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문제 정의
- 18 이처럼 가상현실을 이용한 운동 방법에 대한 연구는 많이 이루어지고 있으나, 대부분 균형과 보행에 관한 연구이며 다리 근활성도에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 가상현실을 이용한 닫힌 사슬운동이 뇌졸중환자의 다리 근활성도에 미치는 영향에 대해서 알아보자 한다.
제안 방법
- 가상현실을 이용한 닫힌 사슬 운동은 가상현실시스템(E-LINK system Myo-Ex, Biometrics Inc, 영국)을 이용하여 실시하였다. 가상현실시스템은 근육이 수축 할 때 발생되는 활동전위에 기초하여 모니터을 통해 제시되는 과제지향적 프로그램들을 수행하며, 본 연구에서는 앉은 자세 에서 일어나기 프로그램을 실시하였다. 운동은 6주 동안 주 5회 1일 20분 중재하였다(그림1).
- 표면 근전도의 신호에 대한 피부저항을 감소시키기 위하여 부착부위의 털을 제거하고 가는 사포로 3~4회 문질러 피부각질층을 저거한 후, 소독용 알코올로 피부를 깨끗이 하였다. 근전도 자료는 가쪽넓은근(vastus lateralis)과 안쪽넓은근 (vastus medialis)에서 수집하였고, 이극 전극은 각 근육의 근 힘살(muscle belly) 중앙에 근섬유 방향과 평행하게 부착하였다. 표본추출률(sampling rate)은 1,024Hz로 설정하였고, 잡음을 최소화하기 위하여 대역 여과 필터(notch filter) 60Hz, 대역통과필터(band pass filter) 30~500Hz를 사용하였고, 수집된 신호는 실효치(RMS)로 변환하였다.
- 본 연구에서는 근활성도를 표준화하기 위해 특정 동작의 근 수축을 기준 수축(reference voluntary contraction, RVC)으로 삼아 이를 표준화하는 %RVC방법을 이용하였다. 기준 수축은 비마비측(non-affected side)의 넙다리네갈래근의 최대 같은길이 수축 시의 근활성도를 측정 하여 총 5초 동안의 근전도 신호 중 처음과 마지막 1초씩을 제외한 3초의 신호를 이용하여 RVC값을 산출하였고, 마비측(affected side) 다리의 스쿼트 운동 시 측정된 근활성도의 평균 값을 RVC값으로 나누고 100 곱하여 %RVC 값을 산출하였다.
- 다리 근활성도를 측정하기 위해 표면 근전도 시스템(MP100 EMG, Biopac System Inc, 미국)을 이용하였고 여기에서 전환된 디지털 신호는 개인용 컴퓨터에서 Acqknowledge 3.91 소프트웨어를 이용하여 자료 처리하였다. 표면 근전도의 신호에 대한 피부저항을 감소시키기 위하여 부착부위의 털을 제거하고 가는 사포로 3~4회 문질러 피부각질층을 저거한 후, 소독용 알코올로 피부를 깨끗이 하였다.
- 닫힌 사슬 운동은 Bevilaua-Grossi 등19의 연구를 수정하여 스쿼트 운동을 실시하였다. 운동을 중재하기 전 충분한 교육을 실행한 후 양 발을 어깨넓이만큼 벌린 후 등을 벽에 붙은 상태로 무릎을 60도 까지 구부려 5초간 자세를 유지한 후 일어서도록 하였다.
- 본 연구는 6개월 이상 경과된 뇌졸중 환자 30명을 대상으로 가상현실을 이용한 닫힌 사슬 운동을 6주간 적용하여 다리의 근활성도에 대하여 알아보았다.
- 휴식시간은 30초로 하였으며, 환자의 피로도와 맥박, 혈압 등을 고려하여 휴식시간을 제공하였다. 운동은 6주 동안 주 5회 1일 20분 실시하였다.
- 가상현실시스템은 근육이 수축 할 때 발생되는 활동전위에 기초하여 모니터을 통해 제시되는 과제지향적 프로그램들을 수행하며, 본 연구에서는 앉은 자세 에서 일어나기 프로그램을 실시하였다. 운동은 6주 동안 주 5회 1일 20분 중재하였다(그림1).
- 의 연구를 수정하여 스쿼트 운동을 실시하였다. 운동을 중재하기 전 충분한 교육을 실행한 후 양 발을 어깨넓이만큼 벌린 후 등을 벽에 붙은 상태로 무릎을 60도 까지 구부려 5초간 자세를 유지한 후 일어서도록 하였다. 휴식시간은 30초로 하였으며, 환자의 피로도와 맥박, 혈압 등을 고려하여 휴식시간을 제공하였다.
- 근전도 자료는 가쪽넓은근(vastus lateralis)과 안쪽넓은근 (vastus medialis)에서 수집하였고, 이극 전극은 각 근육의 근 힘살(muscle belly) 중앙에 근섬유 방향과 평행하게 부착하였다. 표본추출률(sampling rate)은 1,024Hz로 설정하였고, 잡음을 최소화하기 위하여 대역 여과 필터(notch filter) 60Hz, 대역통과필터(band pass filter) 30~500Hz를 사용하였고, 수집된 신호는 실효치(RMS)로 변환하였다.
- 운동을 중재하기 전 충분한 교육을 실행한 후 양 발을 어깨넓이만큼 벌린 후 등을 벽에 붙은 상태로 무릎을 60도 까지 구부려 5초간 자세를 유지한 후 일어서도록 하였다. 휴식시간은 30초로 하였으며, 환자의 피로도와 맥박, 혈압 등을 고려하여 휴식시간을 제공하였다. 운동은 6주 동안 주 5회 1일 20분 실시하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 전남 목포 소재의 J 병원에 입원중인 환자 중 발병일로부터 6개월 이상 경과된 만성 뇌졸중 환자 40명 중 본 연구에 대하여 충분한 이해와 실험 참여에 동의서를 제출한 30명의 환자를 대상으로 실시하였다. 대상자들은 무작위 임의 선정으로 실험군과 대조군으로 각각 15명씩 나뉘어졌으며, 세부적인 선정기준은 아래와 같다.
데이터처리
- 0 프로그램을 이용하여 처리하였다. 연구대상자의 정규성 검증을 위해 독립표본 t-검정 (independent t-test)을 실시하였고, 운동방법에 따른 그룹 간다리 근활성도를 비교하기 위해 공분산분석(analysis of covariance: ANCOVA)을 실시하였다. 통계학적 유의수준은 0.
이론/모형
- 가상현실을 이용한 닫힌 사슬 운동은 가상현실시스템(E-LINK system Myo-Ex, Biometrics Inc, 영국)을 이용하여 실시하였다. 가상현실시스템은 근육이 수축 할 때 발생되는 활동전위에 기초하여 모니터을 통해 제시되는 과제지향적 프로그램들을 수행하며, 본 연구에서는 앉은 자세 에서 일어나기 프로그램을 실시하였다.
- 본 연구에서는 근활성도를 표준화하기 위해 특정 동작의 근 수축을 기준 수축(reference voluntary contraction, RVC)으로 삼아 이를 표준화하는 %RVC방법을 이용하였다. 기준 수축은 비마비측(non-affected side)의 넙다리네갈래근의 최대 같은길이 수축 시의 근활성도를 측정 하여 총 5초 동안의 근전도 신호 중 처음과 마지막 1초씩을 제외한 3초의 신호를 이용하여 RVC값을 산출하였고, 마비측(affected side) 다리의 스쿼트 운동 시 측정된 근활성도의 평균 값을 RVC값으로 나누고 100 곱하여 %RVC 값을 산출하였다.
성능/효과
- Park16 은 26명의 여성노인에게 8주 동안 가상현실 운동 프로그램을 적용하여 안쪽넓은근과 가쪽 넓은근의 근활성도와 균형 능력에 향상을 보였고, Yom17 은 뇌졸중 환자에게 6주 동안 가상현실을 이용한 발목운동을 적용하여 다리 근 긴장도의 감소와 동적 균형능력의 향상을 보였다. 또한 뇌성마비 아동에게 가상현실 운동프로그램을 중재하여 전통적인 운동방법에 비해 흥미를 유발함과 동시에 관절가동범위의 향상을 보였고,14 20명의 파킨슨병 환자에게 6주 동안 가상현실 운동을 적용하여 보행 속도의 향상을 보였다.18 이처럼 가상현실을 이용한 운동 방법에 대한 연구는 많이 이루어지고 있으나, 대부분 균형과 보행에 관한 연구이며 다리 근활성도에 관한 연구는 부족한 실정이다.
- 는 뇌졸중 환자 30명을 대상으로 열린 사슬 운동과 닫힌 사슬 운동을 6주 동안 실시한 결과, 열린 사슬 운동에 비해 닫힌 사슬 운동에서 넙다리곧은근, 넙다리두갈래근, 장딴지근, 앞정강근의 활성도가 유의한 증가를 보였다. 본 연구에서도 가상현실을 이용한 닫힌 사슬 운동을 통해 가쪽넓은근과 안쪽넓은근의 근활성도가 유의한 증가를 보였다. 이는 원심성 수축을 포함 하는 닫힌 사슬 운동이 근 수축 동안 동원되는 운동단위 수와 자극 빈도의 증가로 인하여 근활 성도를 증가시킨 것으로 생각된다.
- 는 뇌졸중 환자 27명을 대상으로 비디오 게임을 기반으로 한 가상현실 훈련을 통하여 팔 근활성도의 유의한 증가를 보였다. 본 연구에서도 가상현실을 이용한 닫힌사슬 운동을 통하여 다리 근활성도의 유의한 증가를 보였다. 선행연구와 같이 본 연구에서도 대상자를 뇌졸중 환자로 선정하였고 근활성도의 유의한 증가를 보여 동일한 결과를 얻었다.
- Cho25는 노인들에게 가상 현실을 이용한 운동을 중재하여 넙다리두갈래근과 장딴지근의 근활성도의 유의한 증가를 보였다. 본 연구에서도 가상현실을 이용한 닫힌사슬 운동을 통하여 대조군과 비교하여 다리 근활성도의 유의한 증가를 보였다. 노인과 뇌졸중 환자는 인지 및 집중력을 저하로 인하여 운동에 대한 집중력이 감소되나 가상현실을 이용한 운동은 동기부여를 제공하여 근활성도의 증가에 효과적 일 것으로 생각된다.
- 본 연구의 결과는 뇌졸중 환자들을 대상으로 가상현실을 이용한 닫힌 사슬 운동을 6주 간 실시한 후 다리의 근활성도에 미치는 영향을 분석한 결과, 가상현실을 이용한 닫힌 사슬 운동이 다리 근활성도 증가에 더 효과적임을 알 수 있었다. 앞으로 뇌졸중 환자들에게 마비측의 집중적인 자가 사용을 위한 효과적인 치료로 생각되며, 기능향상을 위한 프로그램으로 제안하자고 한다.
- 운동 전, 후 실험군과 대조군 간의 가쪽넓은근 및 안쪽넓은근의 근활성도(%RVC) 모두 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05).
후속연구
- 본 연구의 결과는 뇌졸중 환자들을 대상으로 가상현실을 이용한 닫힌 사슬 운동을 6주 간 실시한 후 다리의 근활성도에 미치는 영향을 분석한 결과, 가상현실을 이용한 닫힌 사슬 운동이 다리 근활성도 증가에 더 효과적임을 알 수 있었다. 앞으로 뇌졸중 환자들에게 마비측의 집중적인 자가 사용을 위한 효과적인 치료로 생각되며, 기능향상을 위한 프로그램으로 제안하자고 한다.
- 위와 같은 결과들은 뇌졸중 환자들에게 가상현실을 이용한 닫힌 사슬 운동이 마비측 다리의 근활성도를 향상 시키는데 도움을 줄 것으로 생각된다. 본 연구에서는 연구 대상자의 손상 부위와 유병기간 및 개별적 운동 등의 관련 인자가 연구에 미칠 영향을 완전히 배제하기 어려웠고, 뇌졸중 환자에 수행능력에 관한 변수가 부족하였다.
- 본 연구에서는 연구 대상자의 손상 부위와 유병기간 및 개별적 운동 등의 관련 인자가 연구에 미칠 영향을 완전히 배제하기 어려웠고, 뇌졸중 환자에 수행능력에 관한 변수가 부족하였다. 향후 본 연구를 바탕으로 가상현실을 이용한 운동이 뇌졸중 환자의 균형, 보행, 삶의 질 향상에 관한 연구가 이루어져야 할 것이다.
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