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문제 정의
- 따라서, 이 연구의 목적은 삼차원 동작분석을 이용하여 일반 보행훈련과 동작관찰 보행훈련의 효과를 시ㆍ공간적 지표와 재활동기를 비교분석하여 뇌졸중 환자의 새로운 보행훈련 프로그램을 개발하는데 도움이 되고자 한다.
- 삼차원 동작분석기를 통한 시ㆍ공간적 지표를 측정하여 뇌졸중 환자의 보행양상을 살펴보고 재활치료를 받으면서 신체적인 변화뿐만이 아닌 재활의지와 동기부여를 파악할 수 있는 심리적 변화를 측정하였다. 이 연구에서는 보행분석과 재활동기의 변화를 바탕으로 보다 효과적인 물리치료적 접근을 위한 자료를 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 대상자들의 보행을 초기에 촬영하여 정상인 보행 비디오 영상을 시청하고 바로 자신의 보행 비디오 영상을 짧게 시청하게 하였다. 8주 후 재촬영을 통해 본인의 보행을 비교 할 수 있게 하였다. 정상 보행 비디오 영상에 자신의 보행 영상을 첨가한 것은 시각적 비디오 피드백(video feedback)을 활용하여 재활의지와 동기를 북돋워 주기 위한 하나의 방법으로 시도하였다.
- 이 연구는 뇌졸중으로 인한 반마비환자의 동작관찰 보행훈련 프로그램으로 8주간 주 3회 총 24회기를 시행하였다. Crosbie 등(2004)의 연구와 같이 5분 동안 보행 비디오 영상 시청 후 10분 동안 보행훈련을 실시하고, 두 번 반복하여 총 30분 간 실시하였다. 동작관찰 보행 훈련군은 보행 비디오 영상 시청 후 비디오 영상에 나오는 보행을 훈련하였고, 일반 보행훈련군은 비디오 영상 시청 없이 비디오 영상에 나오는 보행을 훈련하였다.
- 적외선 카메라가 수동표식자의 움직임을 측정하여 분석하는 것으로 이 연구에서는 적외선 카메라에서 발생할 수 있는 오차를 줄이기 위해 calibration을 시행한 후 표식자의 부착위치는 Vicon protocol에 따라 Kwon 등(1998)의 연구를 참조하였다. 검사는 8m 길이의 직선거리를 3차례 걷게 하여 분석하였다. Vicon 512 Motion Analysis System을 통해 얻어진 visual and analog data는 각 보행주기에 따른 시상면(sagittal plane), 이마면(coronal plane), 횡단면(transverse plane)의 시ㆍ공간적 지표를 VICON Clinical Manager Software(VCM)를 이용하여 구할 수 있다.
- 이 연구에서 사용한 재활동기 검사도구의 구성은 긍정문항과 부정문항 각각 14문항으로 총 28문항이며, 대답의 형태에 따라 “예”인 경우는 1점을, “아니오”인 경우는 0점으로 처리하여 최저 0점에서 최고 28점의 범위로 나뉜다. 긍정적으로 태도변화와 동기 변화를 보이면 점수가 상승하고, 부정문항의 점수는 역환산하여 처리하였다.
- 삼차원 동작분석기를 통한 시ㆍ공간적 지표를 측정하여 뇌졸중 환자의 보행양상을 살펴보고 재활치료를 받으면서 신체적인 변화뿐만이 아닌 재활의지와 동기부여를 파악할 수 있는 심리적 변화를 측정하였다. 이 연구에서는 보행분석과 재활동기의 변화를 바탕으로 보다 효과적인 물리치료적 접근을 위한 자료를 제시하고자 하였다.
- 시ㆍ공간적 지표인 분당 발짝수, 보행속도, 걸음시간, 발짝시간, 한다리 지지기, 두다리 지지기, 걸음길이, 발짝길이는 삼차원 동작분석기를 이용하였고, 재활동기 변화는 재활동기 검사 도구를 사용하였다.
- 이 연구의 대상자는 뇌졸중 진단을 받고 2012년 6월부터 12월까지 서울에 위치한 보훈공단 B병원에서 재활 프로그램에 참여하는 22명을 대상으로 연구의 목적과 방법에 대해 설명하고 자발적 동의를 한 경우에 대상자로 선정하였다. 의무기록을 확인하여 뇌졸중 발병후 6개월이 경과한 자, 뇌혈관질환으로 한쪽에 마비가 있는 자, 동작을 이해하고 지시에 따를 수 있는 자, 보행보조도구 없이 10m이상 보행이 가능한자, 다리에 정형외과적 질환이 없는 자, 시각과 청각에 문제가 없는 자로 선별기준을 적용하였다.
- 이 연구는 뇌졸중 환자 22명을 대상으로 일반 보행훈련군 11명과 동작관찰 보행훈련군 11명으로 나누어 실험을 실시하였다. 동작관찰 보행훈련군에게는 정상보행 동영상과 자신의 보행 동영상을 시청케 하여 삼차원 동작분석으로 시ㆍ공간적 지표를 비교하여 의미를 알아보고, 재활 프로그램의 참여의지와 동기변화를 알아보기 위해 재활동기 척도로 비교분석하였다.
- 이 연구는 뇌졸중으로 인한 반마비환자의 동작관찰 보행훈련 프로그램으로 8주간 주 3회 총 24회기를 시행하였다. Crosbie 등(2004)의 연구와 같이 5분 동안 보행 비디오 영상 시청 후 10분 동안 보행훈련을 실시하고, 두 번 반복하여 총 30분 간 실시하였다.
- 이 연구에서 사용한 재활동기 검사도구의 구성은 긍정문항과 부정문항 각각 14문항으로 총 28문항이며, 대답의 형태에 따라 “예”인 경우는 1점을, “아니오”인 경우는 0점으로 처리하여 최저 0점에서 최고 28점의 범위로 나뉜다.
- 8주 후 재촬영을 통해 본인의 보행을 비교 할 수 있게 하였다. 정상 보행 비디오 영상에 자신의 보행 영상을 첨가한 것은 시각적 비디오 피드백(video feedback)을 활용하여 재활의지와 동기를 북돋워 주기 위한 하나의 방법으로 시도하였다.
대상 데이터
- 이 연구의 대상자는 뇌졸중 진단을 받고 2012년 6월부터 12월까지 서울에 위치한 보훈공단 B병원에서 재활 프로그램에 참여하는 22명을 대상으로 연구의 목적과 방법에 대해 설명하고 자발적 동의를 한 경우에 대상자로 선정하였다. 의무기록을 확인하여 뇌졸중 발병후 6개월이 경과한 자, 뇌혈관질환으로 한쪽에 마비가 있는 자, 동작을 이해하고 지시에 따를 수 있는 자, 보행보조도구 없이 10m이상 보행이 가능한자, 다리에 정형외과적 질환이 없는 자, 시각과 청각에 문제가 없는 자로 선별기준을 적용하였다.
- 시ㆍ공간적 지표 분석을 위해 VICON 512 Motion Analysis system을 사용하였다. 제품 구성은 적외선 카메라(V490512, Oxford Metrics, 영국), 힘판(OR6-5 Biomechanics Platform, Advanced Mechanical Technology, 미국), 워크스테이션(Vicon 512 Motion Analysis System, Oxford Metrics, 영국), 소프트웨어(VICON Clinical Manager Software, Oxford Metrics, 영국)이다. 적외선 카메라가 수동표식자의 움직임을 측정하여 분석하는 것으로 이 연구에서는 적외선 카메라에서 발생할 수 있는 오차를 줄이기 위해 calibration을 시행한 후 표식자의 부착위치는 Vicon protocol에 따라 Kwon 등(1998)의 연구를 참조하였다.
데이터처리
- 이 연구는 뇌졸중 환자 22명을 대상으로 일반 보행훈련군 11명과 동작관찰 보행훈련군 11명으로 나누어 실험을 실시하였다. 동작관찰 보행훈련군에게는 정상보행 동영상과 자신의 보행 동영상을 시청케 하여 삼차원 동작분석으로 시ㆍ공간적 지표를 비교하여 의미를 알아보고, 재활 프로그램의 참여의지와 동기변화를 알아보기 위해 재활동기 척도로 비교분석하였다. 시ㆍ공간적 지표 분석에서는 일반 보행훈련군의 분당 발짝수, 보행속도, 걸음길이, 발짝길이에서 증가를 보였고, 발짝시간을 제외한 걸음시간, 한다리 지지기, 두다리 지지기에서는 감소를 보였으나 걸음시간에서만 유의한 차이를 보였다(p<.
- 측정된 자료가 정규분포를 이루는지 알아보기 위해 단일 표본 콜로고르프-스미르노프(Kolmogorov-Smirnov)에 의한 검정을 실시하였고, 측정된 자료가 정규분포를 보여 모수검정을 실시하였다. 시ㆍ공간적 지표인 분당 발짝수, 보행속도, 걸음시간, 발짝시간, 한다리 지지기, 두다리 지지기, 걸음길이, 발짝길이와 재활동기의 전ㆍ후비교를 위해 대응 t 검정을 하였고, 두 군 간 변화는 독립 t-검정을 하였다. 통계학적 유의수준은 ɑ=.
- 이 연구의 자료는 SPSS(v.12.0) 통계프로그램을 이용하여 대상자들의 일반적 특성은 독립 t 검정과 빈도분석을 시행하였다. 측정된 자료가 정규분포를 이루는지 알아보기 위해 단일 표본 콜로고르프-스미르노프(Kolmogorov-Smirnov)에 의한 검정을 실시하였고, 측정된 자료가 정규분포를 보여 모수검정을 실시하였다.
- 0) 통계프로그램을 이용하여 대상자들의 일반적 특성은 독립 t 검정과 빈도분석을 시행하였다. 측정된 자료가 정규분포를 이루는지 알아보기 위해 단일 표본 콜로고르프-스미르노프(Kolmogorov-Smirnov)에 의한 검정을 실시하였고, 측정된 자료가 정규분포를 보여 모수검정을 실시하였다. 시ㆍ공간적 지표인 분당 발짝수, 보행속도, 걸음시간, 발짝시간, 한다리 지지기, 두다리 지지기, 걸음길이, 발짝길이와 재활동기의 전ㆍ후비교를 위해 대응 t 검정을 하였고, 두 군 간 변화는 독립 t-검정을 하였다.
이론/모형
- 재활동기는 성공적인 재활을 위한 필수요인 중 하나이며, 재활 프로그램의 만족도에 의해 영향을 받을 수 있다(Koo, 1993). 뇌졸중 환자의 재활동기 검사도구는 재활의 동기부여, 재활의 신뢰와 가치실현의 내용을 포함해서 수정한 재활동기 검사를 사용하였다(Kwon, 2003). 이 연구에서 사용한 재활동기 검사도구의 구성은 긍정문항과 부정문항 각각 14문항으로 총 28문항이며, 대답의 형태에 따라 “예”인 경우는 1점을, “아니오”인 경우는 0점으로 처리하여 최저 0점에서 최고 28점의 범위로 나뉜다.
- 시ㆍ공간적 지표 분석을 위해 VICON 512 Motion Analysis system을 사용하였다. 제품 구성은 적외선 카메라(V490512, Oxford Metrics, 영국), 힘판(OR6-5 Biomechanics Platform, Advanced Mechanical Technology, 미국), 워크스테이션(Vicon 512 Motion Analysis System, Oxford Metrics, 영국), 소프트웨어(VICON Clinical Manager Software, Oxford Metrics, 영국)이다.
- 제품 구성은 적외선 카메라(V490512, Oxford Metrics, 영국), 힘판(OR6-5 Biomechanics Platform, Advanced Mechanical Technology, 미국), 워크스테이션(Vicon 512 Motion Analysis System, Oxford Metrics, 영국), 소프트웨어(VICON Clinical Manager Software, Oxford Metrics, 영국)이다. 적외선 카메라가 수동표식자의 움직임을 측정하여 분석하는 것으로 이 연구에서는 적외선 카메라에서 발생할 수 있는 오차를 줄이기 위해 calibration을 시행한 후 표식자의 부착위치는 Vicon protocol에 따라 Kwon 등(1998)의 연구를 참조하였다. 검사는 8m 길이의 직선거리를 3차례 걷게 하여 분석하였다.
성능/효과
- 따라서 동작관찰 훈련 시스템을 활용하여 환자마다 다른 기능적 수준에 맞는 치료프로그램을 개발하여 뇌졸중환자에게 적용하는 것이 효과적일 수 있다고 생각된다. 결론적으로 신경학적 손상을 가진 뇌졸중 환자의 인지기능을 바탕으로 감각적 자극을 통한 운동학습이 뇌가소성을 촉진시켜 적절한 움직임의 기능을 향상시킬 수 있었고, 동작관찰 훈련은 손상된 뇌 영역의 활성화를 간접적으로 규명하는 결과를 나타내었다.
- 이 결과로 볼 때 실험에 참여한 대상자들은 인지능력이 한국형 간이 정신상태 검사에서 24점 이상이었고 대부분이 가족의 도움으로 병원생활을 하는 환자였다. 기능적으로는 독립적 보행이 가능한 상태여서 일상생활에 제한이 크지 않은 것으로 생각되며, 서울에 위치한 보훈병원에서 치료를 받는 보훈대상 환자로 경제적 부담감이 적고 발병 전 안정적인 직업을 가졌던 것으로 나타났다. 또한 동작관찰 보행훈련이라는 새로운 치료 프로그램의 적용으로 흥미를 유발시켜 참여도를 높인 것도 재활동기의 긍정적인 결과를 뒷받침 해준 것이라 할 수 있겠다.
- 동작관찰 보행훈련군에서는 모두 유의한 차이를 보였고(p<.05), 군간 변화량에서도 모두 유의한 차이를 보였다(p.05), 동작관찰 보행훈련군에서 유의한 차이가 나타났으며(p<.05) 군간 변화량에서도 유의한 차이를 보였다(p<.05).
- 분당 발짝 수는 98.06±8.67에서 99.85±8.12로, 보행속도는 .92±.05에서 .99±.05로 증가하여 유의한 차이를 보였다(p<.05).
- 시ㆍ공간적 지표 분석에서는 일반 보행훈련군의 분당 발짝수, 보행속도, 걸음길이, 발짝길이에서 증가를 보였고, 발짝시간을 제외한 걸음시간, 한다리 지지기, 두다리 지지기에서는 감소를 보였으나 걸음시간에서만 유의한 차이를 보였다(p<.05).
- 05). 이 결과로 볼 때 실험에 참여한 대상자들은 인지능력이 한국형 간이 정신상태 검사에서 24점 이상이었고 대부분이 가족의 도움으로 병원생활을 하는 환자였다. 기능적으로는 독립적 보행이 가능한 상태여서 일상생활에 제한이 크지 않은 것으로 생각되며, 서울에 위치한 보훈병원에서 치료를 받는 보훈대상 환자로 경제적 부담감이 적고 발병 전 안정적인 직업을 가졌던 것으로 나타났다.
- 이 연구에서는 일반 보행훈련군과 동작관찰 보행훈련군 모두 재활동기의 향상을 보였으나 통계학적으로는 동작관찰 보행훈련군에서 유의한 차이를 보였다(p<.05).
- 이 연구의 결과 두 군 모두 보행 속도의 증가를 보였으나 동작관찰 보행훈련군에서 유의한 차이를 보였고(p<.05), 걸음시간, 발짝시간, 한다리 지지기와 두다리 지지기는 감소를 보여 유의한 차이를 보였다(p<.05).
- 일반 보행훈련군에서 분당 발짝 수 변화량은 .72±.75, 보행속도 변화량은 .02±.03, 걸음시간 변화량은 -.01±.01, 발짝 시간 변화량은 .00±.02, 한 다리 지지기 변화량은 -.01±.02, 두 다리 지지기 변화량은 .00±.02, 걸음길이 변화량은 .01±.04, 발짝 길이 변화량은 .02±.05, 재활동기 변화량은 .45±.68이었고, 동작관찰 보행훈련군에서 분당 발짝 수 변화량은 1.80±1.53, 보행속도 변화량은 .07±.07, 걸음시간 변화량은 -.06±.07, 발짝 시간 변화량은-.04±.04, 한 다리 지지기 변화량은 -.06±.06, 두 다리 지지기 변화량은 -.05±.06, 걸음길이 변화량은 .07±.07, 발짝 길이 변화량은 .11±.11, 재활동기 변화량은 3.54±1.29로 시공간적 지표의 변화량과 재활동기 변화량 모두 유의한차이를 보였다(p<.05).
후속연구
- 그러나 현실적으로 지금까지의 보행 훈련은 제한된 공간과 변화되지 않는 환경에서 이루어지고 있기 때문에 선택적 동작능력이 증진되기 어려운 면이 있다. 그래서 현실적으로 제한된 공간에서 다양한 환경을 경험시켜 줄 수 있는 새로운 보행훈련 프로그램의 개발이 필요할 것으로 생각된다. 또한, 보행훈련 프로그램들의 방향은 포괄적인 인지치료를 포함한 뇌의 직ㆍ간접적인 자극으로 뇌 영역의 활성화를 통한 운동기능 향상에 초점이 맞춰지고 있다.
- 이처럼 신경계손상 환자를 대상으로 시각적 자극을 이용한 보행훈련과 실제로 행하는 것이 아닌 움직임의 상상만을 통한 보행훈련이 효과적이라는 선행연구의 결과들은 시각적 자극과 상상을 통합한 동작관찰 훈련이 시ㆍ공간적 지표에서 효과적이라는 본 연구의 결과를 뒷받침해 주고 있다. 따라서 동작관찰 훈련 시스템을 활용하여 환자마다 다른 기능적 수준에 맞는 치료프로그램을 개발하여 뇌졸중환자에게 적용하는 것이 효과적일 수 있다고 생각된다. 결론적으로 신경학적 손상을 가진 뇌졸중 환자의 인지기능을 바탕으로 감각적 자극을 통한 운동학습이 뇌가소성을 촉진시켜 적절한 움직임의 기능을 향상시킬 수 있었고, 동작관찰 훈련은 손상된 뇌 영역의 활성화를 간접적으로 규명하는 결과를 나타내었다.
- 연구의 제한점으로는 동작관찰 훈련을 대상자의 표본이 적어 뇌 손상 부위별 비교 분석에 아쉬움이 있었고, 뇌 영역의 활성도를 측정할 수 있는 장비를 활용해 직접적인 규명이 함께 이루어지지 못해 결과를 일반화하기에 부족함이 있다고 판단된다. 이후 후속 연구에서는 동작관찰 훈련 프로그램의 수준과 과제수행의 다양화를 모색해야 할 것이며, 훈련 프로그램의 일반화를 위해 지속적인 연구가 있어야 할 것이다.
- 연구의 제한점으로는 동작관찰 훈련을 대상자의 표본이 적어 뇌 손상 부위별 비교 분석에 아쉬움이 있었고, 뇌 영역의 활성도를 측정할 수 있는 장비를 활용해 직접적인 규명이 함께 이루어지지 못해 결과를 일반화하기에 부족함이 있다고 판단된다. 이후 후속 연구에서는 동작관찰 훈련 프로그램의 수준과 과제수행의 다양화를 모색해야 할 것이며, 훈련 프로그램의 일반화를 위해 지속적인 연구가 있어야 할 것이다.
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