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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 대뇌 겉질에 경두개 직류 전기 자극을 실시하여 이러한 자극이 직접적인 대뇌 겉질의 변화뿐 아니라 간접적으로 중추신경원의 흥분성에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다.
- 본 연구는 양극 경두개 직류 전기 자극이 중추신경원의 흥분성에 미치는 영향을 알아보고자 H반사와 V파의 흥분성을 알아보았다. 본 연구에서 모든 진폭은 통계적으로 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났으나 증가하는 양상을 보였다.
제안 방법
- Hmax/Mmax 진폭 비는 H반사를 구한 후 조금 더 증가시켜 최대 M 파의 반응을 얻는 강도를 정하고 각각의 양극정점과 음극정점 사이를 측정하여 구하였으며 Vmax/Mmax 진폭비 역시 수집된 신호를 분석하여 구하였다.
- V파의 측정은 H파 측정과 마찬가지로 같은 조건과 자세에서 M파 최대진폭이 나타날 때, 대상자에게 최대 발목관절 발바닥쪽 굽힘을 하게 하여 V파를 측정하였다.
- 대상자는 엎드려 누운 자세에서 발목 관절의 움직임을 방해하지 않도록 하기 위해 왼쪽 발목관절 중립부를 검사 침대 끝에 걸쳐놓았다. 먼저 알코올로 피부를 깨끗이 닦고, 습기가 없도록 건조시킨 후 왼쪽 다리에 전극을 부착하였다.
- 경두개 직류 전기 자극은 대상자가 편안하게 앉은 자세에서 적용하였다. 전극은 탄소 고무 전극으로 크기는 4x6㎠로 전극을 부착 하기 전 식염수를 충분히 적신 후 국제 10-20 배치 법에 따라 양극전극은 일차 운동 영역(M1)인 C4에 배치하고, 음극은 비 우세 측인 왼쪽 상안 와부에 배치하였다. 통전 시 자극의 강도는 0.
- 활동전극은 오금과 정강뼈의 내측복사 사이를 연결한 선상의 정중앙부에, 기준 전극은 발꿈치 힘줄 위에, 접지전극은 활동 전극에서 3㎝ 위의 장딴지 근 가쪽갈래 위에 배치하였으며, 자극부위는 정강 신경을 자극하였다. 전기자극 시 맥동 시간은 0.5ms로 설정하고, 2초에 2mA씩 자극을 증가시켜 H파 및 M파의 최대 진폭 및 잠복시를 측정하였다.
- 전극은 탄소 고무 전극으로 크기는 4x6㎠로 전극을 부착 하기 전 식염수를 충분히 적신 후 국제 10-20 배치 법에 따라 양극전극은 일차 운동 영역(M1)인 C4에 배치하고, 음극은 비 우세 측인 왼쪽 상안 와부에 배치하였다. 통전 시 자극의 강도는 0.04mA/cm2, 총 적용 시간은 20분 동안 지속적으로 전기 자극을 실시 하였다.
- 활동전극은 오금과 정강뼈의 내측복사 사이를 연결한 선상의 정중앙부에, 기준 전극은 발꿈치 힘줄 위에, 접지전극은 활동 전극에서 3㎝ 위의 장딴지 근 가쪽갈래 위에 배치하였으며, 자극부위는 정강 신경을 자극하였다. 전기자극 시 맥동 시간은 0.
대상 데이터
- 실험을 하기에 앞서 대상자들에게 실험에 대해 충분한 설명을 하고 실험 참여 동의서를 받은 후 연구를 진행하였다. 대상자들은 실험에 영향을 줄만한 혈압, 심박수에 영향을 미치는 약물을 복용하지 않는 사람, 심혈과 질환, 자율신경 이상 증상 징후가 없는 사람, 신경학적 또는 근육 뼈대 계 이상이 없는 사람, 운동 및 감각 기능이 정상인 사람, 정신과적 질환의 과거력과 현 병력이 없는 사람, 오른쪽 다리가 우세측인 사람으로 선정하였다. 연구대상자의 평균 연령 21.
- 본 연구는 20대 여성을 대상으로 실험에 지원한 24명을 선발하였다. 실험을 하기에 앞서 대상자들에게 실험에 대해 충분한 설명을 하고 실험 참여 동의서를 받은 후 연구를 진행하였다.
- 중추신경원 흥분성을 측정하기 위해 사용된 기기는 NeuroMEP4 (Neurosoft Ltd, 러시아)를 사용 하였다. 사용된 전극은 일회용 접착식 전극(Neurosoft Ltd, 러시아)으로 소인 속도 (sweep speed)는 10msec/division, 증폭도(gain)는 15mV로 설정하였다. 측정을 위해 실험실 온도는 24~26℃, 습도는 50~70%로 설정하였다.
- 양극 경두개 직류전기 자극에 사용된 기기는 Endomed 482(Enraf-Nonious Co., 네덜란드)로 하였다. 경두개 직류 전기 자극은 대상자가 편안하게 앉은 자세에서 적용하였다.
데이터처리
- 따라서 각 측정 항목들 간의 전·후에 따른 변화 차이는 대응 표본 t검정(paired t-test)을 이용하였으며, 유의수준 α는 0.05로 설정하였다.
성능/효과
- M파의 진폭은 자극 전 평균 18.22±7.27mV, 자극 후 평균 18.55±6.73mV로 유의한 차이가 없었으며, H파의 진폭은 자극 전 평균 8.17±3.09mV, 에서 자극 후 평균 8.39±3.00mV 로 유의한 차이가 없었다.
- 0)을 이용하여 분석하였다. 각 측정 항목들에 대해 단일 콜모고로프-스미노프검정을 실시한 결과 모두 정규분포 가정을 만족하였다. 따라서 각 측정 항목들 간의 전·후에 따른 변화 차이는 대응 표본 t검정(paired t-test)을 이용하였으며, 유의수준 α는 0.
- 경두개 직류 전기 자극을 통하여 손의 행동반응에 미치는 영향을 알아보는 연구에서는 0.029mA/cm2의 크기로 양극 자극 후 손의 기능적 평가 방법인 Jebsen-Taylor hand function test (JTT)로 평가한 결과 손의 기능 향상에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.16
- 이러한 결과는 정상성인에게 양극 경두개 직류 전기 자극 후 Vmax/Mmax 진폭비에 있어서 원심성 신경로에 유의한 영향을 미치기 어려운 것으로 생각된다. 따라서 수의적 수축력이 증가할수록 상척수신경원의 활동전위의 변화에 크게 영향을 주는 것으로 나타났으나, 전기 자극에 의한 근 수축이 상척수 신경원에 영향을 주려면 최대 수축력이 유발할 수 있는 정도의 강도에 이르러야 할 것으로 생각된다.
- 본 연구는 양극 경두개 직류 전기 자극이 정상 여성의 중추신경원 흥분성에 미치는 영향을 알아보고자 실시한 결과 양극 경두개 직류 전기자극은 간접적으로 중추신경원의 흥분성에는 영향을 크게 미치지 않음을 알 수 있었다. 그러나 척수운동신경원의 흥분성을 나타내는 Hmax/Mmax 진폭비에서 증가하는 양상으로 볼 때 이러한 자료들이 향후 중추신경계 병변환자들을 대상으로 영향을 미칠 수 있을 것으로 보이며 꾸준한 연구가 필요하다.
- Hwang 등 28 의 연구에서는 평류 전정 자극 전·후 장딴지근에서 Hmax/Mmax 진폭비를 비교한 결과 자극 전에 비해 자극 후에 유의하게 증가되어 평류 전정자극이 전정 척수로와 척수 신경원의 흥분성에 영향을 미치는 것으로 보고 하였다. 본 연구에서 Hmax/Mmax 진폭비에서는 양극 경두개 직류 전기 자극 후 대상자들이 어느 정도 일관성 있게 증가하는 경향을 보였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
- 본 연구는 양극 경두개 직류 전기 자극이 중추신경원의 흥분성에 미치는 영향을 알아보고자 H반사와 V파의 흥분성을 알아보았다. 본 연구에서 모든 진폭은 통계적으로 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났으나 증가하는 양상을 보였다. Lee 등24의 연구에서 경두개 자기 자극 후 M 파의 변화는 자극 강도의 역치를 기준으로 자극함으로써 변화를 볼 수 있었지만, 본 연구에서는 정해진 강도로 자극을 제공함으로써 실험군 개인의 역치값에 도달하지 못하였을 수 있으며 그에 따른 충분한 자극이 제공되지 않을 가능성을 보인다.
- 5 Kwon 등6의 연구에서는 경두개 직류 전기 자극을 통해 뇌 세포의 활성화가 일어나는지를 보기 위해 기능적 자기공명영상을 활용하여 입증한 결과 직류전기 자극이 통전되었던 전극 바로 아래에 있는 뇌 영역인 일차운동감각영역과 상부 마루엽에서 활성도가 나타났다. 이러한 연구 결과는 경두개 직류 전기 자극이 신체적인 활동 능력과 뇌 활성도의 변화를 유도 할 수 있다는 결과를 보였다.
후속연구
- 본 연구는 양극 경두개 직류 전기 자극이 정상 여성의 중추신경원 흥분성에 미치는 영향을 알아보고자 실시한 결과 양극 경두개 직류 전기자극은 간접적으로 중추신경원의 흥분성에는 영향을 크게 미치지 않음을 알 수 있었다. 그러나 척수운동신경원의 흥분성을 나타내는 Hmax/Mmax 진폭비에서 증가하는 양상으로 볼 때 이러한 자료들이 향후 중추신경계 병변환자들을 대상으로 영향을 미칠 수 있을 것으로 보이며 꾸준한 연구가 필요하다. 중추신경계뿐 아니라 비침습적이며 편리한 경두개 직류 전기자극이 말초신경계의 전도와 흥분성에 미치는 영향에 대한 연구의 확대가 필요하다.
- 진폭비 증가율보다 높은 것으로 수의적 수축의 영향보다 척수내 단일연접 반사에 관한 비교연구가 추후 의미가 있을 것으로 보인다. 따라서 대뇌 겉질의 비침습적 전기 자극으로 인해 원심성 신경로에 유의한 변화를 주기에 어려움이 있었고 이는 경두개 직류 전기자극을 통해 손의 기능을 변화시키는 결과들과 비교하여 상이한 것으로 추후 지속적인 연구가 필요할 것으로 보인다.
- 본 연구에서는 Hmax/Mmax 진폭비의 증가율이 Vmax/Mmax 진폭비 증가율보다 높은 것으로 수의적 수축의 영향보다 척수내 단일연접 반사에 관한 비교연구가 추후 의미가 있을 것으로 보인다. 따라서 대뇌 겉질의 비침습적 전기 자극으로 인해 원심성 신경로에 유의한 변화를 주기에 어려움이 있었고 이는 경두개 직류 전기자극을 통해 손의 기능을 변화시키는 결과들과 비교하여 상이한 것으로 추후 지속적인 연구가 필요할 것으로 보인다.
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