[논문]과제지향적 접근법이 만성 뇌졸중 환자의 일어서기 동작 시 환측다리의 체중지지비율과 근활성도에 미치는 영향

김원호

[국내논문] 과제지향적 접근법이 만성 뇌졸중 환자의 일어서기 동작 시 환측다리의 체중지지비율과 근활성도에 미치는 영향
Effect of Task-Oriented Approach on Weight-Bearing Distribution and Muscular Activities of the Paretic Leg During Sit-to-Stand Movement in Chronic Stroke Patients 원문보기

한국전문물리치료학회지 = Physical Therapy Korea, v.18 no.2, 2011년, pp.18 - 26

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate the effects of a task-oriented approach on weight-bearing distribution and muscular activities of the paretic leg during sit-to-stand movement in 18 chronic stroke patients. Both groups were received neurodevelopmental treatment for 30 min/day and then the experimental group ($n_1$=9) followed additional a task-oriented approach (sit-to stand training with controlled environment) and the control group ($n_2$=9) followed a passive range of motion exercise for 15 min/day, five days/week, for four weeks. Weight-bearing distribution and muscular activities of the paretic leg during sit-to-stand movement were measured before and after four weeks of training. There was significantly improved weight-bearing distribution of the paretic leg during sit-to-stand movement in the experimental group compared with that of the control group after four weeks of training (p.05). Thus, it is necessary to apply a task-oriented approach to improve the weight-bearing distribution of the paretic leg during sit-to-stand movement in chronic stroke patients.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이 연구는 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 과제지향적 접근법이 환측다리의 체중지지비율과 근활성도에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시되었다. 구체적인 목표는 신경발달치료 후 부가적으로 실시된 과제지향적 접근법(환경조절을 통한 일어서기 동작 훈련)이 일어서기 동안 환측다리의 체중지지비율과 넙다리네갈래근과 앞정강근 근활성도에 미치는 영향을 알아보는 것이었다.
과제지향적 접근법을 이용한 이전의 연구들은 대부분 보행과 상지운동을 중심으로 이루어지고 있기 때문에, 일상생활 중 빈번히 일어나는 일어서기 동작에 대한 과제지향적 접근방법을 개발하고 효과를 알아보는 것이 필요하다. 이 연구는 뇌졸중 환자를 대상으로 과제지향적 접근법을 이용한 일어서기 동작 훈련이 환측다리의 체중지지비율과 근활성도에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시되었다.
이 연구는 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 4주간 부가적으로 실시된 과제지향적 접근법이 일어서기 동작 동안 환측다리의 체중지지비율과 근활성도에 미치는 영향을 알아보기 위해 시행되었다. 그 결과, 신경발달치료 이후 과제지향적 접근법을 적용한 경우에 일어서기 동작 동안 환측다리의 체중지지비율이 향상되었지만 근활성도는 변화가 없었다.
이 연구는 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 과제지향적 접근법이 환측다리의 체중지지비율과 근활성도에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시되었다. 구체적인 목표는 신경발달치료 후 부가적으로 실시된 과제지향적 접근법(환경조절을 통한 일어서기 동작 훈련)이 일어서기 동안 환측다리의 체중지지비율과 넙다리네갈래근과 앞정강근 근활성도에 미치는 영향을 알아보는 것이었다.
이 연구에서는 일어서기 동작 시 힘을 생성하는 주요 근육인 넙다리근과 발목의 안정성을 유지하는데 중요한 근육인 앞정강근을 대상으로 훈련에 따른 근활성도 변화를 알아보았다. 일반 성인인 경우, 앞정강근이 먼저 수축하여 일어서기를 준비하고 이후 신체를 펴기 위해 넙다리근이 수축한다(Carr와 Shepherd, 2003).
이 연구에서는 좀 더 실제 상황에 비슷하게 훈련하기 위해 일반 성인들이 흔히 사용하는 대칭적인 발 배치와 일반적인 의자 높이를 적용하였다. 이 연구에서는 일어서는 동작 동안 가능한 빠르게 일어나고 중간에 멈춤이 발생하지 않도록 환자에게 교육하였다. 또한 건측으로 몸통이 치우치는 것을 방지하면서 환측다리의 체중지지비율을 높이기 위해서 막대기를 환자 어깨부위에 배치한 후 막대기에 닿지 않고 일어서는 동작을 수행하도록 훈련하였다.

제안 방법

이 연구에서는 일어서는 동작 동안 가능한 빠르게 일어나고 중간에 멈춤이 발생하지 않도록 환자에게 교육하였다. 또한 건측으로 몸통이 치우치는 것을 방지하면서 환측다리의 체중지지비율을 높이기 위해서 막대기를 환자 어깨부위에 배치한 후 막대기에 닿지 않고 일어서는 동작을 수행하도록 훈련하였다. 과제지향적 접근법은 현실과 비슷한 환경에서 훈련하는 것을 강조한다(Shumway-Cook과 Woollacott 2007).
전극은 Medicotest Blue Sensor type M-00-S를 사용하였다. 먼저 부착할 신체 부위를 노출시킨 후, 피부저항을 줄이기 위해 털을 제거하고 알코올로 닦은 후, 각 근육에 대한 최대근육수축을 유도 후 부착부위를 펜으로 표시하였다. 활성전극 사이 거리는 2 ㎝ 이내로 하였다(Cram 등, 1998).
연구에 참여한 대상자들에 대해 일반적 및 임상적 특성을 조사한 후 각 군별로 중재를 실시하였다. 실험군에 속한 대상들은 환경이 조절된 상태에서 일어서기 과제를 반복 수행하였다.
일어서기 동안 환경을 조절한 이전의 연구들은 의자의 높이를 점진적으로 낮게 하거나 환측 발을 비대칭적으로 (환측 발을 뒤로 배치) 배치하는 것들 이었으며, 대부분 상황에 따른 즉각적인 반응을 알아본 것이었다. 이 연구에서는 좀 더 실제 상황에 비슷하게 훈련하기 위해 일반 성인들이 흔히 사용하는 대칭적인 발 배치와 일반적인 의자 높이를 적용하였다. 이 연구에서는 일어서는 동작 동안 가능한 빠르게 일어나고 중간에 멈춤이 발생하지 않도록 환자에게 교육하였다.
Soderberg와 Knutson(2000)은 뇌졸중 환자 같이 신경학적 결함이 있어 신체 마비가 있는 경우, 건측에 대한 환측의 근활성도 비율로 자료를 정량화하는 대체방법을 제시하였다. 이 연구에서도 일어서기 동안 건측 넙다리근과 앞정강근의 근활성도를 이용하여 환측다리 넙다리근과 앞정강근의 근활성도를 정량화하여 자가 기준 수축백분률(%reference voluntary contraction; %RVC)로 기록하였다. 근활성도를 측정하기 위해 근전도 Biomonitor ME60002)을 사용하였다.
일어서기 동안 최대 체중지지비율은 엉덩이 떼기 직후에 형성되는 것으로 보고되고 있으며(Etnyre와 Thomas, 2007), 최대 수직지면반발력을 체중으로 나누어 정량화 한다(Brunt 등, 2002; Roy 등, 2006). 이 연구에서도 일어서기 동작 동안 최대 체중지지비율을 알아보기 위해 일어서기 동작 중 엉덩이 떼기 직후의 최대 수직지면반발력을 기록하고 이를 자신의 체중으로 정량화하였다.
일어서기 동안 환측다리 넙다리근과 앞정강근의 동원 정도를 알아보기 위해 근활성도를 측정하였다. 일어서기 동작 동안 측정한 근육의 근전도 신호는 근전도 신호의 실질적인 출력값에 가까운 값을 제공하는 제곱 평균 제곱근법(root mean square; RMS)값으로 처리하여 최고값을 기록하였다(Perry, 1992).
일어서기 동작 동안 최대 체중지지비율을 측정하기 위해 emed/AT¹⁾와 edmed/D 소프트웨어로 구성된 emed system을 이용하였다. emed/AT의 압력감지기는 2개/㎠로 전체 1377개로 구성되어 있으며, 압력역치 10 ㎪이다.
이 연구의 대상은 00병원에서 물리치료를 받고 있으며 자발적으로 연구 참여에 동의한 뇌졸중 환자 18명이었다. 일어서기 동작 훈련에 따른 효과를 검증하기 위해 무작위로 9명을 선정하여 30분간 신경발달치료 후 15분 동안 과제지향적 접근법을 적용하였고(실험군), 나머지 9명은 30분간 신경발달치료 후 15분 동안 상지 관절가동범위운동(대조군)을 받았다. 독립적으로 일어서기와 선 자세 유지하기가 불가능하거나, 지시에 따라 훈련을 할 수 없는 자, 그리고 발병 한지 6개월이 경과되지 않은 자는 제외하였다.
일어서기 훈련 전, 집단에 따른 임상적 특성의 차이는 χ² 검정으로 알아보았다.
집단에 따른 일어서기 동작의 운동역동학 및 근전도 상의 변화를 알아보기 위해 환측다리의 최대 체중지지비율과 넙다리근 및 앞정강근의 최대 근활성도를 측정하였다. 일어서기 동안 최대 체중지지비율은 엉덩이 떼기 직후에 형성되는 것으로 보고되고 있으며(Etnyre와 Thomas, 2007), 최대 수직지면반발력을 체중으로 나누어 정량화 한다(Brunt 등, 2002; Roy 등, 2006).
침상의 높이는 환자의 신체에 맞게 조절하였는데, 앉은 위치에서 발이 바닥에 닿고 무릎이 105° 굽혀지도록 하였다(Carr와 Shepherd, 2003).
환자의 두발을 대칭적으로 평행하게 배치하고 무릎의 끝부분이 두 번째 발가락 끝과 수직을 이루도록 설정한 후, 팔을 사용하지 않고 “시작”이라는 명령에 따라 일어나도록 지시하였다.

대상 데이터

이 연구의 대상은 00병원에서 물리치료를 받고 있으며 자발적으로 연구 참여에 동의한 뇌졸중 환자 18명이었다. 일어서기 동작 훈련에 따른 효과를 검증하기 위해 무작위로 9명을 선정하여 30분간 신경발달치료 후 15분 동안 과제지향적 접근법을 적용하였고(실험군), 나머지 9명은 30분간 신경발달치료 후 15분 동안 상지 관절가동범위운동(대조군)을 받았다.
2 프로그램을 사용하였다. 전극은 Medicotest Blue Sensor type M-00-S를 사용하였다. 먼저 부착할 신체 부위를 노출시킨 후, 피부저항을 줄이기 위해 털을 제거하고 알코올로 닦은 후, 각 근육에 대한 최대근육수축을 유도 후 부착부위를 펜으로 표시하였다.

데이터처리

*평균±표준편차, a독립 t-검정, b짝비교 t-검정.
대상자의 일반적인 정보는 기술통계와 독립 t-검정을 이용하여 분석하였다. 측정된 자료의 정규분포여부를 알아보기 위해 단일 표본 콜모고로프-스미르노프(Kolmogorov-Smirnov) 검정을 실시하였고, 정규분포하지 않은 경우 비모수 검정을 실시하였다.
훈련 4주 후, 집단에 따른 환측 넙다리근 및 앞정강근의 근활성도 차이는 만휘트니 U 검정으로, 그리고 체중지지비율의 차이는 독립 t-검정으로 알아보았다. 또한 집단별 훈련 전과 후의 체중지지비율의 차이를 알아보기 위해 짝비교 t-검정을 실시하였고 근활성도의 차이를 알아보기 위해 윌콕슨 순위 부호 검정을 실시하였다. 유의수준 α=.
일어서기 동안 환측다리 넙다리근과 앞정강근의 동원 정도를 알아보기 위해 근활성도를 측정하였다. 일어서기 동작 동안 측정한 근육의 근전도 신호는 근전도 신호의 실질적인 출력값에 가까운 값을 제공하는 제곱 평균 제곱근법(root mean square; RMS)값으로 처리하여 최고값을 기록하였다(Perry, 1992). 전극은 건측과 환측의 넙다리근과 앞정강근에 부착하였다(Cram 등, 1998).
대상자의 일반적인 정보는 기술통계와 독립 t-검정을 이용하여 분석하였다. 측정된 자료의 정규분포여부를 알아보기 위해 단일 표본 콜모고로프-스미르노프(Kolmogorov-Smirnov) 검정을 실시하였고, 정규분포하지 않은 경우 비모수 검정을 실시하였다. 일어서기 훈련 전, 집단에 따른 임상적 특성의 차이는 χ² 검정으로 알아보았다.
일어서기 훈련 전, 집단에 따른 임상적 특성의 차이는 χ² 검정으로 알아보았다. 훈련 4주 후, 집단에 따른 환측 넙다리근 및 앞정강근의 근활성도 차이는 만휘트니 U 검정으로, 그리고 체중지지비율의 차이는 독립 t-검정으로 알아보았다. 또한 집단별 훈련 전과 후의 체중지지비율의 차이를 알아보기 위해 짝비교 t-검정을 실시하였고 근활성도의 차이를 알아보기 위해 윌콕슨 순위 부호 검정을 실시하였다.

이론/모형

이 연구에서도 일어서기 동안 건측 넙다리근과 앞정강근의 근활성도를 이용하여 환측다리 넙다리근과 앞정강근의 근활성도를 정량화하여 자가 기준 수축백분률(%reference voluntary contraction; %RVC)로 기록하였다. 근활성도를 측정하기 위해 근전도 Biomonitor ME60002)을 사용하였다. 이 기구는 8채널을 가지고 있다.

성능/효과

이 연구는 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 4주간 부가적으로 실시된 과제지향적 접근법이 일어서기 동작 동안 환측다리의 체중지지비율과 근활성도에 미치는 영향을 알아보기 위해 시행되었다. 그 결과, 신경발달치료 이후 과제지향적 접근법을 적용한 경우에 일어서기 동작 동안 환측다리의 체중지지비율이 향상되었지만 근활성도는 변화가 없었다. 따라서 만성 뇌졸중 환자에서 일어서기 동작 동안 환측다리의 체중지지비율을 높이기 위해서는 과제지향적 접근법을 활용하는 것이 필요할 것으로 여겨진다.
57% 향상되었지만 유의한 차이를 보이지 않았다. 실험군은 훈련 전 35.65%체중에서 훈련 후 48.04%체중으로 34.75% 유의하게 향상되었다. 즉, 신경발달치료 후 과제지향적 접근법을 추가적으로 실시한 경우에는 신경발달치료만 적용한 경우에 증가되는 4.
실험군인 경우, 훈련 전 환측 다리 체중지지비율이 35.65%체중에서 4주 훈련 후 48.04%체중으로 유의하게 향상되었다(p.05)(표 2).
Britton 등(2008)은 2주간 매일 30분씩 하지근력훈련과 일어서기 동작을 단순히 반복 훈련한 결과, 대조군에 비해 하지 체중지지비율이 10% 증가하였다고 보고하였다. 이 연구에서, 대조군은 체중지지비율이 훈련 전 32.18%체중에서 훈련 후 33.65%체중으로 4.57% 향상되었지만 유의한 차이를 보이지 않았다. 실험군은 훈련 전 35.
Engardt(1994)는 환측다리의 체중지지에 대한 되먹임과 무릎폄근의 근력강화를 통해 근력이 강해지면 근활성도가 높아지고 체중지지비율도 향상된다고 보고하였다. 이 연구에서도 훈련 전에 비해 4주간 훈련 후 두 군 모두에서 환측다리 넙다리근과 앞정강근의 근활성도가 높아지는 경향을 보였지만, 군간 유의한 차이를 보이지 않았다. 환측다리의 근활성도가 높아지는 것은 더 많은 운동단위가 동원됨을 의미하지만 이 연구에서는 넙다리 근과 앞정강근의 근력을 측정하지 않아 실험군과 대조군에서 실제 얼마나 근력이 향상되었는지 알 수 없었다.
일어서기 동안, 훈련 전과 4주후에 따른 집단별 환측다리 넙다리근과 앞정강근의 근활성도 차이를 알아보기 위해 비모수 검정인 윌콕슨 순위 부호 검정을 실시한 결과, 실험군과 대조군 모두에서 근활성도는 유의한 차이를 보이지 않았다(p>.05)(표 3).
75% 유의하게 향상되었다. 즉, 신경발달치료 후 과제지향적 접근법을 추가적으로 실시한 경우에는 신경발달치료만 적용한 경우에 증가되는 4.57% 효과를 고려하더라도 29.08%가 더욱 향상되었다. 이는 이전의 연구에 비해 환측다리의 체중지지비율이 상당히 향상된 결과이다.
훈련 4주 후, 일어서기 동작 동안 집단에 따른 환측다리 근활성도의 차이를 알아보기 위해 비모수 검정인 만휘트니 U 검정을 실시한 결과, 집단에 따라 근활성도는 유의한 차이를 보이지 않았다(p>.05)(표 4).
훈련 4주 후, 일어서기 동작 동안 환측다리에 부하되는 체중지지율을 알아본 결과, 실험군은 48.04%체중이었고 대조군은 33.65%체중으로 대조군에 비해 실험군의 체중지지비율이 유의하게 높았다(p<.05)(표 2).

후속연구

또한 대부분의 연구들이 실험적인 환경(예, 의자 높이, 발의 배치)에서 일어서기 동작을 분석하고 있다. 따라서 실제 일상생활과 가능한 비슷한 상황에서, 조절된 환경을 제공하면서 일어서기 동작을 훈련시키는 과제지향적 접근법 개발이 필요하고 이 훈련법의 효과를 알아보는 연구가 필요하다.
환측다리의 근활성도가 높아지는 것은 더 많은 운동단위가 동원됨을 의미하지만 이 연구에서는 넙다리 근과 앞정강근의 근력을 측정하지 않아 실험군과 대조군에서 실제 얼마나 근력이 향상되었는지 알 수 없었다. 또한 이 연구에서는 일어서기 동안 대칭성을 알아보기 위해서 건측에 대한 환측의 상대적인 근활성도를 측정하였기 때문에, 건측의 근활성도에 따라 환측의 근 활성도 값이 영향을 받아 훈련 전과 후에 따른 변화를 알아보는데 제한점이 있었다. 4주간 훈련 후 역시 집단에 따른 근활성도의 차이가 없었다.
안전하게 일어서기 동안을 수행하는 것이 중요하기 때문에 체중지지비율뿐만 아니라 압력중심의 좌·우 흔들림과 수직지면반발력의 기울기, 그리고 근육동원 순서에 대한 근전도 분석을 함께 실시하여 효과를 알아보는 것이 필요할 것이다.
이 연구의 제한점은 대상자수가 적어 검정력이 떨어지고 일반화하에 어려움이 있다는 것이다. 또한 집단별 성별의 분포가 동일하지 않았다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	일어서기 동작 중 엉덩이 떼기 시기가 뇌졸중 환자에게 낙상 위험을 높이는 동작일 수 있는 이유는 무엇인가?	안정적으로 일어서기 동작을 수행하기 위해서는 충분한 관절회전력, 좁아진 지지면(두발)에 압력중심을 안정적으로 이동시키는 능력, 그리고 환경에 따라 일어나는 전략을 수정하는 능력이 필요하다(Shumway-Cook과 Woollacott, 2007). 특히 일어서기 동작 중 엉덩이 떼기 시기는 등근육과 엉덩관절 폄근을 이용하여 굽힘모멘트를 조절하면서 좁은 지지지면으로 압력중심을 이동시켜는 시기로서 신체 평형을 유지하기가 매우 어렵다(Schultz 등, 1992). 따라서 노인뿐만 아니라 뇌졸중 환자에서 낙상위험을 높이는 동작일 수 있다(Riley 등, 1997).
	안정적으로 일어서기 동작을 수행하기 위해서는 무엇이 필요한가?	안정적으로 일어서기 동작을 수행하기 위해서는 충분한 관절회전력, 좁아진 지지면(두발)에 압력중심을 안정적으로 이동시키는 능력, 그리고 환경에 따라 일어나는 전략을 수정하는 능력이 필요하다(Shumway-Cook과 Woollacott, 2007). 특히 일어서기 동작 중 엉덩이 떼기 시기는 등근육과 엉덩관절 폄근을 이용하여 굽힘모멘트를 조절하면서 좁은 지지지면으로 압력중심을 이동시켜는 시기로서 신체 평형을 유지하기가 매우 어렵다(Schultz 등, 1992).
	일어서기 동작에 대한 정량적 분석방법은 어떤것들이 있는가?	일어서기 동작에 대한 정량적 분석방법에는 운동형상학(kinematics), 운동역학(kinetics), 그리고 근활성도와 근육수축시점을 알아보는 방법이 있다(Carr와 Shepherd, 2003). Cristina 등(2009)은 일어서기 동작을 분석하기 근전도분석(근육활성도와 수축개시)을 실시하였고, Brunt 등(2002)도 근활성도와 수직지면반발력을 통해 체중지지 비율을 분석하였다.

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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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