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문제 정의
- 그러나 정적 족압 측정은 기립 상태에서 평가되어지므로, 평상시의 보행 동안 발 위치를 반영할 수 없다는 단점이 있다.13 이에 본 연구는 압력 측정 시스템을 이용하여 독립적인 보행이 가능한 경직성 양하지 뇌성마비아의 동적 보행 시 TS 보조기 착용 전과 후의 족압 분포 및 족압 중심의 이동 경로를 평가하고자 하였다.
제안 방법
- 8 m의 보행거리(walkway) 가운데 압력측정시스템을 설치한 후, 압력 탐색자의 보정을 실시하고 검사를 시작하였다. 먼저 환아는 맨발로 편안하게 2초간 서 있게 한 상태의 정적 족압(static foot pressure)을 측정한 다음, 평소 편안하게 느끼는 보행 속도로 압력판 위를 직선으로 걷게 하여 보행 시 동적 족압(dynamic foot pressure)을 측정하였다.
- 맞춤 제작된 TS에 발이 적응하도록 하기 위해 대상자는 30분 동안 맨발로 자연스럽게 걸어다니도록 하였다. TS를 착용하지 않은 상태와 같은 방법으로 정적 기립과 동적 보행 동안 족압을 측정하였다. 발바닥의 각 부분이 지면과 접촉하는 시기에 측정되었고, 각 부위의 족압 측정 장치에 전달된 압력의 합이 전체발의 압력이 되었다.
- 연구대상자 선정 기준은 Modified Ashworth Scale이 2등급 이하이며, 보조기 없이 독립적인 보행이 가능하고, 기립이나 보행 시 발바닥 파악 반사가 나타나며, 발의 구축학적 변형이 없는 환자로 정하였다. 또한 검사자의 지시를 따를 수 있을 정도의 인지 수준으로 의학적으로 안정적인 건강상태이며, 이전에 TS를 착용한 적이 없는 아동을 대상자 선정 조건으로 정하였다. 이러한 기준에 합당한 12명(남 7명, 여 5명)을 연구 대상으로 정하였으며, 연구 대상자의 일반적 특성은 Table 1에 제시하였다.
- 다음에는 대상자의 발에 맞게 제작된 TS를 접착 테이프를 이용하여 양쪽 발등에 부착하였다. 맞춤 제작된 TS에 발이 적응하도록 하기 위해 대상자는 30분 동안 맨발로 자연스럽게 걸어다니도록 하였다. TS를 착용하지 않은 상태와 같은 방법으로 정적 기립과 동적 보행 동안 족압을 측정하였다.
- 8 m의 보행거리(walkway) 가운데 압력측정시스템을 설치한 후, 압력 탐색자의 보정을 실시하고 검사를 시작하였다. 먼저 환아는 맨발로 편안하게 2초간 서 있게 한 상태의 정적 족압(static foot pressure)을 측정한 다음, 평소 편안하게 느끼는 보행 속도로 압력판 위를 직선으로 걷게 하여 보행 시 동적 족압(dynamic foot pressure)을 측정하였다.
- 발바닥을 무지, 전족부, 중족부, 후족부의 4 영역으로 구분하여 평균힘을 분석하였다. 수치상으로는 TS 착용 후 무지, 전족부, 중족부의 감소와 후족부의 증가가 나타났으나 무지와 전족부만이 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.
- 본 연구는 6∼8세의 독립 보행이 가능한 경직성 양하지 뇌성마비 아동을 대상으로 TS가 입각기 동안 발에 추가적인 역학적 지지와 안정성을 제공할 수 있다는 가설을 바탕으로 무지부, 전족부, 중족부, 후족부의 각 영역에서 수직 족저 압력(vertical plantar pressure)의 평균힘, 족저압 중심의 이동경도, 족저압 중심의 이동 속도, 접촉시간을 비교하였다.
- 본 연구는 전-후 검사 설계(pretest-post test design)를 이용하여, 정적 기립과 동적 보행 상태에서 TS 착용 유무에 따른 족압을 측정하였다.
- 본 연구는 6∼8세의 경직성 양하지 뇌성마비로 진단받은 20명의 아동을 대상으로 하였다. 연구대상자 선정 기준은 Modified Ashworth Scale이 2등급 이하이며, 보조기 없이 독립적인 보행이 가능하고, 기립이나 보행 시 발바닥 파악 반사가 나타나며, 발의 구축학적 변형이 없는 환자로 정하였다. 또한 검사자의 지시를 따를 수 있을 정도의 인지 수준으로 의학적으로 안정적인 건강상태이며, 이전에 TS를 착용한 적이 없는 아동을 대상자 선정 조건으로 정하였다.
- 족압 분포 분석은 족압 데이터가 저장된 조정기를 컴퓨터에 연결한 후, RSscan 소프트웨어인 Dynamic Force 3D를 이용하여 분석하였다(Figure 2). 정상적인 발꿈치 닿기(heel contact)가 일어나지 않았다면 족문은 해당 환아의 전체 족문의 크기로 보정(calibration)하였다.
- 정상적인 발꿈치 닿기(heel contact)가 일어나지 않았다면 족문은 해당 환아의 전체 족문의 크기로 보정(calibration)하였다. 족압 분포는 무지부(great toe), 전족부(forefoot), 중족부(midfoot), 후족부(hindfoot)의 4 영역으로 구분한 다음입각기 시의 각 영역의 평균힘, 보행시 압력중심의 좌우 및 전후 이동거리, 압력 중심의 이동속도, 지면 접지 시간(contact time) 등을 분석하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 6∼8세의 경직성 양하지 뇌성마비로 진단받은 20명의 아동을 대상으로 하였다.
- 또한 검사자의 지시를 따를 수 있을 정도의 인지 수준으로 의학적으로 안정적인 건강상태이며, 이전에 TS를 착용한 적이 없는 아동을 대상자 선정 조건으로 정하였다. 이러한 기준에 합당한 12명(남 7명, 여 5명)을 연구 대상으로 정하였으며, 연구 대상자의 일반적 특성은 Table 1에 제시하였다. 모든 대상자와 보호자는 동의서를 읽고 서명하였다.
- 측정 시스템의 크기는 50×40 cm이며, 유효측정 범위는 33×49 cm이고, 1 cm2당 4개의 센서가 부착되어 있다.
데이터처리
- TS를 착용하지 않을 때와 착용했을 때의 족압 측정 변수의 차이를 비교하기 위하여 Wilcoxon’s signed rank test를 실시하였다.
- 발바닥의 각 부분이 지면과 접촉하는 시기에 측정되었고, 각 부위의 족압 측정 장치에 전달된 압력의 합이 전체발의 압력이 되었다. 총 3번 실시하여 평균값을 대표값으로 사용하였다.
성능/효과
- 뇌성 마비 아동의 족부 평가를 위해 주로 발목의 운동학(ankle kinematics)적 측정, 발 각도(foot floor angle) 측정, 관절운동범위와 강직(spasticity)의 임상적 측정, 비디오 관찰법, 족압(foot pressure) 측정 시스템 등이 사용되고 있다.2,13 이중 발 접촉 (foot contact) 패턴의 평가를 위한 족압 측정 시스템은 비교적 객관적이며, 설치 비용이 저렴하다는 장점이 있다.11 현재 족압 측정은 뇌성마비뿐만 아니라, 당뇨병, 류마티스 관절염, 족부 변형 환자의 위해 주로 족압 특성을 분석하기 위해 널리 사용 되고 있다.
- TS를 착용한 후, 압력중심의 이동속도는 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<0.05)(Table 2).
- 특히 보행 시에 발바닥을 발가락과 전족부의 평균힘이 통계적으로 유의하게 감소하였으며, 족저압 중심의 전후 이동거리 및 족저압 중심의 이동속도가 통계적으로 유의하게 증가하였다. 그러므로 경직성 양하지 뇌성마비 아동에서 TS가 치료적 효과가 있다고 판단할 수 있었다.
- 또한, TS 착용 후 발이 땅에 닿는 접지 시간은 감소하였으나 통계적으로 유의한 차이는 나지 않았다. 또한 족압 중심의 이동 속도는 유의하게 증가하였다. 따라서 TS는 경직성 양하지 뇌성마비 아동의 비정상적인 족압 특성을 개선시킨다고 볼 수 있었다.
- 뇌성마비 아동에서 전후 이동거리의 증가는 보행 시 입각기 초기에 발뒤꿈치 닿기(heel contact)의 증가로 인한 것이라고 생각되며, 이는 입각기 동안 압력 분포가 발가락과 전족부에서 감소하고 후족부에서 증가된 것으로써 확인할 수 있다. 또한, TS 착용 후 발이 땅에 닿는 접지 시간은 감소하였으나 통계적으로 유의한 차이는 나지 않았다. 또한 족압 중심의 이동 속도는 유의하게 증가하였다.
- 본 연구에서 경직성 양하지 뇌성마비 아동에게 TS를 착용시킨 결과 무지부와 전족부의 평균힘은 통계적으로 유의하게 감소하였다. 후족부의 평균힘 또한 증가하였으나 통계적으로 유의하지는 않았다.
- 본 연구에서는 경직성 양하지 뇌성마비 환아 12명을 대상으로 압력측정 시스템을 이용하여 보행 동안 TS를 착용한 상태에서 보행 동안 족저압과 족저압 중심 이동경로를 분석한 결과 TS의 치료적 효용성을 입증할 수 있었다. 특히 보행 시에 발바닥을 발가락과 전족부의 평균힘이 통계적으로 유의하게 감소하였으며, 족저압 중심의 전후 이동거리 및 족저압 중심의 이동속도가 통계적으로 유의하게 증가하였다.
- 수치상으로는 TS 착용 후 무지, 전족부, 중족부의 감소와 후족부의 증가가 나타났으나 무지와 전족부만이 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05)(Table 2).
- TS가 뇌성마비 아동의 족압 특성을 변화시킨 원인은 3가지로 추측할 수 있었다. 첫째, TS가 입각기 동안 족부에 역학적인 지지와 안정성을 추가적으로 제공함으로써 입각기 하지에서 체중 이동이 원활하게 일어나게 되고, 이로 인해 체중지지 하지 않은 반대편 유각기의 다리가 더 크게 이동할 수 있었다는 것이다. 둘째, TS에 의한 고유수용성 및 피부 감각의 입력이다.
- 본 연구에서는 경직성 양하지 뇌성마비 환아 12명을 대상으로 압력측정 시스템을 이용하여 보행 동안 TS를 착용한 상태에서 보행 동안 족저압과 족저압 중심 이동경로를 분석한 결과 TS의 치료적 효용성을 입증할 수 있었다. 특히 보행 시에 발바닥을 발가락과 전족부의 평균힘이 통계적으로 유의하게 감소하였으며, 족저압 중심의 전후 이동거리 및 족저압 중심의 이동속도가 통계적으로 유의하게 증가하였다. 그러므로 경직성 양하지 뇌성마비 아동에서 TS가 치료적 효과가 있다고 판단할 수 있었다.
후속연구
- 그러나, 본 연구에서는 연구 대상자를 독립 보행이 가능한 경한 경직성 뇌성마비 아동으로 제한하였기 때문에 심한 족부 변형이 있는 환아에서 TS의 유용성 여부는 단언할 수 없다는 제한점이 남는다. 또한, TS가 단지 족지 및 전족부와 같은 원위부에 국한된 영향을 미칠 수 있다는 제한점을 고려하여 차후 구두나 경직 완화 목적의 단하지 보조기에 TS를 결합하여 장기적으로 적용했을 경우의 보행의 운동역학적 특성을 알아보는 연구가 필요하리라고 본다.
- 그러나, 본 연구에서는 연구 대상자를 독립 보행이 가능한 경한 경직성 뇌성마비 아동으로 제한하였기 때문에 심한 족부 변형이 있는 환아에서 TS의 유용성 여부는 단언할 수 없다는 제한점이 남는다. 또한, TS가 단지 족지 및 전족부와 같은 원위부에 국한된 영향을 미칠 수 있다는 제한점을 고려하여 차후 구두나 경직 완화 목적의 단하지 보조기에 TS를 결합하여 장기적으로 적용했을 경우의 보행의 운동역학적 특성을 알아보는 연구가 필요하리라고 본다.
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