점증 부하 운동 시 정상인과 뇌졸중 환자의 심폐기능 및 에너지 대사 비교 Compare of Graded Load Exercise on Cardiopulmonary Function and Energy Metabolism of Normal Persons and Stroke Patients원문보기
본 연구의 목적은 정상군과 뇌졸중 환자군의 하지 에르고미터를 이용한 점증적 부하 운동 시 나타나는 심폐기능 및 에너지 대사에 대해 알아보기 위해서이다. 정상군 11(남자:6, 여자:5)명, 뇌졸중 환자군 9(남자:4, 여자:5)명을 대상으로 18분 동안 하지 에르고미터를 이용하여 6분에 25watt 씩 점차적으로 증가하며 실시하였고, 이때 심폐기능 및 에너지 대사는 Quark $b_2$를 이용하였다. 정상군에서 점진적 부하 운동 단계는 유의하게 증가하였다. 심폐기능은 최대산소 섭취량 시간, 운동시간에서 유의하게 증가하였지만, 에너지 대사에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 또한 심폐기능과 에너지대사는 높은 상관관계를 가졌다. 결과적으로 하지 에르고미터를 이용한 점증 부하 운동 시 18분 이내에서는 정상군과 뇌졸중 환자군의 심폐기능과 에너지 대사는 통계학적 차이를 보이지 않았지만, 최대 산소 섭취량과 운동 시간에서는 유의한 차이를 보였으며, 최대산소 섭취량과 관련이 있음을 확인할 수 있었다.
본 연구의 목적은 정상군과 뇌졸중 환자군의 하지 에르고미터를 이용한 점증적 부하 운동 시 나타나는 심폐기능 및 에너지 대사에 대해 알아보기 위해서이다. 정상군 11(남자:6, 여자:5)명, 뇌졸중 환자군 9(남자:4, 여자:5)명을 대상으로 18분 동안 하지 에르고미터를 이용하여 6분에 25watt 씩 점차적으로 증가하며 실시하였고, 이때 심폐기능 및 에너지 대사는 Quark $b_2$를 이용하였다. 정상군에서 점진적 부하 운동 단계는 유의하게 증가하였다. 심폐기능은 최대산소 섭취량 시간, 운동시간에서 유의하게 증가하였지만, 에너지 대사에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 또한 심폐기능과 에너지대사는 높은 상관관계를 가졌다. 결과적으로 하지 에르고미터를 이용한 점증 부하 운동 시 18분 이내에서는 정상군과 뇌졸중 환자군의 심폐기능과 에너지 대사는 통계학적 차이를 보이지 않았지만, 최대 산소 섭취량과 운동 시간에서는 유의한 차이를 보였으며, 최대산소 섭취량과 관련이 있음을 확인할 수 있었다.
The purpose of this study is to investigate the cardiopulmonary function and the energy metabolism of stroke patients and normal persons of graded load exercise using lower ergometer. Targeting 11 normal persons(male: 6, female: 5) and 9 stroke patients (male: 4, female: 5), an graded load exercise ...
The purpose of this study is to investigate the cardiopulmonary function and the energy metabolism of stroke patients and normal persons of graded load exercise using lower ergometer. Targeting 11 normal persons(male: 6, female: 5) and 9 stroke patients (male: 4, female: 5), an graded load exercise was performed with the use of lower ergometer by increasing 25 watts every 6 minute and Quark $b_2$ were used for the cardiopulmonary function and the energy metabolism. With respect to normal persons, there were significant increases in the phase of graded load exercise, maximum oxygen uptake time, exercise time with respect to the cardiopulmonary function. In addition, there was a significant correlation between cardiopulmonary function and energy metabolism, but there was no significant difference energy metabolism. As a result, there were no significant differences between stroke patients and normal persons of the cardiopulmonary function and the energy metabolism within 18 minutes, but it had significant differences between maximum oxygen uptake and exercise time. Moreover, it was possible to identify that the cardiopulmonary function and the energy metabolism of stroke patients and normal persons are related with maximum oxygen uptake.
The purpose of this study is to investigate the cardiopulmonary function and the energy metabolism of stroke patients and normal persons of graded load exercise using lower ergometer. Targeting 11 normal persons(male: 6, female: 5) and 9 stroke patients (male: 4, female: 5), an graded load exercise was performed with the use of lower ergometer by increasing 25 watts every 6 minute and Quark $b_2$ were used for the cardiopulmonary function and the energy metabolism. With respect to normal persons, there were significant increases in the phase of graded load exercise, maximum oxygen uptake time, exercise time with respect to the cardiopulmonary function. In addition, there was a significant correlation between cardiopulmonary function and energy metabolism, but there was no significant difference energy metabolism. As a result, there were no significant differences between stroke patients and normal persons of the cardiopulmonary function and the energy metabolism within 18 minutes, but it had significant differences between maximum oxygen uptake and exercise time. Moreover, it was possible to identify that the cardiopulmonary function and the energy metabolism of stroke patients and normal persons are related with maximum oxygen uptake.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 정상인과 뇌졸중 환자 50대 남·녀 20명(정상인 남자 6명, 여자 5명, 뇌졸중 환자 남자 4명, 여자 5명)을 대상으로 점진적 운동부하 운동을 18분 동안 실시하여 신체대사에 영향을 주는 심폐기능 및 에너지 대사의 기초적 자료 제공하며, 추후 시간 경과에 따른 자료를 비교 연구하기 위함이다.
제안 방법
하지만, 뇌졸중 환자들은 근 조절 능력 저하로 인한 근 피로도, 경직으로 검사를 완료하지 못하였고, 정상군에서 4명은 통증이나 체력저하의 이유로 검사를 완료하지 못하였다. 그러나 하지 에르고미터를 이용한 점증부하 운동 시 개개인의 특성에 맞게 최대 산소 섭취량의 기준을 시점으로 비교하였으므로, 검사를 완료 하지 못한 자료에 대해서도 분석하였다.
뇌졸중 환자를 대상으로 실시한 트레드밀 보행과 하지 에르고미터에서는 고관절의 굴곡력과 신전력의 중요한 작용을 하며, 상완 에르고미터에서는 비마비측의 근력을 이용하는 단점을 가지고 있었다[20]. 본 연구에서는 뇌졸중 환자를 대상으로 굴곡력과 신전력을 평가하지 못하였지만, 독립보행이 10m이상 가능한 것을 전제로 실시하였다. 하지만, 뇌졸중 환자들은 근 조절 능력 저하로 인한 근 피로도, 경직으로 검사를 완료하지 못하였고, 정상군에서 4명은 통증이나 체력저하의 이유로 검사를 완료하지 못하였다.
본 연구의 예비실험은 2009년 6월 6일∼9일까지 정상인·뇌졸중 환자 남·녀 각각 1명씩 실시하였고, 예비실험을 수정·보완하여 본 연구는 2009년 7월 4일∼12일까지 정상인과 뇌졸중 환자 50대 남·녀 20명(정상인 남자 6명, 여자 5명, 뇌졸중 환자 남자 4명, 여자 5명)을 대상으로 실시하였다.
하지 에르고미터를 이용한 점증부하 운동 시 시작 5분 전에 운동부하를 점진적으로 증가시켜 최대산소섭취량(VO2 max)의 80%에 해당하는 목표심박수(target heart rate:THR)에 도달할 때까지 운동을 지속하게 하였다.
단 목표심박수에 도달하기 전 높은 혈압이나 운동이상 소견을 보였을 경우 그 즉시 운동을 중단하였으며, Borg(1998)[19]에 고안된 자각성 운동 강도인 Borg's scale에 의해 피검자가 운동 강도를 주관적으로 파악하도록 하여 운동 중에 불의의 사고를 방지하고, 피검자는 운동 부하 검사 전 최소한 3시간 이내에는 식사, 술, 담배, 커피 등을 금하게 하였다. 하지 에르고미터를 이용한 점증부하 운동 시 시작 5분 전에 장비를 장착하고 안정한 후 6분간 25watt로 준비 운동을 하고 6분 간격으로 25watt씩 증가시켰으며, 18분 동안 남자는 60rpm 여자는 50rpm을 유지하면서 심폐기능 및 에너지 대사를 측정하였다.
(Italy)를 이용하였다. 호흡 시 호기와 흡기 가스량을 분석, 전환시키는 마우스피스의 터빈을 통하여 산소, 이산화탄소, 질소 등을 채집 하였고, 마우스피스 포터에서 채집된 호기 가스는 샘플링 튜브를 통하여 지르코니아 산소센서에서 100Hz 듀티파형으로 분석하였으며, 측정된 결과는 컴퓨터로 보내져 저장 및 출력하였다.
대상 데이터
본 연구는 대상자 선정의 어려움 등으로 50대 남·녀로 한정했으며, 하지 에르고미터 측정 시 영향을 미칠 수 있는 심리적 변수를 고려하지 못해 장비 적응에 대한 두려움이 있었다.
본 연구는 충남 천안시 소재지 G병원과 S병원 재활의학과 입원 및 외래로 치료중인 뇌 반구의 병변으로 인한 뇌졸중 환자 중 자연회복 가능성을 최소화하기 위해 발병 후 6개월이 경과되면서, 10m 이상 독립보행이 가능하고, 치료효과에 영향을 줄 수 있는 당뇨병과 같은 내과질환과 정형 외과적 문제가 없고, 의사소통이 가능한 대상자 중 연구에 참여 할 것을 동의한 환자로 선정하였으며, 정상군 선정은 혈압과 당뇨와 같은 내과 질환과 정형외과적 문제가 없고 연구에 참여할 것을 동의한 자로 선정하였다. 본 연구의 예비실험은 2009년 6월 6일∼9일까지 정상인·뇌졸중 환자 남·녀 각각 1명씩 실시하였고, 예비실험을 수정·보완하여 본 연구는 2009년 7월 4일∼12일까지 정상인과 뇌졸중 환자 50대 남·녀 20명(정상인 남자 6명, 여자 5명, 뇌졸중 환자 남자 4명, 여자 5명)을 대상으로 실시하였다.
데이터처리
본 연구의 통계 분석은 하지 에르고미터를 이용한 점증부하 운동 시 정상군과 환자군의 차이를 알아보기 위해 Mann Whithny U 검정을 이용하였고 심폐기능과 에너지 대사의 상관관계는 스피어맨 상관관계로 알아보았다. 통계학적 유의수준은 α=0.
성능/효과
에너지 소비량에 대한 정보의 수집은 운동의 종류와 함께 운동 강도, 지속시간, 빈도의 세 가지 조건으로부터 안정성과 유효성이 보증될 필요가 있으며 특히 운동 강도는 중요한 인자라고 할 수 있으므로, 자신의 신체활동에 대한 정확한 평가를 위해서 중요하다[24]. 그러나 본 연구에서 에너지 대사는 신체활동의 양을 측정하는 지표로서, 분당 소비열량, 시간당 소비열량, 일일 소비열량, 신체면적당 일일 소비 열량, lkg당 일일 사용열량을 측정한 결과 정상군이 환자군과 유의한 차이가 나타나지 않았다. 이는 뇌졸중 환자들의 신경학적 변화로 인한 운동 조절 능력 상실과 관련이 있으며, 균형 및 보행 능력 저하로 인한 신체활동의 감소는 에너지 대사 기능을 감소시키는 데 영향을 준 것으로 설명될 수 있고, 정상군에서는 점증 부하 운동 능력에 도달 하지 못했기 때문에 차이를 보이지 않은 것으로 생각된다.
본 연구는 50대 남·녀 20명을 대상으로 심폐기능 및 에너지 대사의 차이를 알아보기 위해 정상군 11명, 환자군 9명을 18분 동안 하지 에르고미터를 이용하여 점증부하 운동을 실시한 결과 점증 부하 운동 시 18분 이내에는 정상군과 환자군의 최대 운동 단계에서는 유의한 차이를 보였지만, 최대 안정시 대사량과 최대 심박 수에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 심폐기능과 에너지 대사에서도 유의한 차이를 보이지 않았지만, 운동시간과 최대산소 섭취량 시점에서는 유의한 차이를 보였으며, 심폐기능과 에너지대사는 높은 상관관계를 보였다. 따라서 정상인과 뇌졸중 환자를 대상으로 실시한 18분 이내의 점증부하 운동은 심폐기능과 에너지 대사에 영향을 주지 못하는 것으로 보이며, 운동 강도를 고려한 30분 이상의 유산소 운동을 바탕으로 심폐 능력을 평가하여 그 차이를 알아보는 것도 중요할 것이다.
본 연구 대상자 중 정상군과 환자군의 심폐기능은 최대산소 섭취량 시점, 운동 지속시간에서 정상군이 유의하게 높게 나타났으며,(ρ<0.05), 분당 환기량, 최대산소섭취량, 호흡교환율, 심박수에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다(ρ>0.05)[표 3].
본 연구 대상자인 정상군(11명)과 환자군(9명)의 심폐기능 및 에너지 대사에서 분당 환기량은 최대산소섭취량, 최대산소섭취량시간, 호흡교환율, 운동시간, 시간당소비열량, 일일소비열량, 신체면적당 소비열량, 1kg당 일일 소비열량과 높은 상관관계를 보였다(r=0.88, 0.49, 0.57, 0.48, 0.88, 0.88, 0.88, 0.71, 0.63). 최대산소섭취량은 최대산소 섭취량 시간, 심박수, 운동시간, 분당 소비열량 시간당 소비열량, 일일 소비열량, 신체면적당 소비열량, 1kg당 일일 사용열량과 높은 상관관계를 보이는 등(r=0.
본 연구는 50대 남·녀 20명을 대상으로 심폐기능 및 에너지 대사의 차이를 알아보기 위해 정상군 11명, 환자군 9명을 18분 동안 하지 에르고미터를 이용하여 점증부하 운동을 실시한 결과 점증 부하 운동 시 18분 이내에는 정상군과 환자군의 최대 운동 단계에서는 유의한 차이를 보였지만, 최대 안정시 대사량과 최대 심박 수에서는 유의한 차이를 보이지 않았다.
운동부하 검사는 일반적으로 매 단계마다 25watt씩 저항을 증가시키는 프로토콜을 많이 사용하나 뇌졸중 환자에게 적용하기에는 어려움이 있다[21]. 본 연구는 뇌졸중 환자의 근 조절능력의 특성을 고려하여 운동부하 검사를 조절하기 보다는 정상군과 환자군에 있어서 심폐기능의 차이를 알아보기 위한 목적이 있었으므로, 남자는 60rpm, 여자는 50rpm의 속도를 매 단계마다 유지하면서 첫 단계는 저항을 25Watt로 시작한 후 6분마다 25Watt씩 저항을 점차적으로 증가시킨 결과 운동의 단계에서 정상군이 높은 부하를 더 견딜 수 있었지만, 최대안정시 대사량과 최대 심박수에서는 차이를 보이지 않았다. 최대 단계의 차이는 rpm을 유지할 수 있는 굴곡력과 신전력과 높은 관련이 있음을 알 수 있었지만, 안정시 대사량과 심박수에서 유의한 차이가 나타나지 않은 것은, 정상군과 환자군과의 운동부하 검사를 완료하지 못한 이유를 고려해 볼 때 운동부하 강도 및 신체 부하에 미치는 영향이 크지 않았으리라 생각된다.
심폐기능에 변화는 최대 산소섭취량의 증가와 큰 상관이 있었다[11]. 본 연구에서는 심폐기능의 변화가 정상군과 환자군의 최대산소섭취량 시점과 운동시간에서 유의한 차이를 보였지만, 최대산소섭취량에서는 통계학적 차이를 보이지 않았다. 뇌졸중 환자와 정상인을 대상으로 상지 에르고미터를 이용한 심폐기능의 변화에서 운동 시간에 있어서는 차이를 보였지만, 최대 산소 섭취량에서 유의한 차이를 보이 않은 것과 유사한 결과를 보였다[18].
63). 최대산소섭취량은 최대산소 섭취량 시간, 심박수, 운동시간, 분당 소비열량 시간당 소비열량, 일일 소비열량, 신체면적당 소비열량, 1kg당 일일 사용열량과 높은 상관관계를 보이는 등(r=0.68, 0.45, 0.68, 0.99, 0.99, 0.99, 0.85, 0.71), 심폐기능과 에너지 대사의 높은 상관관계를 보였다.
후속연구
또한 심폐기능과 에너지 대사에서도 유의한 차이를 보이지 않았지만, 운동시간과 최대산소 섭취량 시점에서는 유의한 차이를 보였으며, 심폐기능과 에너지대사는 높은 상관관계를 보였다. 따라서 정상인과 뇌졸중 환자를 대상으로 실시한 18분 이내의 점증부하 운동은 심폐기능과 에너지 대사에 영향을 주지 못하는 것으로 보이며, 운동 강도를 고려한 30분 이상의 유산소 운동을 바탕으로 심폐 능력을 평가하여 그 차이를 알아보는 것도 중요할 것이다. 또한 향후 뇌졸중 환자를 대상으로 신체대사에 영향을 주는 다양한 운동 유형 및 강도에 대한 분석 도 필요할 것이다.
따라서 정상인과 뇌졸중 환자를 대상으로 실시한 18분 이내의 점증부하 운동은 심폐기능과 에너지 대사에 영향을 주지 못하는 것으로 보이며, 운동 강도를 고려한 30분 이상의 유산소 운동을 바탕으로 심폐 능력을 평가하여 그 차이를 알아보는 것도 중요할 것이다. 또한 향후 뇌졸중 환자를 대상으로 신체대사에 영향을 주는 다양한 운동 유형 및 강도에 대한 분석 도 필요할 것이다.
심폐기능과 에너지 대사에서는 높은 상관관계를 보였으며, 이는 최대산소섭취량이 높을수록 쉽게 피로해지지 않고 운동 지속 능력이 강화될 수 있다는 것을 설명할 수 있으며[11], 본 연구를 통해 심폐기능 및 에너지 대사에 대한 정상군과 환자군의 기초적 자료와 물리 치료적 중재에 따른 추후 경과를 기대할 수 있으리라 생각된다.
또한 독립보행의 정도와 관련해서 근 경직의 정도를 측정하지 못하였다. 향후 연구에서는 뇌졸중 환자를 대상으로 하지의 근 경직의 정도를 객관적으로 측정하고, 시간 경과에 따른 경직 및 보행의 질을 향상시켜 보다 적극적인 운동 프로그램을 고안하여, 심폐기능과 에너지 대사와 관련된 연구를 지속적으로 할 수 있도록 노력해야할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
뇌졸중 환자의 초기 침상 안정 기간 동안에 떨어지는 능력은 무엇인가?
뇌졸중 발병 후 초기 침상 안정 기간 동안에는 근육위축과 더불어 심장기능이 저하되고 있어서 지구력이 떨어지게 된다. 또한 뇌혈관 질환과 심장 질환은 동일한 위험 요소를 가지고 있어 뇌졸중으로 인한 편마비 환자에게 심혈관계 질환이 동반되는 경우가 많다고 하였다[10].
뇌졸중 환자의 재활에 있어 주로 초점이 된것은 무엇인가?
뇌졸중 환자의 재활에 있어서 근 약화와 협응 운동의 저하, 인지기능의 문제 등 신경학적 장애가 주로 초점이 되어왔고 이에 대해서는 뇌졸중 환자의 상지근력 강화 및 관련 요인들의 중요성과[1], 인지기능과 일상생활 동작과의 상관성에 대한 연구[2], 스위스 볼을 이용한 균형 및 보행에 대한 연구가 이루어져온 반면[3] 심혈관계와 관련된 연구는 많이 부족했다.
뇌졸중 환자들은 주로 어떤 에너지 요구량이 증가하는가?
뇌졸중 환자들은 신경운동조절 변화로[4]신체 활동과 관련된 에너지 요구량이 증가하고[5], 기본적인 활동 실행능력을 포함한 초기 유산소 능력 감소시켜, 근 위축이 발생하게 된다[6]. 근 위축은 근 약화로 운동성을 감소시키게 되며[7], 운동단위의 감소, 근섬유 크기 및 형태의 변화, 피로도의 증가 등 생리학적, 조직학적 변화가 관찰된다고 하였다[8][9].
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