[논문]균형훈련이 뇌졸중환자의 발목 근육 활성도와 정적균형에 미치는 영향

이영민; 김상철; 윤성경

doi:10.21598/jkpnfa.2014.12.4.209

문제 정의

따라서 본 연구에서는 만성 뇌졸중환자에게 균형훈련을 실시하였을 때 발목 근육의 활성도와 정적균형의 유지 시 어떠한 효과를 발휘하는지 알아보고자 하였다.
본 연구는 만성 뇌졸중환자의 균형훈련 시 발목 근육 활성도와 정적균형에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였으며, 균형훈련을 1회 20분, 1일 2회, 주 5회 6주간 실시한 후, 발목 근육 활성도와 정적균형을 알아보았다. 만성 뇌졸중환자의 균형훈련 시 근 활성도에는 영향을 주지는 않았지만 안정성지수에 효과적인 영향을 미치는 것으로 나타난 것은 ICF의 평가 기준상 구조적 수준(Structure Level)의 변화는 없었지만 기능적 수준(Functional Level)에서는 효과가 있었으며 균형훈련은 작업(Task)과 관련하여 적용하면 더욱 효과적일 것으로 사료된다.
본 연구는 편마비로 진단받은 뇌졸중 환자를 대상으로 균형훈련을 통하여 발목 근육 활성도와 정적 균형에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구 대상자는 6주간의 균형 훈련을 실시한 후 발목 주위 다리근육의 활성도와 정적균형을 알아보기 위한 안정성 지수를 비교하였다.

제안 방법

1) 발목 근육 활성도 측정 : 발목 근육 활성도 측정은 표면근전도(Tele Myo 2400T dyna mic electro myography, Noraxon Inc, U.S.A)를 이용하였다. 부착부위는 마비측 앞 정강이근 (tibialis anterior muscle)과 마비측 안쪽 장딴지근(medial gastrocnemius muscle)으로, 앞 정강이근의 근위 1/3지점과 아킬레스건(achilles tendon)과 안쪽 장딴지근이 만나는 부위에서 근위부 2 ㎝의 안쪽 장딴지근의 근배에 부착하였다.
균형능력 측정은 눈 뜨고(eyes open), 눈 감고(eyes close) 바로선 자세(standing position)와 스폰지 위에서 눈 뜨고(eyes open), 눈 감고(eyes close) 바로선 자세 (standing position)에서 지지대를 잡지 않고, 차렷 자세로 3번씩 측정하였으며, 3번 측정한 평균값을 분석에 이용하였다. 이 측정 장비의 검사자내 신뢰도는 r = .
실험자가 힘 측정판(force Plate) 에 발을 위치시키고 섰을 때 힘 측정판에 주어지는 압력에 대한 데이터는 증폭 및 필터링을 거친 후 컴퓨터로 전달되며, Tetrax 소포트웨어 프로그램을 통해 분석된다. 균형능력의 측정항목으로 안정성지수 (stability index)를 측정하였으며 수집한 데이터는 체중에 대한 백분율(%)로 기록하였다.
Lee 등(2008)은 균형훈련 시 발목강화 운동보다 발목전략 운동이 자세조절에 효과적이라고 하였고, 이 연구에 사용된 균형훈련 프로그램을 참고하여 수정 보완한 후 실시하였다. 균형훈련 전 발목 근육 활성도와 균형능력을 측정하였으며, 6주간의 균형훈련 후 재측정 하였다. 균형훈련은 4개의 세부항목을 편평한 바닥에서 2회, 균형패드(balance pad, Airex, Swiss)에서 2회로 총 20분간 실시하였다(Table 1).
균형훈련 전 발목 근육 활성도와 균형능력을 측정하였으며, 6주간의 균형훈련 후 재측정 하였다. 균형훈련은 4개의 세부항목을 편평한 바닥에서 2회, 균형패드(balance pad, Airex, Swiss)에서 2회로 총 20분간 실시하였다(Table 1).
근전도(EMG) 신호의 표본 추출률(sampling rate)은 1000Hz로 설정하였고 대역통과필터(Band pass filter)를 이용하여 20∼500 Hz로 필터링하였으며, 60Hz 노치필터(notch filter)를 사용하였다.
2) 균형능력 측정 : 균형능력 측정은 Tetrax Portable Multiple System (Tetrax, Tetrax Ltd, Israel)을 사용하였다(Kohen-Raz, 1991). 실험자가 힘 측정판(force Plate) 에 발을 위치시키고 섰을 때 힘 측정판에 주어지는 압력에 대한 데이터는 증폭 및 필터링을 거친 후 컴퓨터로 전달되며, Tetrax 소포트웨어 프로그램을 통해 분석된다. 균형능력의 측정항목으로 안정성지수 (stability index)를 측정하였으며 수집한 데이터는 체중에 대한 백분율(%)로 기록하였다.
본 연구는 편마비로 진단받은 뇌졸중 환자를 대상으로 균형훈련을 통하여 발목 근육 활성도와 정적 균형에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구 대상자는 6주간의 균형 훈련을 실시한 후 발목 주위 다리근육의 활성도와 정적균형을 알아보기 위한 안정성 지수를 비교하였다. Geiger 등(2001)의 연구에서 시각적 되먹임과 전통적 물리치료 운동프로그램을 제공한 결과 균형능력이 증가되었으며 Kim(2002)의 연구에서도 하지 재정렬 운동치료를 실시한 결과 균형능력이 증가한 것으로 나타났다.

대상 데이터

본 연구에 참가한 참가자들은 뇌졸중 진단을 받은 환자 12명으로 성별은 남자 4명(33.3%), 여자 8명 (66.7%)이었으며, 진단명은 뇌경색 3명(25%), 뇌출혈 9명(75%)이었으며. 마비 부위는 좌측 마비 7명 (58.
연구대상자는 강원도에 위치한 H대학병원과 K병원과 그리고, R의원에 뇌졸중으로 진단 받고 입원중인 뇌졸중 환자 12명을 임의로 선정하였고 실험에 참여하기 전, 환자(본인)과 보호자에게 본 연구의 목적을 설명하고 자발적으로 참여에 동의하였다.
서 있는 자세에서 발목 근육 활성도를 측정하기 위해 대상자는 맨발로 5초간 선 자세를 유지하였다. 이때 마비측 앞 정강이근과 마비측 안쪽 장딴지근에서 측정되는 근전도 값에서 시작과 끝날 때의 각 1초를 제외한 3초간의 데이터를 분석에 이용하였다. 각 근육에서 측정된 근 활성도 신호는 제곱 평균 제곱값으로 처리하여 최대 수의 등척성 수축(MVIC)의 평균제곱 값에 대한 백분율로 표준화하였다(%MVIC).

데이터처리

이때 마비측 앞 정강이근과 마비측 안쪽 장딴지근에서 측정되는 근전도 값에서 시작과 끝날 때의 각 1초를 제외한 3초간의 데이터를 분석에 이용하였다. 각 근육에서 측정된 근 활성도 신호는 제곱 평균 제곱값으로 처리하여 최대 수의 등척성 수축(MVIC)의 평균제곱 값에 대한 백분율로 표준화하였다(%MVIC).
6주간 실시한 균형훈련에서 발목 근육 활성도의 실험 전⋅후 비교 결과는 Table 3에 제시된 바와 같았다. 근 활성도 비교는 %MVIC를 사용하였다. 마비측 앞 정강이근에서는 균형훈련 전 20.
본 연구에서 수집된 자료는 WINDOW용 PASW ver. 18.0 프로그램을 이용하여 대상자의 일반적 특성은 기술통계로 하였으며, 실험 전과 후의 차이에 대한 결과를 대응표본 짝비교(Paired t-test)로 분석하였다. 통계적 유의수준은 0.

이론/모형

2) 균형능력 측정 : 균형능력 측정은 Tetrax Portable Multiple System (Tetrax, Tetrax Ltd, Israel)을 사용하였다(Kohen-Raz, 1991). 실험자가 힘 측정판(force Plate) 에 발을 위치시키고 섰을 때 힘 측정판에 주어지는 압력에 대한 데이터는 증폭 및 필터링을 거친 후 컴퓨터로 전달되며, Tetrax 소포트웨어 프로그램을 통해 분석된다.

성능/효과

6주간 실시한 균형훈련에서 TETRAX의 안정성 지수에 대한 실험 전⋅후 비교 결과는 눈 뜨고 선 자세 (NO)에서는 균형훈련 전 22.45 ± 4.31점에서 균형훈련 후 21.05 ± 4.19점으로 감소하였으며, 스폰지 위에서 눈 뜨고 선 자세(PO)에서는 균형훈련 전 28.03 ± 6.01점에서 균형훈련 후 27.01 ± 6.03점으로 감소하여 유의한 차이가 있었다(p<0.05).
그러나 눈 감고 선 자세(NC)에서는 균형훈련 전 31.57 ± 9.28점에서 균형훈련 후 30.52 ± 10.04점으로 감소하였고, 스폰지 위에서 눈감고 선 자세(PC)에서는 균형훈련 전 32.37 ± 7.51점에서 균형훈련 후 32.25 ± 7.26점으로 감소하였지만 유의한 차이가 없었다(Table 4).
마비측 앞 정강이근에서는 균형훈련 전 20.26 ± 3.83%에서 균형훈련 후 20.23 ± 3.49%로 감소하였으며, 마비측 안쪽 장딴지근에서는 균형훈련 전 24.87 ± 4.59%에서 균형훈련 후 25.51 ± 5.11%로 증가하였지만 모두 유의한 차이가 없었다(Table 3).
또한, 균형훈련에 적용한 불안정지지면은 안정지지면에 비해 전후방향으로 자세동요가 증가하게 되므로, 전후방향에서의 안정성이 증가하게 되며, 감각 통합능력을 향상시켜 균형능력이 향상된다고 하였다(Bayouk et al, 2006; Onigbinde et al, 2009; Patel et al, 2008). 방법적으로는 틀리지만 이와 유사한 균형평가의 결과로 본 실험에서도 균형 훈련이 신체 안정성을 증가시켜준다고 보여진다. Park 등(2013)은 불안정한 지면에서 일어서기 동작훈련 시 슬관절 근육의 활성도가 높아졌고 균형 능력도 향상되었다고 보고하였다.
본 연구에서의 결과를 고찰하면, 만성 뇌졸중환자의 균형훈련 시 발목 근육 활성도에는 영향을 주지는 않았지만 균형능력 측정도구였던 안정성지수에 효과적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 하지만 대상 선정 조건에 충족하는 일부의 환자만을 대상으로 하였으므로 모든 뇌졸중으로 인한 편마비 환자에게 일반화하기는 어려우며 이후의 연구에서는 균형 훈련 시 이의 효과를 증명할 수 있는 다양한 변수 선정에 주의를 기울여야할 필요가 있다고 생각한다.

후속연구

하지만 대상 선정 조건에 충족하는 일부의 환자만을 대상으로 하였으므로 모든 뇌졸중으로 인한 편마비 환자에게 일반화하기는 어려우며 이후의 연구에서는 균형 훈련 시 이의 효과를 증명할 수 있는 다양한 변수 선정에 주의를 기울여야할 필요가 있다고 생각한다. 또한 연구대상자의 수를 늘려 검증 연구가 필요하다고 사료된다.
Park 등(2013)은 불안정한 지면에서 일어서기 동작훈련 시 슬관절 근육의 활성도가 높아졌고 균형 능력도 향상되었다고 보고하였다. 이는 본 연구에서 무릎 근육과 대퇴 근육에 대해 측정하지 않아 균형에 영향을 줄 수 있는 일부 요인을 확인하지 못한 제한점이 있다.
본 연구에서의 결과를 고찰하면, 만성 뇌졸중환자의 균형훈련 시 발목 근육 활성도에는 영향을 주지는 않았지만 균형능력 측정도구였던 안정성지수에 효과적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 하지만 대상 선정 조건에 충족하는 일부의 환자만을 대상으로 하였으므로 모든 뇌졸중으로 인한 편마비 환자에게 일반화하기는 어려우며 이후의 연구에서는 균형 훈련 시 이의 효과를 증명할 수 있는 다양한 변수 선정에 주의를 기울여야할 필요가 있다고 생각한다. 또한 연구대상자의 수를 늘려 검증 연구가 필요하다고 사료된다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	뇌졸중이란?	뇌졸중이란 뇌혈관의 허혈성 또는 출혈성 원인으로 대뇌 기능이 소실되어 다양한 증상이 동반되는 질환이다(Peurala et al, 2007). 뇌졸중환자는 뇌손상 부위와 정도에 따라 운동, 감각장애 그리고 언어, 인지 등에 손상을 주게 되어 불안, 우울, 좌절과 같은 정서적 장애를 복합적으로 동반하며, 일상생활에 많은 장애를 나타낸다(Gwon & Lee, 2003).
	발목 근육 활성도 측정을 위해 표면근전도는 어디에 부착되는가?	A)를 이용하였다. 부착부위는 마비측앞 정강이근 (tibialis anterior muscle)과 마비측 안쪽 장딴지근(medial gastrocnemius muscle)으로, 앞 정강이 근의 근위 1/3지점과 아킬레스건(achilles tendon)과 안쪽 장딴지근이 만나는 부위에서 근위부 2 ㎝의 안쪽 장딴지근의 근배에 부착하였다. 수집된 표면근전도(surface EMG) 신호는 디지털 신호로 Myoresearch-XP 1.
	균형 또는 자세의 안정성이 의미하는 것은?	일반적으로 균형 또는 자세의 안정성은 정적인 동작을 유지시키고 원하는 동작을 안전하게 수행하기 위해 지지면 내에 신체 중심을 유지하는 것을 의미한다. 이러한 균형능력은 기능적인 행동을 위해 필수적인 것으로 앉기, 일어서기, 걷기 등에서 작용하고 (Yavuzer et al, 2006), 균형을 유지하고 조절하기 위한 고유수용성 감각, 시각, 전정 감각 등의 상호 작용이 조화를 이루어야 한다(Chen et al, 2008).

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