의 효과

김명권; 조미숙; 황보각

경수 손상 환자에게 공기 누적 운동을 이용한 호흡 재활의 효과
The Efficacy of Pulmonary Rehabilitation Using Air Stacking Exercise in Cervical Cord Injured Patients 원문보기

대한물리의학회지 = Journal of the korean society of physical medicine, v.5 no.4, 2010년, pp.597 - 604

김명권 (대구대학교 대학원 재활과학과) , 조미숙 (나사렛대학교 물리치료과) , 황보각 (대구대학교 재활과학대학 물리치료학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose : This study investigated the effects of air stacking exercise on respiratory ability of patients with cervical cord injury. Methods : The subjects of this study were 30 patients with cervical cord injury were randomly placed in an experimental group(n=15) and a control group(n=15), respectively. Basic therapeutic exercise(ROM exercise, stretching exercise, strengthening exercise) were conducted twice a day for 30 minutes each time in all subjects and air stacking exercise was additionally conducted on the experimently group only. Air stacking exercise was conducted for 4 weeks, twice a day, 5 times a week and repeated 10 to 15 times each time. Lung capacity, MIC and, peak cough flow were measured and evaluated. Results : The results showed that FEV1, FVC, MIC, UPCF and APCF were significantly increased(p<.05), but FEV1/FVC didn't show the significant differences in an experimental group. In a control group, the findings showed that FEV1, FVC were increased significantly(p.05). Conclusion : air stacking exercise has positive effects on the improvements of cough functions and that of pulmonary functions such as lung volume, lung elasticity in patients with cervical cord injury.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

경수 손상 환자는 호기에 작용하는 복부 근육과 늑간 근육은 마비된 상태이지만, 대흉근의 작용으로 비록 정상보다는 작지만 호기 예비 용량을 유지할수 있다. 경수 손상 환자의 폐 기능을 향상시키기 위해서는 4주 이상 호흡 재활 치료를 실시하여야 효과가 크다고 하여(편성범 등 1994), 본 연구에서도 4주 동안 치료 프로그램을 통하여 폐 기능 향상이 나타나는지에 대해 연구하였다.
하지만 경수 손상 환자를 대상으로 공기누적운동의 효과에 대한 연구는 아직 진행되지 않았다. 따라서 경수 손상 환자 스스로 최대 한의 공기를 흡기하게 한 후 도수 소생기로 수동적으로 공기를 주입하여 폐를 최대한 팽창시키는 흡기 보조 운동인 공기누적운동을 지속적으로 시행한 후 폐활량, 최대 주입 용량과 최대 기침 유량 증가에 미치는 효과에 대해 연구하고자 한다.
본 연구에서는 경수 손상 환자의 호흡 기능 향상을 위해 공기 누적운동을 적용하였을 때 폐활량, 최대 주입 용량과 최대 기침 유량에 미치는 영향을 알아보기 위해 경수 손상 환자 30명을 대상으로 주 5회 4주 동안 치료 프로그램에 참여시킨 후 폐 기능 변화를 알아보았다. 공기 누적 운동을 시행한 군의 폐 기능 변화를 본 결과 노력 성 폐활량(FVC), 1초간 노력성호기량(FEV1), 최대 주입용량(MIC), 비 보조 최대 기침유량(UPCF), 보조 최대 기침유량(APCF)에서 통계학적으로 유의한 차이를 보였고, 공기 누적 운동 군이 대조군에 비해 1초간 노력성 호기량(FEV1), 노력 성 폐활량(FVC), 최대 주입용량(MIC), 보조 최대 기침유량(APCF)의 유의한 차이를 보였다.
또한 최대 주입 용량이 클수록 환자의 기침 능력이 증가하게 되므로, 최대 주입 용량을 증가시킬수록 환자의 기침능력을 증가 시킬 수 있다(Bach, 1993). 이에 따라, 본 연구는 입원한 경수 손상 환자를 대상으로 공기누적운동을 적용한 후 폐활량, 최대 주입용량, 기침 능력에 미치는 영향을 알아봄으로써 효과적인 치료 방향을 제시하기 위해서 이번 연구를 실시하였다.

제안 방법

공기누적 운동 방법은 먼저 환자는 편안하게 바로 누운 자세를 취한 채로 도수소생기(ambu bag, Hudson Respiratory Care Inc, USA)에 마스크를 연결하여 코와 입으로 동시에 숨을 쉬도록 하고, 환자가 깊게 흡기한 직후에 도수소생기를 2~3회 힘껏 짜서 공기를 넣어준 후, 2~3초 입을 다물고 숨을 참았다가 입으로 천천히 공기를 완전히 배출할 때까지 호기하도록 지시하였다(조남옥 등 2007). 공기 누적운동은 한번 시행 시 10~15번씩 하루에 2회, 주 5회, 4 주간 시행하였다(Fig 1)
운동 방법은 실험군과 대조군 모두 기본적인 운동치료(관절가동운동, 신장운동, 근력강화운동)를 하루에 30분씩 2회, 주 5회, 4주간 실시하고 실험 군에서 만 공기 누적 운동을 추가적으로 시행하였다. 공기누적 운동 방법은 먼저 환자는 편안하게 바로 누운 자세를 취한 채로 도수소생기(ambu bag, Hudson Respiratory Care Inc, USA)에 마스크를 연결하여 코와 입으로 동시에 숨을 쉬도록 하고, 환자가 깊게 흡기한 직후에 도수소생기를 2~3회 힘껏 짜서 공기를 넣어준 후, 2~3초 입을 다물고 숨을 참았다가 입으로 천천히 공기를 완전히 배출할 때까지 호기하도록 지시하였다(조남옥 등 2007). 공기 누적운동은 한번 시행 시 10~15번씩 하루에 2회, 주 5회, 4 주간 시행하였다(Fig 1)
대상자들에게 실험과정에 대한 충분한 설명을 하였고 실험 전 자발적인 참여 의사를 표시하는 동의서를 받았다. 실험 군과 대조군은 입원 순서대로 동전 던지기 방법을 이용하여 무작위로 배정하였으며 한군에 15명 배정이 완료되면 반대 군에 환자를 배정하여 실험을 진행하였다. 대상자는 모두 호흡기 계통의 질병에 대한 과거력이 없고 척수 손상 이전부터 폐 질환이 있었거나 심혈관 질환, 대사이상, 동반된 뇌 손상으로 인한 인지장애가 있는 경우, 기관 절개 술 후 도관을 유지하고 있는 경우는 이번 실험에서 제외하였다.
운동 방법은 실험군과 대조군 모두 기본적인 운동치료(관절가동운동, 신장운동, 근력강화운동)를 하루에 30분씩 2회, 주 5회, 4주간 실시하고 실험 군에서 만 공기 누적 운동을 추가적으로 시행하였다. 공기누적 운동 방법은 먼저 환자는 편안하게 바로 누운 자세를 취한 채로 도수소생기(ambu bag, Hudson Respiratory Care Inc, USA)에 마스크를 연결하여 코와 입으로 동시에 숨을 쉬도록 하고, 환자가 깊게 흡기한 직후에 도수소생기를 2~3회 힘껏 짜서 공기를 넣어준 후, 2~3초 입을 다물고 숨을 참았다가 입으로 천천히 공기를 완전히 배출할 때까지 호기하도록 지시하였다(조남옥 등 2007).
최대 기침유량(peak cough flow, PCF)은 최대기 침유량 측정기(Peak Flowmeter, Micro Medical Ltd, UK)를 이용하여 환자에게 최대한 힘차게 기침을 하게 하여 측정하였다(Fig 3). 본 연구에서는 다음의 2가지 상황에서의 최대 기침유량을 측정하였다.
폐활량은 측정 항목인 1초간 노력성 호기량(forced expiratory volume at one second, FEV1), 노력성 폐활량(forced vital capacity, FVC), 노력성호기비(forced expiratory ratio, FEV1/FVC)를 측정 하였다(Fig 2). 최대 주입 용량(maximal insufflation capacity, MIC)은 폐 탄력성 변화를 간접적으로 측정하는 방법으로 측정은 앉은 자세에서 환자가 스스로 흡입할 수 있는 최대한의 공기를 들이마시게 한 후 도수 소생기로 경구를 통해 주입할 수 있는 만큼의 최대한의 공기를 추가로 주입시킨 후 최대로 호기시켜서 폐활량계로 용량을 측정하였다.
폐활량과 최대 주입용량은 폐활량계(Micro Spirometer, Micro Medical Ltd ,UK)로 측정하였다. 폐활량은 측정 항목인 1초간 노력성 호기량(forced expiratory volume at one second, FEV1), 노력성 폐활량(forced vital capacity, FVC), 노력성호기비(forced expiratory ratio, FEV1/FVC)를 측정 하였다(Fig 2).
폐활량은 측정 항목인 1초간 노력성 호기량(forced expiratory volume at one second, FEV1), 노력성 폐활량(forced vital capacity, FVC), 노력성호기비(forced expiratory ratio, FEV1/FVC)를 측정 하였다(Fig 2).
환자 스스로 흡입할 수 있는 최대 용량을 들이마신 후 도수소생기로 공기를 추가로 주입시킨 다음 최대한 힘차게 기침을 할 때 힘차게 복부를 밀어주면서 측정하였다. 각각의 검사는 3번 시행하여 얻은 각 측정치 중 최대값을 선택하였다.
환자 스스로 흡입할 수 있는 최대용량을 들이마신 후 최대한 힘차게 기침을 하게하여 측정하였다. 각각의 검사는 3회 시행하여 얻은 각 측정치 중 최대값을 선택하였다.

대상 데이터

2009년 1월부터 2010년 1월동안 대전광역시에 위치한 ○○대학교병원 재활의학과에 입원치료를 받은 경수 손상 환자 30명을 대상으로 하였다. 대상자들에게 실험과정에 대한 충분한 설명을 하였고 실험 전 자발적인 참여 의사를 표시하는 동의서를 받았다.
대조군은 남자 12명, 여자 3명이었으며, 평균 연령은 39.40±7.80세였다.
실험군은 남자 13명, 여자 2명이었으며, 평균 연령은 35.40±8.80세였다.

데이터처리

대상자의 일반적 특성과 종속변수의 동질성 검정을 위해 χ² - 검정과 독립 t-검정(independent t-test)을 사용하였다. 각 그룹의 평균 및 표준편차를 구한 후 실험 전 후의 폐기능, 최대주입용량(MIC), 비 보조 최대 기침유량(UPCF), 보조 최대 기침유량(APCF) 측정치의 변화를 확인하기 위해 대응 t-검정(Paired t-test)을 실시하고 실험 전후의 집단 간 차이를 검증하기 위해 독립 t-검정(independent t-test)을 실시하였다. 모든 통계적 유의수준은 .
대상자의 일반적 특성과 종속변수의 동질성 검정을 위해 χ2 - 검정과 독립 t-검정(independent t-test)을 사용하였다.

이론/모형

호흡기능 측정방법으로 폐의 용적을 평가하는 방법인 폐활량, 최대 주입 용량 은 Micro Spirometer로 측정하였고 기침 능력은 Peak flowmeter를 이용하여 평가하였다. Micro Spirometer와 Peak flowmeter는 박창일 등(2002)에 의해 타당성이 입증된 장비로서 Micro Spirometer는 폐활량을 수치화하여 폐 기능을 간접적으로 볼 수 있는 장비이고 Peak flowmeter는 폐에서 공기가 얼마나 빠르게 들어오고 나가는지를 측정하는 효과적인 장비여서 본 연구에 이용되었다.
호흡기능 측정방법으로 폐의 용적을 평가하는 방법인 폐활량, 최대 주입 용량 은 Micro Spirometer로 측정하였고 기침 능력은 Peak flowmeter를 이용하여 평가하였다. Micro Spirometer와 Peak flowmeter는 박창일 등(2002)에 의해 타당성이 입증된 장비로서 Micro Spirometer는 폐활량을 수치화하여 폐 기능을 간접적으로 볼 수 있는 장비이고 Peak flowmeter는 폐에서 공기가 얼마나 빠르게 들어오고 나가는지를 측정하는 효과적인 장비여서 본 연구에 이용되었다.

성능/효과

이상과 같은 연구 결과를 종합해 본 결과 공기누 적운동을 적용한 군이 대조군과 비교했을 때 1초간 노력성호기량(FEV1), 노력 성 폐활량(FVC), 최대 주입용량(MIC), 보조 최대 기침유량(APCF)에 유의한 변화를 나타내었다. 경수 손상 환자는 호흡근의 약화와 늑골장의 강직 등의 원인으로 폐활량과 폐유순도의 감소가 나타나서 호흡 시 제한성 폐 질환의 양상을 보였지만 공기누적운동을 통하여 폐활량과 폐 유순도가 증가하였고 이를 통해 보조 최대기 침유량의 증가를 나타내었다.
본 연구에서는 경수 손상 환자의 호흡 기능 향상을 위해 공기 누적운동을 적용하였을 때 폐활량, 최대 주입 용량과 최대 기침 유량에 미치는 영향을 알아보기 위해 경수 손상 환자 30명을 대상으로 주 5회 4주 동안 치료 프로그램에 참여시킨 후 폐 기능 변화를 알아보았다. 공기 누적 운동을 시행한 군의 폐 기능 변화를 본 결과 노력 성 폐활량(FVC), 1초간 노력성호기량(FEV1), 최대 주입용량(MIC), 비 보조 최대 기침유량(UPCF), 보조 최대 기침유량(APCF)에서 통계학적으로 유의한 차이를 보였고, 공기 누적 운동 군이 대조군에 비해 1초간 노력성 호기량(FEV1), 노력 성 폐활량(FVC), 최대 주입용량(MIC), 보조 최대 기침유량(APCF)의 유의한 차이를 보였다. 이를 통해 공기 누적운동이 경수 손상 환자의 폐 용적과 폐 탄력성 같은 폐 기능 증진 및기침 능력 증진에 긍정적인 효과를 나타냄을 알 수있다.
1%로 유의 하게 증가한 결과를 나타낸 편성범 등(1994)의 연구와 일치한다. 그리고 공기 누적 운동 군과 대조군 간의 치료 후 변화에서도 노력 성 폐활량(FVC), 1초간 노력성호기량(FEV1), 최대 주입용량(MIC), 보조 최대 기침유량(APCF)에서 유의한 차이를 보였다. 이상의 결과를 통해서 알 수 있듯이 제한성 폐질환 양상을 보이는 척수 손상 환자에서 공기 누적 운동을 통해 폐활량의 증가를 의미하는 노력 성 폐활량(FVC), 1초간 노력성호기량(FEV1)이 증가하였고, 이를 통해 흉곽과 폐 탄성도가 증가 되어 최대 주입용량(MIC), 보조 최대 기침유량(APCF)이 증가된 것이라고 생각된다.
대조군은 치료 전후 호흡 기능검사에서 FEV1는 1.60±0.23L에서 1.62±0.23L로, FVC는 1.66±0.23L에서 1.69±0.23L로 유의한 차이를 보였으나 (p<.05), FEV1/FVC는 96.63±2.83%에서 96.13±3.25%로, MIC는 1.67±0.21L에서 1.70±0.23L로, UPCF는 190.47±20.45L/min에서 190.80±21.34L/min으로, APCF는 191.27±21.11L/min에서 191.47±21.70L/min로 치료 전후 유의한 차이가 없었다(Table 2).
실험군은 치료 전후 호흡 기능검사에서 FEV1은 1.37±0.31L에서 1.47±0.36L로, FVC는 1.43±0.32L에서 1.59±0.39L로, MIC는 1.51±0.30L에서 2.02±0.41L로, UPCF는 172.07±44.25L/min에서 174.13±44.36L/min로, APCF는 176.53±44.56L/min에서 203.67±42.36L/min로 유의한 차이를 보였고(p<.05), FEV1/FVC는 95.74±3.68%에서 93.28±6.71%로 치료 전후 유의한 차이가 없었다.
공기 누적 운동을 시행한 군의 폐 기능 변화를 본 결과 노력 성 폐활량(FVC), 1초간 노력성호기량(FEV1), 최대 주입용량(MIC), 비 보조 최대 기침유량(UPCF), 보조 최대 기침유량(APCF)에서 통계학적으로 유의한 차이를 보였고, 공기 누적 운동 군이 대조군에 비해 1초간 노력성 호기량(FEV1), 노력 성 폐활량(FVC), 최대 주입용량(MIC), 보조 최대 기침유량(APCF)의 유의한 차이를 보였다. 이를 통해 공기 누적운동이 경수 손상 환자의 폐 용적과 폐 탄력성 같은 폐 기능 증진 및기침 능력 증진에 긍정적인 효과를 나타냄을 알 수있다. 경수 손상 환자에게 규칙적으로 공기 누적운 동을 시행한다면 효과적으로 기도 분비물 및 이물질 배출을 도와 환기부전으로 인한 호흡기계 합병증을 감소시키는데 많은 도움이 될 것이라 생각한다.
이번 연구결과에서 경수 손상 환자를 대상으로 공기 누적 운동을 시행한 군의 폐 기능 변화를 본 결과 노력 성 폐활량(FVC), 1초간 노력성호기량(FEV1), 최대 주입용량(MIC), 비 보조 최대 기침유량(UPCF), 보조 최대 기침유량(APCF)에서 통계학적으로 유의한 차이를 보였다. 이는 경수 손상환자의 호흡 운동 치료 후 제한성 환기 장애를 보인 환자들의 노력성 폐활량(FVC)이 66.
이상과 같은 연구 결과를 종합해 본 결과 공기누 적운동을 적용한 군이 대조군과 비교했을 때 1초간 노력성호기량(FEV1), 노력 성 폐활량(FVC), 최대 주입용량(MIC), 보조 최대 기침유량(APCF)에 유의한 변화를 나타내었다.
그리고 공기 누적 운동 군과 대조군 간의 치료 후 변화에서도 노력 성 폐활량(FVC), 1초간 노력성호기량(FEV1), 최대 주입용량(MIC), 보조 최대 기침유량(APCF)에서 유의한 차이를 보였다. 이상의 결과를 통해서 알 수 있듯이 제한성 폐질환 양상을 보이는 척수 손상 환자에서 공기 누적 운동을 통해 폐활량의 증가를 의미하는 노력 성 폐활량(FVC), 1초간 노력성호기량(FEV1)이 증가하였고, 이를 통해 흉곽과 폐 탄성도가 증가 되어 최대 주입용량(MIC), 보조 최대 기침유량(APCF)이 증가된 것이라고 생각된다. 이를 뒷받침 해주는 내용은 다음과 같다.

후속연구

이를 통해 공기 누적운동이 경수 손상 환자의 폐 용적과 폐 탄력성 같은 폐 기능 증진 및기침 능력 증진에 긍정적인 효과를 나타냄을 알 수있다. 경수 손상 환자에게 규칙적으로 공기 누적운 동을 시행한다면 효과적으로 기도 분비물 및 이물질 배출을 도와 환기부전으로 인한 호흡기계 합병증을 감소시키는데 많은 도움이 될 것이라 생각한다.
본 연구는 결과를 해석하는 데 몇 가지 제한점이 있다. 첫째, 많은 수의 대상자를 포함시키지 못하였기 때문에 연구 결과를 일반화하기에는 제한이 따른다. 둘째, 연구가 4주 동안의 단기간에 시행되었기 때문에 이후의 장기적인 효과를 평가하지 못하였다.
셋째, 본 연구에서 호흡근 근력의 변화에 대한 평가는 시행되지 않았다. 향후 연구에서는 호흡근 근력에 대한 평가와 더불어 추적관찰 기간을 포함한 장기적인 연구가 지속되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기침의 역할은 무엇인가?	기침은 생체의 중요한 방어기전의 하나로 기도 내로 흡입된 이물질이나 과도한 기도분비물을 제거하는 역할을 한다. 정상인들은 감기와 같은 호흡기계 감염에 의해 호흡기내 분비물이 발생하면 기침을 통해 분비물을 배출시켜 폐렴 등의 합병증을 예방할 수 있다(Bach와 Saporito, 1996).
	보조 기침 시 효율 적으로 기침을 유도하기 위해서는 호기 근 보조와 더불어 기침 이전에 충분한 공기를 흡기할 수 있도록 흡기 보조를 해주어야하는 이유는?	3L의 공기가 흡인되어야 하며, 호기 근의 수축을 위해 흉복 강의 압력이 200cmH2O 이상 증가되어야 한다(Irwin 등, 1998). 현재까지 기침 능력을 향상시키기 위하여 많은 방법들이 사용되어 왔으나 주로 호기 근 약화를 보조하기 위한 방법들이었다. 흡기 능력이 저하되어 기침 전 흡입공기량이 적은 환자에서는 호기 보조만 하는 것으로는 기침을 효율적으로 보조하는 데 한계가 있다. 따라서 보조 기침 시 효율 적으로 기침을 유도하기 위해서는 호기 근 보조와 더불어 기침 이전에 충분한 공기를 흡기할 수 있도록 흡기 보조를 해주어야 한다(Bach, 1993; Kang과 Bach 2000; Kirby와 Narnerias, 1966).
	재활의학과 입원치료가 필요한 환자가 증가하는 이유는?	현대 사회는 지속적인 경제 성장과 더불어 의학이 발달함에 따라 뇌혈관 질환, 외상에 의한 뇌손상 및 척수손상환자들의 급성 기 생존율이 높아지면서 재활의학과 입원치료가 필요한 환자들이 증가하고 있다(보건복지부, 2005). 척수손상의 발생 빈도를 보면, 남성의 발생률이 여성에 비해 4배가 많으며, 호발연령은 사회적 활동과 생산성이 높은 시기의 청· 장년층인 16~30세가 61.

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원문보기 상세보기
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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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