[논문]전자게임을 이용한 가상현실프로그램이 경직성 뇌성마비 아동의 균형과 일상생활활동에 미치는 영향

한지혜; 고주연

doi:10.5392/jkca.2010.10.6.480

전자게임을 이용한 가상현실프로그램이 경직성 뇌성마비 아동의 균형과 일상생활활동에 미치는 영향
Evaluation of Balance and Activities of Daily Living in Children with Spastic Cerebral Palsy using Virtual Reality Program with Electronic Games 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.10 no.6, 2010년, pp.480 - 488

한지혜 (한림대학교성심병원 재활의학과) , 고주연 (CHA의과학대학교 분당차병원 재활의학과)

초록
AI-Helper

이 연구의 목적은 PBS(Pediatric Balance Scale)와 WeeFIM(Functional Independence Measure for Children)을 이용해 전자게임을 이용한 가상현실프로그램이 경직성 뇌성마비 아동의 균형 및 일상생활활동에 미치는 영향을 알아보고 평가도구 간의 상관관계를 구하는데 있다. 대동작기능분류체계 제 I, II 단계의 경직성 뇌성마비 아동 20명을 가상현실군과 대조군으로 10명씩 무작위 배치하여 주 3회, 매 30분씩 12주간 운동을 실시하였다. 가상현실군은 근력운동과 가상현실프로그램을, 대조군은 근력운동만 실시하였다. 그 결과, 가상현실군에서 실험 후에 균형과 일상생활활동이 유의하게 향상되었고(p<0.05), PBS와 WeeFIM 간에 유의한 상관관계를 나타냈다(p<0.05). 가상현실프로그램은 경직성 뇌성마비아동의 균형과 일상생활 활동을 향상시킬 수 있는 흥미로운 중재법으로 사용될 수 있을 것이며, PBS는 뇌성마비아동의 기능을 예측할 수 있는 유용한 평가도구 임을 알 수 있었다. 또한 저렴한 비용의 가상현실프로그램을 홈 프로그램으로도 이용할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The aim of this study were to examine the effects of virtual reality program on balance and activities of daily living in children with spastic cerebral palsy (CP) using the Pediatric Balance Scale (PBS) and the Functional Independence Measure for Children (WeeFIM), and to measure relationship between the PBS and the WeeFIM. For this, A total of 20 spastic CP classified as the Gross Motor Function Classification System (GMFCS) I and II were employed. The Participant's were allocated randomly to 2 groups: a virtual reality group (n=10) and the control group (n=10). Both groups received muscle strengthening exercise for 3 sessions, 30 minutes per week over a 12 week period. The virtual reality group practiced additional virtual reality program. The virtual reality group showed significant increases in balance (p<0.05) and activities of daily living (p<0.05). There were a significant correlation between the PBS and the WeeFIM (p<0.05). Application of the virtual reality program to treat the spastic CP will be feasible and suitable. And the PBS was a useful tool to predict activities of daily living in the spastic CP.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 뇌성마비 아동을 대상으로 가상현실을 중재수단으로 적용하는 것이 뇌성마비 아동의 균형과 일상생활활동에 어떠한 영향을 미치며, 균형과 일상생활활동을 측정해주는 평가도구 간의 상관관계를 알아봄으로서 전자게임을 이용한 가상현실 프로그램의 홈프로그램으로의 적용을 알아보는데 있다.
본 연구에서는 가상현실프로그램을 이용하여 뇌성마비 아동의 균형과 일상생활활동에 관하여 알아보고, 균형과 일상생활활동을 측정해주는 평가도구인 PBS와 WeeFIM 간의 상관관계를 측정하였다.
본 연구에서는 기존의 물리치료방법으로 근력강화운동을 실시하였는데 자세조절에 관여하는 근육을 촉진하고 활성화시키기 위해 양쪽 하지의 7개 자세근육 그룹(엉덩이 굴곡근, 신전근, 외전근, 내전근, 무릎 굴곡근, 신전근, 발목 배측 굴곡근)의 근력강화 훈련[18][19]이 이루어질 수 있는 내용으로 구성하였다. 각 항목마다 10회씩 2세트를 실시하였다.
이 연구는 경직성 뇌성마비에게 가상현실프로그램을 적용하여 균형과 일상생활활동 능력의 변화를 알아보고, 평가도구 간의 상관관계를 알아보는데 그 목적이 있다. 이를 위해 경직성 뇌성마비 아동 20명을 가상현실군과 대조군으로 각 10명 씩 무작위 배치한 후 주 3회 30분씩 12주간 훈련을 실시하여 훈련 전·후에 균형과 일상생활활동을 평가하였다.
이 프로그램은 계곡에서 래프팅을 하는 게임으로 몸의 중심을 전후좌우로 움직여 가상 아바타(Mii)를 목표 지점에 도달하게 하는 프로그램이다. 앞쪽으로 가고 싶으면 체중을 앞으로 실고, 몸을 좌우로 기울이면 방향을 바꿀 수 있다.

제안 방법

가상현실프로그램을 이용해 훈련을 시행한 가상현실군과 기존의 물리치료만 실시한 대조군 모두 12주간, 주 3회, 1회 30분씩 훈련을 실시하였고 훈련 전과 후에 균형과 일상생활활동을 평가하였다. 운동방법은 가상현실군에서는 근력운동 15분 후 가상현실프로그램 15분을 시행하였고, 대조군은 근력운동만 15분 씩 2세트를 실시하여 가상현실군과 마찬가지로 30분 동안 시행하였다.
본 연구는 2009년 7월 6일부터 10월 5일까지 경기도 소재의 H 대학 병원과 서울 소재의 K 병원 재활의학과 외래에 내원한 경직성 뇌성마비 아동 중 본 연구의 참가에 부모로부터 참여 동의를 받은 20명을 대상으로 선정하여 시행하였다. 경직성 뇌성마비 아동 중 의무기록지를 통해 정신지체를 겸한 중복 장애아동들의 경우는 제외하였으며, 가상현실 훈련과 기존의 물리치료를 병행하여 실시한 가상현실군과 기존의 물리치료만 받고 가상현실훈련을 시행하지 않는 대조군으로 분류하여, 각 집단에 10명씩 무작위 배치하였다.
뇌성마비 아동의 운동장애를 기능적 제한의 수준에서 측정할 수 있는 도구로서, 뇌성마비 아동을 5개 연령대(2세 미만, 2～4세, 4～6세, 6～12세, 그리고 13～18세)로 나누고 각 연령 대 별로 장애정도를 5단계로 분류하였다. 본 연구에서는 보행능력이 있는 제 I, II 단계 아동을 대상으로 하였는데 제 I단계는 어려움 없이 걸을 수 있으나 더욱 숙련된 대동작기능 수행에 어려움이 있는 경우이며, 제 II단계는 보조도구 없이 걸을 수 있으나 집밖에서는 걷는데 어려움이 있는 경우이다[23].
본 연구에서 사용한 가상현실프로그램은 연구대상자의 운동성을 고려하여 주로 정적 및 동적 균형조절력을 기를 수 있는 '전사자세', '외줄타기', 그리고 ‘발란스 Mii’ 3가지로 각기 5분 씩 시행하였고, 본 실험에 착수하기에 앞서 2009년 6월에 사전조사에서 아동물리치료 경력이 3년 이상 된 치료사 2명이 본 연구에서 사용되는 3가지 가상현실프로그램을 충분히 숙지한 후 10명의 대상자에게 일주일 간격으로 총 2회 측정하였는데, 각 프로그램마다 3회씩 측정하여 평균값을 사용하여 측정자내 신뢰도와 검사-재검사 신뢰도를 구하였다.
본 연구에서는 아동의 치료를 담당하지 않은 뇌성마비 치료사가 실험 전·후에 아동균형척도를 측정을 시행하였다.
본 연구의 경우 직접 아동의 치료를 담당하지 않은 뇌성마비 치료사가 실험 전·후에 아동용 일상생활활동 평가의 측정을 실시하였다.
가상현실프로그램을 이용해 훈련을 시행한 가상현실군과 기존의 물리치료만 실시한 대조군 모두 12주간, 주 3회, 1회 30분씩 훈련을 실시하였고 훈련 전과 후에 균형과 일상생활활동을 평가하였다. 운동방법은 가상현실군에서는 근력운동 15분 후 가상현실프로그램 15분을 시행하였고, 대조군은 근력운동만 15분 씩 2세트를 실시하여 가상현실군과 마찬가지로 30분 동안 시행하였다.
이를 위해 경직성 뇌성마비 아동 20명을 가상현실군과 대조군으로 각 10명 씩 무작위 배치한 후 주 3회 30분씩 12주간 훈련을 실시하여 훈련 전·후에 균형과 일상생활활동을 평가하였다.

대상 데이터

대상자는 가상현실군 10명과 대조군 10명으로 총 20명이 본 연구에 참여하였다. 성별, 연령, 신장, 체중, 그리고 대동작기능분류체계, 그리고 마비유형을 평가한 결과 두 그룹 간에 유의한 차이가 없었다[표 1].
본 연구는 2009년 7월 6일부터 10월 5일까지 경기도 소재의 H 대학 병원과 서울 소재의 K 병원 재활의학과 외래에 내원한 경직성 뇌성마비 아동 중 본 연구의 참가에 부모로부터 참여 동의를 받은 20명을 대상으로 선정하여 시행하였다. 경직성 뇌성마비 아동 중 의무기록지를 통해 정신지체를 겸한 중복 장애아동들의 경우는 제외하였으며, 가상현실 훈련과 기존의 물리치료를 병행하여 실시한 가상현실군과 기존의 물리치료만 받고 가상현실훈련을 시행하지 않는 대조군으로 분류하여, 각 집단에 10명씩 무작위 배치하였다.
본 연구에서 사용한 가상현실 시스템인 Wii FIT(Nintendo Company Ltd., Japan, 2008)은 Wii 보드 밸런스 시스템과 Wii Fit 소프트웨어로 구성되어 있고, Wii 보드 밸런스 시스템은 두발 기립용 발판과 시각적, 청각적 되먹임을 제공해주기 위한 되먹임용 장치로 구성되어 있다[그림 1]. 프로그램을 실행하면 가상 아바타(Mii)를 통해 대상자가 실제로 존재하는 것으로 나타나며, 몸의 중심의 위치를 TV모니터를 통해 보여준다.
뇌성마비 아동의 운동장애를 기능적 제한의 수준에서 측정할 수 있는 도구로서, 뇌성마비 아동을 5개 연령대(2세 미만, 2～4세, 4～6세, 6～12세, 그리고 13～18세)로 나누고 각 연령 대 별로 장애정도를 5단계로 분류하였다. 본 연구에서는 보행능력이 있는 제 I, II 단계 아동을 대상으로 하였는데 제 I단계는 어려움 없이 걸을 수 있으나 더욱 숙련된 대동작기능 수행에 어려움이 있는 경우이며, 제 II단계는 보조도구 없이 걸을 수 있으나 집밖에서는 걷는데 어려움이 있는 경우이다[23]. GMFCS에 대한 측정자간 신뢰도는 0.

데이터처리

또한 균형과 기능적 일상생활동작 간의 상관관계를 알아보기 위하여 Spearman's correlation coefficient를 구하였다.
본 연구에서 얻어진 자료는 Window용 SPSS/PC 10.0 통계프로그램을 이용하여 기술 통계치(평균, 표준편차)를 산출하였고, 두 그룹 간의 평균차이 값을 알아보기 위해 Independent t-test에 해당하는 비모수통계법으로 Wilcoxon's rank sum test를 이용해 분석하였다.

성능/효과

WeeFIM의 하위 영역 중에서 ‘자조’, ‘장소이동’, ‘이동’, ‘의사소통’, ‘사회성’, ‘총점’과 PBS와는 각기 통계적으로 유의한 상관관계를 나타내었다(r=0.73, r=0.53, r=0.64, r=0.62, r=0.62, 그리고 r=0.79)(p < 0.05).
그 결과, 가상현실군에 서 대조군에 비해 균형과 일상생활활동 능력이 유의하게 향상되었고, PBS와 WeeFIM의 상관관계는 WeeFIM의 하위 영역 중에서 ‘자조’, ‘장소이동’, ‘이동’, ‘의사소통’, ‘사회성’, ‘총점’과 PBS와 각기 통계적으로 유의한 상관관계를 나타내었다(r=0.73, r=0.53, r=0.64, r=0.62, r=0.62, 그리고 r=0.79)(p < 0.05).
본 연구에서 사용한 평가도구간의 상관관계는,WeeFIM의 ‘자조’, ‘장소이동’, ‘이동’, ‘의사소통’, ‘사회인지’, ‘총점’과 PBS 간에 각기 유의한 상관관계를 나타냈다.
본 연구의 결과를 보면, 균형의 경우 훈련 전과 훈련 후의 균형점수의 변화량이 가상현실군에서 대조군에 비해 향상되었다. 이는 경직성 뇌성마비, 노인, 그리고 교통사고 환자들을 대상으로 하여 가상현실 프로그램으로 중재한 결과 기능적 균형이 증가되었다고 보고한 Sveistrup 등[25]의 연구결과와 일치한다.
집단 간에 PBS로 측정한 치료 전·후의 균형의 변화는 가상현실군이 50.80 ± 3.70점에서 52.70 ± 3.02점, 대조군이 46.00 ± 7.67점에서 46.70 ± 7.97점으로 그룹간의 변화량의 차이는 가상현실군이 유의하게 컸다(p <0.05)[표 2].
집단 간에 WeeFIM으로 측정한 치료 전·후의 일상생활활동은 ‘총점’에서 가상현실군이 117.00 ± 9.46점에서121.20 ± 6.49점, 대조군이 115.10 ± 11.85점에서 115.80 ± 11.37점으로 그룹 간의 변화량의 차이는 가상현실군이 유의하게 컸다(p < 0.05)[표 3].

후속연구

본 연구의 제한점으로는 경직성 뇌성마비 아동 20명의 비교적 적은 수를 대상으로 수행하였고, 치료실 이외의 가정이나 타 시설에서의 치료가 균형과 일상생활 활동에 미치는 영향을 고려하지 않았기 때문에 연구의 결과를 일반화하여 해석하는 데는 어려움이 있어 향후에 보다 큰 규모의 연구가 이루어져야 할 것이다.
05). 이러한 결과들은 가상현실프로그램을 병원에서 물리치료 중재법으로 사용하는 것은 물론 저렴한 비용으로 홈 프로그램으로 적용하는 데 있어 유용한 기초자료가 될 것이며, 뇌성마비 아동의 균형 조절력을 통해 일상생활활동 능력을 예측해 볼 수 있을 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	가상현실 시스템은 어떤 방식으로 대상자의 균형을 분석하여 연구자가 대상자의 동작을 정확하게 평가할 수 있도록 도와주어 대상자에게 필요한 적합한 가상현실 프로그램과 난이도를 결정하도록 도와주는가?	, Japan, 2008)은 Wii 보드 밸런스 시스템과 Wii Fit 소프트웨어로 구성되어 있고, Wii 보드 밸런스 시스템은 두발 기립용 발판과 시각적, 청각적 되먹임을 제공해주기 위한 되먹임용 장치로 구성되어 있다[그림 1]. 프로그램을 실행하면 가상 아바타(Mii)를 통해 대상자가 실제로 존재하는 것으로 나타나며, 몸의 중심의 위치를 TV모니터를 통해 보여준다. 이러한 방식으로 대상자의 균형을 분석하여 연구자가 대상자의 동작을 정확하게 평가할 수 있도록 도와주어 대상자에게 필요한 적합한 가상현실 프로그램과 난이도를 결정하도록 도와준다.
	균형 조절이란?	뇌성마비 아동들은 뇌의 병변으로 인하여 운동 기능 취득과 발달이 지연되고 운동학적 문제가 발생하여 일상생활활동 수행을 위한 중요한 요소 중 하나인 균형조절이 제대로 이루어지지 못한다[1]. 균형 조절은 중력에 향해서 체중 중심의 이동 시 요구되는 평형을 조절하는 능력으로[2], 여기에는 고유 감각(proprioception), 전정감각(vestibular input), 그리고 시각적 되먹임(visual feedback) 기전 등이 작용한다[3]. 일상생활활동은 아동이 생활하는 집, 학교, 지역사회 등에서 자조활동, 이동, 여가성 활동/놀이를 포함해서 대·소운동 기술을 독립적으로 수행할 수 있는 능력을 말한다[4].
	일상생활활동이란?	균형 조절은 중력에 향해서 체중 중심의 이동 시 요구되는 평형을 조절하는 능력으로[2], 여기에는 고유 감각(proprioception), 전정감각(vestibular input), 그리고 시각적 되먹임(visual feedback) 기전 등이 작용한다[3]. 일상생활활동은 아동이 생활하는 집, 학교, 지역사회 등에서 자조활동, 이동, 여가성 활동/놀이를 포함해서 대·소운동 기술을 독립적으로 수행할 수 있는 능력을 말한다[4]. 경직성 뇌성마비는 주동근과 길항근의 협응 능력의 부족과 자세 조절의 안정성에서 결여를 보여 일상생활활동을 수행하는 동안 신체 균형유지가 어렵고, 결국 넘어짐을 초래하거나 기능적인 활동에 제한을 받게 된다[5].

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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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