[논문]물리치료사에 의해서 실시되는 도수수동 운동이 자율신경계에 미치는 영향

김인배; 김충유; 김은경; 신한기; 강종호

doi:10.13066/kspm.2015.10.1.9

물리치료사에 의해서 실시되는 도수수동 운동이 자율신경계에 미치는 영향
The Effects of Manual Passive Exercise Performed by Physical Therapists on Autonomic Nervous System 원문보기

대한물리의학회지 = Journal of the korean society of physical medicine, v.10 no.1, 2015년, pp.9 - 14

김인배 (부산가톨릭대학교 대학원 물리치료학과) , 김충유 (부산가톨릭대학교 물리치료학과) , 김은경 (서남대학교 물리치료학과) , 신한기 (부산가톨릭대학교 대학원 물리치료학과) , 강종호 (부산가톨릭대학교 물리치료학과)

Abstract ▼ AI-Helper

PURPOSE: The purpose of this study was to investigate the effects of ten minutes of manual passive exercise performed by physical therapists on autonomic nervous system. METHODS: Thirty-five healthy adults, both male and female, were chosen as subjects for this study. The autonomic nervous system was measured by heart rate variability (HRV),before and after passive exercise using the following measurements: mean heart rate (mean HRT), low frequency (LF) and high frequency (HF) components, the LF/HF ratio, root mean square of the successive differences (RMSSD), and the HRV index. The exercise was performed on the subjects by a physical therapist with seven years of experience specializing in the nervous system. The exercise was conducted at the mid-range of motion on the upper and lower limbs of the subjects for two minutes and thirty seconds and for a total of ten minutes. RESULTS: There was a significant increase in the LF component. The mean HRT and the LF/HF ratio both increased, but these increases were not significant. The HF component, RMSSD, and HRV index all decreased, but these decreases were not significant. CONCLUSION: In conclusion, mid-range manual passive exercise does not induce stress on the autonomic nervous system. It can safely be performed by a physical therapist.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 비해서 물리치료사가 직접 시행하는 도수 수동운동에 대한 심혈관계의 영향은 많은 관심을 받지못하고있으며, 충분한 근거가 마련되어 있지 않다. 따라서 본 연구는 숙련된 물리치료사에 의해서 조심스럽게 조절되는 도수 수동운동이 심혈관계 스트레스에 미치는 영향을 알아보고 도수 수동운동 처방의 과학적 근거를 제시하고자 한다.
본 연구는 정상 성인을 대상으로 도수 수동운동 적용에 따른 자율신경계의 영향을 알아보고자 수행하였고, 자율신경계에 영향을 미칠 수 있는 여러 변수들을 통제하기 위해 10분 동안 의자에 앉아 안정을 취하도록 하는 등 최대한의 노력을 하였다. 그럼에도 불구하고 물리치료사가 대상자의 팔과 다리를 잡고 수동운동을 실시한 결과, 유의한 교감신경계 활성의 증가와 비록 유의하지 않지만 심박수의 증가를 보였다.

제안 방법

실험은 오후 5시 저녁식사를 마친 후 2시간이 지난 오후 7시부터 실시하였으며, 실험이 시작되기 10분전에 실험실에 배치된 의자에 앉아 안정을 취하도록 하였다. HRV의 측정에 사용한 기기는 Ubioclipv70(Biosense creative, 대한민국)으로 좌측 검지 손가락에펄스옥시미터(pulsoximeter)를부착하여 HRV를 측정하였다(Figure 1).측정자세는 의자에 앉은 자세로 10분간의 안정을 취한 후, 테이블 위에 팔을 올려 심장 높이로유지되는 자세를 취했다.
이어서 하지는 하퇴과 뒤꿈치를 잡고 슬관절과고관절을 굴곡, 신전시키고 이어서 고관절을 외전 내전 그리고 회전 시켰다. 각 운동은 한지절마다 2분30초씩 실시하였다. 사지 모두 운동을 완료하는데 걸리는 시간은 10분이었다.
실험실 온도는 23℃, 습도는 65%로 유지하였고 외부의 소음을 모두 차단하였다. 그리고 대상자에게 실험 하루 전부터 음주와 카페인 섭취, 흡연, 그리고 무리한 운동을 제한시켰다. 실험은 오후 5시 저녁식사를 마친 후 2시간이 지난 오후 7시부터 실시하였으며, 실험이 시작되기 10분전에 실험실에 배치된 의자에 앉아 안정을 취하도록 하였다.
이후 대상자를 침대에 편안하게 눕혔다. 도수 수동운동은 임상경력 7년차의 신경계 전문 물리치료사가 수행하였으며, 임상에서 일반적으로사용되는수동관절운동기법에 맞추어 다음과 같은 방법으로 실시하였다. 물리치료사가 상완과 전완을 잡고, 견관절과 주관절을 굴곡 신전 시킨 뒤, 이후 견관절을 외전과 내전 그리고 회전 시켰다.
도수 수동운동은 임상경력 7년차의 신경계 전문 물리치료사가 수행하였으며, 임상에서 일반적으로사용되는수동관절운동기법에 맞추어 다음과 같은 방법으로 실시하였다. 물리치료사가 상완과 전완을 잡고, 견관절과 주관절을 굴곡 신전 시킨 뒤, 이후 견관절을 외전과 내전 그리고 회전 시켰다. 이어서 하지는 하퇴과 뒤꿈치를 잡고 슬관절과고관절을 굴곡, 신전시키고 이어서 고관절을 외전 내전 그리고 회전 시켰다.
그리고 대상자에게 실험 하루 전부터 음주와 카페인 섭취, 흡연, 그리고 무리한 운동을 제한시켰다. 실험은 오후 5시 저녁식사를 마친 후 2시간이 지난 오후 7시부터 실시하였으며, 실험이 시작되기 10분전에 실험실에 배치된 의자에 앉아 안정을 취하도록 하였다. HRV의 측정에 사용한 기기는 Ubioclipv70(Biosense creative, 대한민국)으로 좌측 검지 손가락에펄스옥시미터(pulsoximeter)를부착하여 HRV를 측정하였다(Figure 1).
우리는 본 연구에서 HRV에 영향을 미칠 수 있는 외부 변수를 최대한 통제하였다. 실험실 온도는 23℃, 습도는 65%로 유지하였고 외부의 소음을 모두 차단하였다.

대상 데이터

본 연구는 심혈관계 및 자율신경계, 호흡계 및 정형계 질환, 그리고 비만 및 대사성질환 병력이 없는 건강한 성인 35명(남자 18명, 여자 17명)을 대상으로 수행하였다. 대상자의 평균 연령은 28±8세이며, 평균 체중은 62±11kg, 그리고 평균 신장은 167±2cm이다.

데이터처리

측정자세는 의자에 앉은 자세로 10분간의 안정을 취한 후, 테이블 위에 팔을 올려 심장 높이로유지되는 자세를 취했다.HRV는 2회 사전 측정하고 측정값의 평균을 구하였다. 이후 대상자를 침대에 편안하게 눕혔다.
0 통계프로그램을사용하여 통계처리 하였다. 모든 데이터는 평균과 표준편차로 기술하였으며, 수동운동 전과 후의 값을 비교하기 위하여 대응표본 t검정을 실시하였다. 통계학적 유의수준 α는 .
본연구에서얻어진 모든 데이터는 윈도우용SPSS 12.0 통계프로그램을사용하여 통계처리 하였다. 모든 데이터는 평균과 표준편차로 기술하였으며, 수동운동 전과 후의 값을 비교하기 위하여 대응표본 t검정을 실시하였다.
수동운동이 끝난 직후 사전측정방법과 동일한 방법으로 HRV를 2회 측정하고 평균값을 산출하였다(Figure 2). 산출된 값은 평균 심박수,교감신경의 주파수 영역을 반영하는 LF, 부교감신경의 주파수 영역을 반영하는 HF와 교감신경과 부교감신경 활성화 비율을 반영하는 LF/HF ratio, 그리고 미주신경의 활성을 반영하는 RMSSD와 HRV index이다.
운동을 실시하는 동안 불편감이 있다면 이 보다 작은 범위에서 실시하였다. 수동운동이 끝난 직후 사전측정방법과 동일한 방법으로 HRV를 2회 측정하고 평균값을 산출하였다(Figure 2). 산출된 값은 평균 심박수,교감신경의 주파수 영역을 반영하는 LF, 부교감신경의 주파수 영역을 반영하는 HF와 교감신경과 부교감신경 활성화 비율을 반영하는 LF/HF ratio, 그리고 미주신경의 활성을 반영하는 RMSSD와 HRV index이다.

성능/효과

즉, 본 연구에서 HF의 감소가 두드러지지 않았다. 그 결과, 수동운동의 적용은 교감신경 활성의 증가나 부교감신경 활성의 감소가 두드러지게 나타나지 않았다는 것을 나타낸다. 그리고 부교감신경의 활성 정도를 평가하는 RMSSD와 심장의 역동성을 평가하는 HRV index도 감소하였으나 유의하지 않았다(Kleiger 등, 1992).
Thelandersson 등(2012)은 집중치료실에 입원중인 중환자와 정상인을 대상으로 하지 수동운동을 수행하였는데, 수동운동 전과 후에 총대퇴동맥의 혈류속도와 혈관저항, 그리고 혈압과 심박수를 측정하였다. 그 결과, 중환자의 경우 수동운동 전과 후에 유의한 차이가 없었으나, 정상인의 경우 수동운동 후 수축기혈압 그리고 평균 혈압의 증가를 보였다. 이는 본 연구의 결과와 유사한 것으로 생각되며, 정상인의 경우 의식이 명료하므로 신경계 고위중추가 수동운동을 수행한다는 것을 인식하여 자율신경계에 영향을 미친 것으로 생각된다.
오히려 자율신경계와 심장에 어떤 영향을 미치는지 알아보는 연구들은 부족하였다. 본 연구는 상하지 도수 수동운동 시 심장의 기능에 영향을 미치는 자율신경계에 대한 영향을 알아보았고, 그 결과 교감신경이 활성화되고 약간의 심박수 증진이 나타났다. 즉, 심박수의 증가가 일어났으므로, 사지혈액의 순환 또한 증진될 가능성이 있음으로 사료된다.
본 연구에서는 물리치료사들이 세심하게 조절하며 수행하는 도수 수동운동이 안전하였다는 것을 보여주었다. 또한, 수동운동에 의한 대뇌혈류 및 사지혈류 증진의 가능성을 보았는데, 추후 연구에서는 다양한 방법의 연구를 통해서 도수 수동운동의 과학적 근거를 수립해야 할 것이다.
Gladwell과Coote(2002)는 인체에서 근육의 신장 시 심박수와 혈압이 증가됨을 보고하였다. 즉, 인체에서도 중추명령 없이 근육의 자극에 의한 피드백으로 심혈관 중추가 영향을 받을 수 있다는 것을 시사하며, 본 연구의 결과 또한, 운동 감수기의 자극 반응이 자율신경계에 영향을 미쳤을 것으로 생각된다.

후속연구

또한, Achugbue (2009)는 수동운동의 수행이 대뇌혈류를 개선시킬 수 있음을 보고하였는데, 이에 수동운동이 사지의 혈류뿐만 아니라 대뇌혈류가 증진될 수 있을 것이라 생각된다. 따라서 우리는 이에 대한 근거를 추후 명확한 실험을 통해서 좀 더 알아봐야 될 것이다.
본 연구에서는 물리치료사들이 세심하게 조절하며 수행하는 도수 수동운동이 안전하였다는 것을 보여주었다. 또한, 수동운동에 의한 대뇌혈류 및 사지혈류 증진의 가능성을 보았는데, 추후 연구에서는 다양한 방법의 연구를 통해서 도수 수동운동의 과학적 근거를 수립해야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	운동치료는 어떻게 구분할 수 있는가?	물리치료에서 가장 널리 중대되는 운동치료는 능동운동과 수동운동으로 구분되어 시행되고 있으며, 신경계, 정형계 및 호흡계 질환, 그리고 수술 후 재활에서 공통적으로 수행되고 있다(Zeppos 등, 2007). 능동운동은 대상자가독립적으로 근육을 수축할 수 있는 상태에서 수행된다.
	수동운동 시, 운동을 한다는 생각만으로도 심박수가 빨라지는데 그 원인은 무엇으로 추측할 수 있는가?	즉, 수동운동 시 운동을 수행한다는 생각을 시작하면 곧바로 심장의 교감신경계 활성과 부교감신경계의 억제가 발생되는데, 이에 심박수가 빨라지면서 운동에 대비하게 되는 것이다. 이 같은 기전은 신경계 고위 중추에 의한 중추명령에 의한 것으로, 중추명령이 자율신경계에 영향을 미친 것으로 생각된다(Williamson, 2010). Thelandersson 등(2012)은 집중치료실에 입원중인 중환자와 정상인을 대상으로 하지 수동운동을 수행하였는데, 수동운동 전과 후에 총대퇴동맥의 혈류속도와 혈관저항, 그리고 혈압과 심박수를 측정하였다.
	신체 자율신경계는 어떤 기능을 수행하고 있는가?	자율신경계는 신체 내부와 외부에서 발생되는 다양한 스트레스에 적절히 대응하여 생리적 항상성을 유지시키며, 심장은 자율신경계 지배를 받아 환경 변화에 역동적으로 대처하고 있다(Lee과 Chung, 2006). 실제로 교감신경이 항진되고 부교감신경이 억제되는 자율신경계의 불균형 상태가 지속될 경우, 심혈관계 사고가 증가됨이보고되었다(Jang 등, 2001).

참고문헌 (15)

Achugbue FS.The effects of therapeutic passive movement on cardiovascular response in stroke patients.Research journal of medical sciences. 2009;3(1):12-5.
Amidei C, Sole ML. Physiological responses to passive exercise in adults receiving mechanical ventilation. Am J Crit Care. 2013;22(4):337-48.

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Gladwell VF, Coote JH. Heart rate at the onset of muscle contraction and during passive muscle stretch in humans: a role for mechanoreceptors. J Physiol. 2002;540( 3):1095-102.

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Gosselink R, Bott J, Johnson M, et al. Physiotherapy for adult patients with critical illness: recommendations of the European Respiratory Society and European Society of Intensive Care Medicine Task Force on Physiotherapy for Critically Ill Patients. Intensive Care Med. 2008;34(7):1188-99.

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Lee TK, Chung WH. Vestibular influences on autonomic regulation. J korean balance soc. 2006;5(2):329-35.
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Thelandersson A, Volkmann R, Cider A. Blood flow velocity and vascular resistance during passive leg exercise in the critically ill patient. ClinPhysiolFunct Imaging. 2012;32(5):338-42.
Williamson JW. The relevance of central command for the neural cardiovascular control of exercise.Exp Physiol. 2010;95(11):1043-8.

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Zeppos L, Patman S, Berney S, et al. Physiotherapy in intensive care is safe: an observational study. Aust J Physiother. 2007;53(4):279-83.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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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