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문제 정의
- 본 연구는 뇌졸중 환자를 대상으로 시각정보를 이용한 하지운동이 하지 근활성도, 균형, 보행능력에 미치는 영향을 비교하고자 하였다. 이를 통해 얻은 연구 결과는 다음과 같다.
- 이에 본 연구는 하지 운동 시 시각정보가 뇌졸중 환자의 하지 근활성도, 균형, 보행능력에 미치는 영향에 대해서 알아보았다. 뇌졸중으로 인한 편마비 환자를 대상으로 실험군과 대조군 두 군으로 나누어 하지 근활성도, 균형, 보행능력을 운동 전중후로 비교하였다.
- 이러한 시각정보를 통한 되먹임 운동은 대부분 정적인 상태에서 실시된 연구가 대부분이다. 이에 본 연구에서는 시각정보 유무에 따른 하지 운동이 하지 근활성도, 균형, 보행 능력에 미치는 영향에 대해서 연구 하고자 한다.
가설 설정
- 첫째 시각정보를 이용한 하지운동군과 시각정보를 이용하지 않은 하지운동군의 반복 측정 시점에 따라 하지 근활성도, 균형, 보행능력의 차이가 있을 것이다. 둘째 시각정보를 이용한 하지운동군이 시각정보를 이용하지 않은 하지운동군 보다 근활성도, 균형, 보행능력의 변화의 차이가 클 것이다.
- 본 연구의 목적에 따라 다음과 같이 가설을 설정하였다. 첫째 시각정보를 이용한 하지운동군과 시각정보를 이용하지 않은 하지운동군의 반복 측정 시점에 따라 하지 근활성도, 균형, 보행능력의 차이가 있을 것이다. 둘째 시각정보를 이용한 하지운동군이 시각정보를 이용하지 않은 하지운동군 보다 근활성도, 균형, 보행능력의 변화의 차이가 클 것이다.
제안 방법
- 04 소프트웨어(Noraxon, Inc, USA)를 이용하였다. 근전도 신호(raw EMG signal)를 1000Hz로 표집(sampling)한 후, 교류 변환기(AD converter)를 사용하여 아날로그에서 디지털 신호(analog-to-digital)로 전환(covert)하였다. 아날로그 신호(analog signal)는 10Hz high-pass filter를 적용한 후, 완파 정류(full-wave rectification) 처리를 한 다음 20Hz low-pass filter를 적용하여 정류(filter)된 평균 제곱근(root mean square, RMS) 신호를 40∼250Hz로 표집(sampling)하여 컴퓨터 파일로 저장하였다.
- 근활성도를 정량화하기 위해 먼저 각 근육의 기준수축(reference voluntary contraction; RVC)을 1 RM의 도수 저항을 주어 측정 하고, 이렇게 구해진 기준수축을 기준으로 기능적 동작 시 근육별 근활성도를 측정하여 표준화하는 %RVC 방법을 사용하였다. 근 신호 처리방법은 Lewis 등(2009)의 연구를 참고로 하였으며 자료저장과 처리를 위해 Myoresearch XP 1.
- 이에 본 연구는 하지 운동 시 시각정보가 뇌졸중 환자의 하지 근활성도, 균형, 보행능력에 미치는 영향에 대해서 알아보았다. 뇌졸중으로 인한 편마비 환자를 대상으로 실험군과 대조군 두 군으로 나누어 하지 근활성도, 균형, 보행능력을 운동 전중후로 비교하였다. 이 과정을 통해 하지 근활성도에서는 외측광근과 대퇴이두근에서 시간의 변화에 따라 실험군이 대조군보다 유의한 차이를 보였으며(p<.
- 실험 방법은 대상자 30명을 실험군과 대조군으로 나누어 실험군은 참가자의 T셔츠에 세로의 선을 붙이고 앉은 자세에서 T셔츠의 세로의 선과 거울의 세로의 선을 일직선상에 배열하도록 하여 가능한 범위까지 최대한 신전하였다가 앉는다(Fig 1). 대조군은 참여자의 전면에 스크린을 설치하여 시각정보를 차단하고 슬관절 90도 굴곡자세로 앉은 자세에서 일어서기 실시하였다. 두 군 모두 높낮이 조절 테이블(PAMB-770)을 이용하였으며 반복횟수는 10회로 구성된 3세트로 세트 당 2분씩 휴식하고 운동기간은 주 5회 8주간 실시하였다.
- 대조군은 참여자의 전면에 스크린을 설치하여 시각정보를 차단하고 슬관절 90도 굴곡자세로 앉은 자세에서 일어서기 실시하였다. 두 군 모두 높낮이 조절 테이블(PAMB-770)을 이용하였으며 반복횟수는 10회로 구성된 3세트로 세트 당 2분씩 휴식하고 운동기간은 주 5회 8주간 실시하였다.
- 60Hz 노치 필터(notch filter)를 사용하여 순수한 근전도 잡음(noise)을 제거하였다. 또한 근활성도(EMG activity)가 1 ㎶보다 적은 것부터 입력될 수 있도록 소음 제거율(common mode rejection ratio)을 130㏈ 이상으로 설정하였다.
- 하지의 근활성도 측정은 근전도(Noraxon Myosystem 1400A unit)를 사용하여 측정하였다. 무릎 관절의 굴곡과 신전에 많은 기여를 하는 대퇴직근(rectus femoris, RF), 외측광근(vastus lateralis, VL), 반건양근(semitendinosus, ST), 대퇴이두근(biceps femoris, BF) 등을 선정하여 표면전극을 부착하였다(문곤성, 2004).
- 95) 높은 검사로 알려져 있다. 본 연구에서는 3m 지점에 표시물을 부착하고, 반환점을 돌 때 비마비측으로 돌게 설명하고 사전 연습 후 초 단위로 2회 측정하여 평균값을 구한다.
- 실험 방법은 대상자 30명을 실험군과 대조군으로 나누어 실험군은 참가자의 T셔츠에 세로의 선을 붙이고 앉은 자세에서 T셔츠의 세로의 선과 거울의 세로의 선을 일직선상에 배열하도록 하여 가능한 범위까지 최대한 신전하였다가 앉는다(Fig 1). 대조군은 참여자의 전면에 스크린을 설치하여 시각정보를 차단하고 슬관절 90도 굴곡자세로 앉은 자세에서 일어서기 실시하였다.
- 아날로그 신호(analog signal)는 10Hz high-pass filter를 적용한 후, 완파 정류(full-wave rectification) 처리를 한 다음 20Hz low-pass filter를 적용하여 정류(filter)된 평균 제곱근(root mean square, RMS) 신호를 40∼250Hz로 표집(sampling)하여 컴퓨터 파일로 저장하였다.
- 또한 근육의 신경지배 양상을 간접적으로 보여 주며 근력약화의 정도를 평가하는 지표로 사용되고 있고 비 침습적인 연구 방법이다. 하지의 근활성도 측정은 근전도(Noraxon Myosystem 1400A unit)를 사용하여 측정하였다. 무릎 관절의 굴곡과 신전에 많은 기여를 하는 대퇴직근(rectus femoris, RF), 외측광근(vastus lateralis, VL), 반건양근(semitendinosus, ST), 대퇴이두근(biceps femoris, BF) 등을 선정하여 표면전극을 부착하였다(문곤성, 2004).
대상 데이터
- 본 연구의 대상자는 경기도에 위치한 RB 재활병원, RS 재활병원, HH 요양병원에 입원 중인 뇌졸중 환자 34명을 실험군 15명, 대조군 15명을 최종 대상자로 선정 하였다. 연구대상자는 모든 운동 과정에 동의하고 연구에 자발적으로 참여한 환자로 뇌졸중 발병 후 6개월이 지났으며 한국판 간이정신상태 검사 점수가 21점 이상인 환자로 하였다.
- 본 연구의 대상자는 경기도에 위치한 RB 재활병원, RS 재활병원, HH 요양병원에 입원 중인 뇌졸중 환자 34명을 실험군 15명, 대조군 15명을 최종 대상자로 선정 하였다. 연구대상자는 모든 운동 과정에 동의하고 연구에 자발적으로 참여한 환자로 뇌졸중 발병 후 6개월이 지났으며 한국판 간이정신상태 검사 점수가 21점 이상인 환자로 하였다. 발목, 무릎의 관절이 정형외과적 질환 등으로 인하여 심한 구축이 있는 환자와 근 경직 부위에 항경직성 주사액을 사용하고 있는 환자, 신경정신과적 문제를 가진 환자는 연구 대상에서 제외되었다.
- 연구대상자의 일반적 특성을 보면 대상자는 총 30명으로 실험군 15명, 대조군 15명이었다. 성별은 실험군은 남자 7명(46.
데이터처리
- 치료 전, 중, 후의 각 군에 따른 근활성도와 균형, 보행능력을 측정하여, 일요인 반복측정 분산 분석(one-way repeated ANOVA)을 적용하였고, 자료의 모든 통계학적 유의수준 α은 .05 이하로 하였다.
이론/모형
- 근활성도를 정량화하기 위해 먼저 각 근육의 기준수축(reference voluntary contraction; RVC)을 1 RM의 도수 저항을 주어 측정 하고, 이렇게 구해진 기준수축을 기준으로 기능적 동작 시 근육별 근활성도를 측정하여 표준화하는 %RVC 방법을 사용하였다. 근 신호 처리방법은 Lewis 등(2009)의 연구를 참고로 하였으며 자료저장과 처리를 위해 Myoresearch XP 1.04 소프트웨어(Noraxon, Inc, USA)를 이용하였다. 근전도 신호(raw EMG signal)를 1000Hz로 표집(sampling)한 후, 교류 변환기(AD converter)를 사용하여 아날로그에서 디지털 신호(analog-to-digital)로 전환(covert)하였다.
- 압력중심점 이동을 측정하기 위해 (주)알푸스의 Gaitview AFA-50 모델을 이용하여 압력중심점 이동을 측정하였다. 대상자는 맨발로 패드 위에 올라가 기립상태를 유지한다.
성능/효과
- 1. 대퇴직근의 근활성도가 0주, 4주, 8주 반복측정값의 유의한 차이가 없었다(p=.89). 시각정보는 대퇴직근의 활성도에 영향을 주지 않았다(p=.
- 2. 외측광근의 근활성도가 0주, 4주, 8주 반복측정값의 유의한 차이가 있었다(p=.002). 시각정보는 외측광근의 활성도에 영향을 주었다(p=.
- 3. 대퇴이두근의 근활성도가 0주, 4주, 8주 반복측정값의 유의한 차이가 있었다(p=.000). 시각정보는 대퇴이두근의 활성도에 영향을 주었다(p=.
- 4. 반건양근의 근활성도가 0주, 4주, 8주 반복측정값의 유의한 차이가 있었다(p=.000). 시각정보는 대퇴이두근의 활성도에 영향을 주지 않았다(p=.
- 5. K-BBS 점수의 변화가 0주, 4주, 8주 반복측정값의 유의한 차이가 있었다(p=.000). 시각정보는 K-BBS 점수의 변화에 영향을 주었다(p=.
- 6. COP 이동 면적의 변화가 0주, 4주, 8주 반복측정값의 유의한 차이가 있었다(p=.007). 시각정보는 COP 이동 면적의 변화에 영향을 주었다(p=.
- 7. FGA 점수의 변화가 0주, 4주, 8주 반복측정값의 유의한 차이가 있었다(p=.000). 시각정보는 FGA 점수의 변화에 영향을 주었다(p=.
- 8. TUG 시간의 변화가 0주, 4주, 8주 반복측정값의 유의한 차이가 있었다(p=.000). 시각정보는 TUG 점수의 변화에 영향을 주었다(p=.
- 05)(Table 3)(Fig 4). COP는 0주, 4주, 8주의 3회 측정값의 변화가 유의 하였으며, 실험군과 대조군 간에도 유의한 차이를 보였다. 시각정보가 COP 이동 넓이 변화에 영향을 주었다(p<.
- FGA는 0주, 4주, 8주의 3회 측정값의 변화가 유의하였으며, 실험군과 대조군 간에도 유의한 차이를 보였다. 시각정보가 FGA 점수 변화에 영향을 주었다(p<.
- K-BBS는 0주, 4주, 8주의 3회 측정값의 변화가 유의하였으며, 실험군과 대조군 간에도 유의한 차이를 보였다. 시각정보가 K-BBS 점수 변화에 영향을 주었다(p<.
- 05)(Table 4)(Fig 5). TUG는 0주, 4주, 8주의 3회 측정값의 변화가 유의 하였으며, 실험군과 대조군 간에도 유의한 차이를 보였다. 시각정보가 TUG 시간 변화에 영향을 주었다(p<.
- 05). 대퇴이두근은 0주, 4주, 8주의 3회 측정값의 변화가 유의 하였으며, 실험군과 대조군 간에도 유의한 차이를 보였다. 시각정보가 대퇴이두근의 활성도 변화에 영향을 주었다(p<.
- 대퇴직근은 0주, 4주, 8주의 3회 측정값의 변화가 유의 하지 않았으며, 실험군과 대조군 간에도 유의한 차이를 보이지 않았다. 시각정보가 대퇴직근의 활성도 변화에 영향을 주지 않았다(p<.
- 05). 반건양근은 0주, 4주, 8주의 3회 측정값의 변화가 유의하였으나, 실험군과 대조군 간에는 유의한 차이를 보이지 않았다. 시각정보가 대퇴직근의 활성도 변화에 영향을 주지 않았다(p<.
- 보행능력에서도 FAG, TUG 모두에서 시간의 변화에 따라 실험군이 대조군보다 유의한 차이를 보였다(p<.01).
- 05). 외측광근은 0주, 4주, 8주의 3회 측정값의 변화가 유의하였으며, 실험군과 대조군 간에도 유의한 차이를 보였다. 시각정보가 외측광근의 활성도 변화에 영향을 주었다(p<.
- 이 과정을 통해 하지 근활성도에서는 외측광근과 대퇴이두근에서 시간의 변화에 따라 실험군이 대조군보다 유의한 차이를 보였으며(p<.01), 균형에서는 K-BBS, COP 모두 시간의 변화에 따라 실험군이 대조군보다 유의한 차이를 보였다(p<.01).
- 측정자내 신뢰도는 급간내상관계수 .92∼.95의 높은 신뢰도를 보였고, 측정자간 신뢰도는 .91∼.95의 높은 신뢰도를 나타냈다.
- 05). 하지근육의 근활성도와 K-BBS, COP, FGA, TUG를 통해 시각정보를 이용한 하지운동이 뇌졸중 환자의 하지 근활성도와 균형 보행능력을 증진시킨다는 것을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 이상의 결과로, 시각정보를 이용한 하지운동은 뇌졸중 환자의 하지 근활성도, 균형, 보행 능력 향상에 유용한 운동방법이며, 앞으로는 시각정보를 이용하여 뇌졸중 환자의 치료에 기여할 수 있을 것이라 생각한다. 또한 시각정보를 이용한 운동이 운동기능에 미치는 영향에 관하여 앞으로 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 본연구의 제한점으로는 대상자수가 적었고 실험시간을 제외한 일상생활에서의 활동 등에 대한 외부환경 및 환자의 의지력 등은 통제되지 않아 일반화하는데 어려움이 있었다. 앞으로 뇌졸중 환자를 대상으로 다중감각을 통한 운동 시 환자의 변화를 다양한 측정도구와 방법을 통해 연구되어야 할 것이다.
- 본연구의 제한점으로는 대상자수가 적었고 실험시간을 제외한 일상생활에서의 활동 등에 대한 외부환경 및 환자의 의지력 등은 통제되지 않아 일반화하는데 어려움이 있었다. 앞으로 뇌졸중 환자를 대상으로 다중감각을 통한 운동 시 환자의 변화를 다양한 측정도구와 방법을 통해 연구되어야 할 것이다.
- 이상의 결과로, 시각정보를 이용한 하지운동은 뇌졸중 환자의 하지 근활성도, 균형, 보행 능력 향상에 유용한 운동방법이며, 앞으로는 시각정보를 이용하여 뇌졸중 환자의 치료에 기여할 수 있을 것이라 생각한다. 또한 시각정보를 이용한 운동이 운동기능에 미치는 영향에 관하여 앞으로 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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