[논문]청각 신호 속도에 따른 파킨슨병 환자의 생역학적 보행 분석

김은정; 한진태; 정재민

doi:10.13066/kspm.2013.8.1.049

청각 신호 속도에 따른 파킨슨병 환자의 생역학적 보행 분석
A Biomechanical Gait Analysis of Patients with Parkinson's Disease by Auditory Cues Velocity 원문보기

대한물리의학회지 = Journal of the korean society of physical medicine, v.8 no.1, 2013년, pp.49 - 58

김은정 (마산대학교 물리치료과) , 한진태 (경성대학교 물리치료학과) , 정재민 (김해대학교 물리치료과)

Abstract ▼ AI-Helper

PURPOSE: The purpose of this study was to determine if auditory cues velocity has a greater effect on the gait pattern of patients with Parkinson's disease (PD) than the cues applied individually. METHODS: The subjects were 15 elderly patients diagnosed with PD, 15 healthy elderly persons. Patients were measured of three conditions performed in random order: slow, general, fast. The auditory cue velocity consisted of a metronome beat ${\pm}20%$ than the subject's general gait speed. Using a motion analysis and a force platform measurement system, changes in spatiotemporal variables, kinetic and kinematic variables were compared to gait analysis. RESULTS: Comparison between the auditory cues velocity, there was a significant difference in the spatiotemporal variables with regard to the cadence, stride length, support time, step length, double support time (p<.05). Comparison between the auditory cues velocity, there was a significant increase general and fast velocity gait than slow velocity gait in the maximum flexion in swing phase of knee joint (p<.05). There appears to be the aspect of an increasing ground reaction force (GRF) on the first peak in the vertical axis (p<.05). CONCLUSION: Auditory cues velocity improved of spatio-temporal factors, kinematic and kinetic factors depending on the velocity of the faster. Therefore at the rehabilitation training of PD patients auditory cues velocity would be used for recovery and gait reeducation, may arise through the patients functional ability.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

지금까지의 선행연구들을 살펴보면, 파킨슨 환자의 운동 조절이나 보행능력 증가를 위하여 청각 신호를 적용한 보행 시 속도에 따른 영향에 대해서 시⋅공간적 지표에 관한 연구들이 대부분을 차지하고 있으며, 운동학적 변수나 운동역학적 변수에 대한 연구가 미흡한 상태이다. 이에 본 연구에서는 파킨슨병 환자를 대상으로 청각 신호를 적용한 보행 시 속도에 따른 시⋅공간적 보행변수를 비교 분석하고, 또한 보행 중 운동학적, 운동역학적 변수에 차이가 있는지를 비교하였고 향후 파킨슨병 환자의 보행훈련 시 중재법으로서 적절한 청각 신호 속도 제시를 위한 근거를 제시하고자 한다.

제안 방법

연구대상자들에게 연구절차를 알려주기 위해서 연구보조원이 시범을 보인 후 연구를 시행하였다. 모든 연구대상자들은 실험실에 익숙해지도록 보행연습을 하여 자연스러운 보행을 유도한 후 전자 메트로놈을 이용하여 느린 속도, 보통 속도, 그리고 빠른 속도의 청각 신호 보행을 하도록 지시하였다. 청각 신호 보행 속도는 선행 연구를 참고하여 메트로놈 속도(비트/분)를 대상자의 자연스런 보행 속도와 자연스런 보행속도의 ±20% 속도를 유지하면서 보행로를 걷도록 하였다(Chung과 Wang, 2010).
제공되는 청각 신호 속도의 순서는 무작위로 하였으며, 각각의 신호 보행 사이에는 충분한 휴식을 제공하였다. 보행검사는 마커를 부착한 상태에서 6m 거리를 10회 이상 반복 보행 후 가장 자연스러운 보행양상을 3회 선택하여 분석을 시행하였다.
본 연구는 청각 신호 속도에 따른 파킨슨병 환자의 보행 개선을 알아보기 위해 파킨슨병 환자를 대상으로 청각 신호의 속도를 다르게 적용 시 보행의 운동학적 분석을 위하여 시⋅공간적 변수와 보행주기에 따른 시상면 상 하지 관절 각도의 변화를 측정하였고, 운동역학적 분석을 위하여 지면반발력을 측정하였다.
제공되는 청각 신호 속도의 순서는 무작위로 하였으며, 각각의 신호 보행 사이에는 충분한 휴식을 제공하였다. 보행검사는 마커를 부착한 상태에서 6m 거리를 10회 이상 반복 보행 후 가장 자연스러운 보행양상을 3회 선택하여 분석을 시행하였다.
모든 연구대상자들은 실험실에 익숙해지도록 보행연습을 하여 자연스러운 보행을 유도한 후 전자 메트로놈을 이용하여 느린 속도, 보통 속도, 그리고 빠른 속도의 청각 신호 보행을 하도록 지시하였다. 청각 신호 보행 속도는 선행 연구를 참고하여 메트로놈 속도(비트/분)를 대상자의 자연스런 보행 속도와 자연스런 보행속도의 ±20% 속도를 유지하면서 보행로를 걷도록 하였다(Chung과 Wang, 2010).

대상 데이터

본 연구는 B광역시 D대학병원 신경과에서 특발성 파킨슨병으로 진단받은 환자로 본 연구의 기준에 부합한 파킨슨병 환자 15명과 보행 장애의 병력이 없으며, 신경학적 질환의 기왕력이 없는 연령대와 성별을 맞춘 대조군 15명을 대상으로 하였다. 파킨슨병 환자들은 항파킨슨 약을 복용 중이었으며, UK Parkinson’s disease society brain bank 임상기준으로 신경과 의사에 의해 파킨슨병을 진단받은 자, Hoehn & Yahr 척도의 1.
본 연구는 B광역시 D대학병원 신경과에서 특발성 파킨슨병으로 진단받은 환자로 본 연구의 기준에 부합한 파킨슨병 환자 15명과 보행 장애의 병력이 없으며, 신경학적 질환의 기왕력이 없는 연령대와 성별을 맞춘 대조군 15명을 대상으로 하였다. 파킨슨병 환자들은 항파킨슨 약을 복용 중이었으며, UK Parkinson’s disease society brain bank 임상기준으로 신경과 의사에 의해 파킨슨병을 진단받은 자, Hoehn & Yahr 척도의 1.5∼2.5단계에 있는 자, 보행 보조도구 없이 혼자서 보행이 가능한 자로 하였으며, 모든 대상자는 연구에 대한 설명을 듣고 이해를 구하여 자발적 동의를 얻은 후 실험에 참여하였다.

데이터처리

0 for window를 이용하여 통계처리 하였으며, 청각 신호 속도에 따른 파킨슨병 환자와 대조군의 운동학적⋅운동역학적 보행 분석을 하였다. 보행속도에 따른 운동학적⋅운동역학적 유의성을 알아보기 위해 이원배치분산분석(two-way ANOVA)을 사용하였으며 대응별 비교를 이용하여 보행속도에 따른 차이를 비교하였고, 각 보행 속도별 그룹 간 차이 비교를 위하여 독립표본 t 검정(independent t-test)을 사용하였다. 통계학적 유의수준을 검증하기 위한 유의수준(α)은 .
실험 후 획득된 자료에 대해 PASW 18.0 for window를 이용하여 통계처리 하였으며, 청각 신호 속도에 따른 파킨슨병 환자와 대조군의 운동학적⋅운동역학적 보행 분석을 하였다. 보행속도에 따른 운동학적⋅운동역학적 유의성을 알아보기 위해 이원배치분산분석(two-way ANOVA)을 사용하였으며 대응별 비교를 이용하여 보행속도에 따른 차이를 비교하였고, 각 보행 속도별 그룹 간 차이 비교를 위하여 독립표본 t 검정(independent t-test)을 사용하였다.

이론/모형

대상자들의 일반적인 특성을 알기 위해서 키와 몸무게를 측정하고 너비측정기를 이용하여 발의 너비를 측정하였다. 보행검사에 필요한 발광마커는 영상분석에 필요한 1.25㎜ 반사마커를 사용하였으며, 운동학적 분절 축 모델인 Helen-Hayes maker set을 따라 보행에 필요한 골반 및 다리분절점에 부착하여 측정하였다. 마커의 위치는 좌우 위앞엉덩뼈가시(ASIS), 좌우 위뒤엉덩뼈가시(PSIS)의 1/2 지점, 엉치뼈, 좌우 넙다리뼈(midthigh), 좌우 무릎 바깥 위관절융기(lateral femoral epicondyle), 좌우 무릎 안 위관절융기(medial femoral epicondyle), 좌우 정강이(midshank), 좌우 바깥복사뼈(lateral malleolus), 좌우 안복사뼈(medial malleolus), 좌우 두번째 발허리뼈머리(2nd metatarsal head) 및 좌우 뒤 발꿈치뼈(posterior calcaneus)로 총 21개의 마커를 부착하였다.
파킨슨 환자의 청각 신호 속도에 따른 보행 시의 운동학적 분석을 위해 적외선 카메라 6대로 구성된 Hawk Digital System (60Hz, Motion Analysis, 미국)을 사용하였고, 촬영된 데이터들은 EVaRT 5.0 소프트웨어를 사용하여 수집하였으며, Cortex 64와 OrthoTrak 6.6.4소프트웨어로 처리하였다.

성능/효과

Ford 등(2010)은 파킨슨병 환자에게 점진적인 청각 신호를 적용한 보행 훈련을 적용한 결과, 보행속도와 큰걸음거리, 걸음수가 유의하게 증가하였다고 하였으며, Arias와 Cudeiro (2008)는 다른 자극 빈도를 적용했을 때, 청각 자극이 파킨슨병 환자의 걸음거리를 증가시키고, 큰걸음거리-시간(stride-time)을 감소시킨다고 하였다. 본 연구에서 청각 신호 속도가 빨라질수록 걸음수와 큰걸음거리, 걸음거리, 보행속도가 유의하게 증가하였으며, 두다리 지지시간은 유의하게 감소하여 선행연구의 결과 일치함을 보여주었고, 청각 신호의 적용은 파킨슨병 환자 보행의 시⋅공간적 변수에 많은 영향을 준다는 것을 알 수 있다.
본 연구의 결과를 볼 때 청각 신호는 속도에 따라 파킨슨병 환자 보행의 운동학적 및 운동역학적 차이를 나타내는 것을 알 수 있다. 이를 통해 청각 신호 속도에 따른 파킨슨병 환자의 보행 훈련 방법을 제시할 수 있으며, 중재 시 필요성에 따라 적절한 속도의 청각 신호에 대한 이론적 근거를 제시할 수 있을 것으로 생각된다.

후속연구

본 연구는 Hoehn & Yahr 척도의 1.5∼2.5 단계에 있는 초기 단계의 파킨슨병 환자를 대상으로 하였기 때문에 보행 양상이 많이 심하지 않아 본 연구 결과를 파킨슨병 환자 전체에 일반화하는데 어려움이 있고, 일시적인 보행능력의 증가라 할 수 있으며, 청각 신호 속도에 대한 훈련의 효과에 대해서는 평가되지 못한 것이 이 연구의 제한점으로 볼 수 있다. 앞으로 파킨슨병 환자의 보행에 청각 신호 속도가 미치는 영향에 대해 임상에서의 청각 신호 속도를 이용한 훈련에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다.
5 단계에 있는 초기 단계의 파킨슨병 환자를 대상으로 하였기 때문에 보행 양상이 많이 심하지 않아 본 연구 결과를 파킨슨병 환자 전체에 일반화하는데 어려움이 있고, 일시적인 보행능력의 증가라 할 수 있으며, 청각 신호 속도에 대한 훈련의 효과에 대해서는 평가되지 못한 것이 이 연구의 제한점으로 볼 수 있다. 앞으로 파킨슨병 환자의 보행에 청각 신호 속도가 미치는 영향에 대해 임상에서의 청각 신호 속도를 이용한 훈련에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	파킨슨병의 증상에는 어떤것들이 있는가?	파킨슨병은 1817년 James Parkinson에 의해 “Essay on the Shaking Palsy”에서 처음으로 기술되었으며, 대뇌 바닥핵(basal ganglia)의 도파민성 신경세포(dopaminergic neuron)의 결핍으로 인해 발생되는 퇴행성 신경학적질환이다(Hausdorff, 2007). 파킨슨병은 움직임이 느려지는 운동느림(bradykinesia), 움직임의 시작이 지연되는 운동못함(akinesia), 떨림(tremor), 과다굳음(rigidity), 균형 장애(impaired balance)와 같은 운동장애(movement impairments)의 증상을 가진다(Dibble 등, 2004).
	파킨슨병이란?	파킨슨병은 1817년 James Parkinson에 의해 “Essay on the Shaking Palsy”에서 처음으로 기술되었으며, 대뇌 바닥핵(basal ganglia)의 도파민성 신경세포(dopaminergic neuron)의 결핍으로 인해 발생되는 퇴행성 신경학적질환이다(Hausdorff, 2007). 파킨슨병은 움직임이 느려지는 운동느림(bradykinesia), 움직임의 시작이 지연되는 운동못함(akinesia), 떨림(tremor), 과다굳음(rigidity), 균형 장애(impaired balance)와 같은 운동장애(movement impairments)의 증상을 가진다(Dibble 등, 2004).
	파킨슨병 환자의 보행에 청각 신호 속도가 미치는 영향에 대한 본 논문의 제한점은?	본 연구는 Hoehn & Yahr 척도의 1.5∼2.5 단계에 있는 초기 단계의 파킨슨병 환자를 대상으로 하였기 때문에 보행 양상이 많이 심하지 않아 본 연구 결과를 파킨슨병 환자 전체에 일반화하는데 어려움이 있고, 일시적인 보행능력의 증가라 할 수 있으며, 청각 신호 속도에 대한 훈련의 효과에 대해서는 평가되지 못한 것이 이 연구의 제한점으로 볼 수 있다. 앞으로 파킨슨병 환자의 보행에 청각 신호 속도가 미치는 영향에 대해 임상에서의 청각 신호 속도를 이용한 훈련에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다.

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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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