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문제 정의
- 선행 연구에서 살펴 본 바와 같이 중간볼기근 강화훈련이나 외재적 피드백 제공을 통한 운동 학습의 효과들은 각각 보고 되었으나, 중간볼기근 강화와 외재적 피드백 운동 학습 훈련을 함께 시행하였을 때 뇌졸중 환자의 하지 근 기능 및 균형 능력 향상에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 중간볼기근 강화 훈련 시 압력 바이오피드백 기구를 통한 외재적 피드백 제공이 뇌졸중 환자의 근력, 근지구력, 그리고 균형능력 향상에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다.
- 본 연구는 뇌졸중 환자의 균형능력에 있어 필수적인 중간볼기근의근 기능 회복을 위하여 중간볼기근 강화 훈련 시 압력 바이오피드백 기구를 통한 외재적 피드백 제공이 뇌졸중 환자의 근력, 근지구력, 그리고 균형능력향상에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다.
제안 방법
- PBU (Chattanooga Stabilizer, Chattanooga Group Inc., USA)를 적용하여 중간볼기근 강화 훈련을 시행하는 동안, 탄력 주머니(elastic bag)를 매트와 허리부분 사이에 놓고, 압력을 40 mmHg 까지 부풀려 이를 표적 압력으로 하였다.
- 각 집단의 균형 능력을 평가하기 위해, 버그 균형 척도, 옆으로 팔 뻗기 검사, 안정성 한계 속도를 측정하였다. PBU 중간볼기근 강화군, 일반적 중간볼기근 강화군에서 중재 전과 비교하여 중재 후 버그 균형 척도 점수가 유의하게 증가하였으며(p < 0.
- 각 집단의 하지 근 기능을 평가하기 위해 근력과 근지구력을 측정하였다. 중재 전후 집단 내 근력을 비교한 결과 PBU 중간볼기근 강화군과 일반적 중간볼기근 강화군에서는 유의한 증가를 보였고(p < 0.
- 대상자는 PBU의 아날로그 게이지를 통해 시각 되먹임을 제공 받고, 엉덩관절을 벌림 하는 동안 표적 압력을 유지하여 몸통의 불필요한 움직임을 억제하도록 하였다. 검사자는 압력의 변동을 함께 모니터 하였다. 호흡으로 인한 압력의 변화는 오차범위 ± 5 mmHg로 하였다(Figure 1C, D).
- 훈련 중 압력의 감소는 주머니와 몸통이 떨어져서 움직이는 것을 나타내고 압력의 증가는 주머니와 몸통이 밀착 하여 움직이는 것을 나타낸다. 대상자는 PBU의 아날로그 게이지를 통해 시각 되먹임을 제공 받고, 엉덩관절을 벌림 하는 동안 표적 압력을 유지하여 몸통의 불필요한 움직임을 억제하도록 하였다. 검사자는 압력의 변동을 함께 모니터 하였다.
- 비마비측 다리는 편안함과 안정성을 위하여 골반의 움직임이 일어나지 않는 범위에서 엉덩관절과 무릎관절을 굽힘 하도록 하였다. 마비측 다리는 골반이 뒤돌림 되지 않는 범위 내에서 무릎을 완전히 폄한 상태로 엉덩관절 벌림을 실시하였다(Figure 1A, B).
- 중간볼기근의 근력은 휴대용 근력계(Hand-held Dynamometer, JTech Medical, USA)를 이용하여, 엉덩관절 벌림 시 등척성 수축에 대한 근력을 측정하였다. 본 연구에서는 연속 3회 측정한 값의 평균을 측정값으로 사용하였다. 단위는 뉴턴(N)으로 기록하였다.
- 중간볼기근 강화 훈련을 위해, 각 대상자는 치료용 매트에 비마비측이 아래쪽으로 오도록 옆으로 누워 마비측몸통과 골반, 다리가 일직선상에 정렬되도록 하였다. 비마비측 다리는 편안함과 안정성을 위하여 골반의 움직임이 일어나지 않는 범위에서 엉덩관절과 무릎관절을 굽힘 하도록 하였다. 마비측 다리는 골반이 뒤돌림 되지 않는 범위 내에서 무릎을 완전히 폄한 상태로 엉덩관절 벌림을 실시하였다(Figure 1A, B).
- 연구 기간 동안 모든 대상자는 군에 상관없이 일반적인 신경계 물리치료를 30분씩 주 5회 실시하였으며(대조군), PBU 중간볼기근 강화군과 일반적 중간볼기근 강화군는 추가적으로 중간볼기근 강화 훈련을 20분씩, 주 3회 실시하였다. 사전 평가로 근력, 근지구력, 균형능력 평가를 실시하였다. 중재후에 사전 평가했던 항목을 재평가하였다.
- 선정 기준에 의해 선별된 뇌졸중 환자 27명을 PBU 중간볼기근 강화군, 일반적 중간볼기근 강화군과 대조군으로 각각 9명씩 무작위 배정하였다. 본 연구의 중재기간은 총 4주이다.
- 본 연구의 중재기간은 총 4주이다. 연구 기간 동안 모든 대상자는 군에 상관없이 일반적인 신경계 물리치료를 30분씩 주 5회 실시하였으며(대조군), PBU 중간볼기근 강화군과 일반적 중간볼기근 강화군는 추가적으로 중간볼기근 강화 훈련을 20분씩, 주 3회 실시하였다. 사전 평가로 근력, 근지구력, 균형능력 평가를 실시하였다.
- 의 원리를 이용하여 측정하였다. 옆으로 누운 자세에서 몸통을 벨트로 고정하고 마비측 엉덩관절을 최대 관절 가동범위의 중간위치에 놓은 자세에서 다리가 구부러지지 않고 수평면으로 떨어질 때까지의 시간(second)을 측정하였다. 본 연구에서는 연속 3회 측정한 값의 평균을 측정값으로 사용하였다.
- 중간볼기근 강화 훈련을 위해, 각 대상자는 치료용 매트에 비마비측이 아래쪽으로 오도록 옆으로 누워 마비측몸통과 골반, 다리가 일직선상에 정렬되도록 하였다. 비마비측 다리는 편안함과 안정성을 위하여 골반의 움직임이 일어나지 않는 범위에서 엉덩관절과 무릎관절을 굽힘 하도록 하였다.
- 중간볼기근의 근력은 휴대용 근력계(Hand-held Dynamometer, JTech Medical, USA)를 이용하여, 엉덩관절 벌림 시 등척성 수축에 대한 근력을 측정하였다. 본 연구에서는 연속 3회 측정한 값의 평균을 측정값으로 사용하였다.
- 사전 평가로 근력, 근지구력, 균형능력 평가를 실시하였다. 중재후에 사전 평가했던 항목을 재평가하였다.
- 벌림 하는 다리는 환자가 최대로 움직일 수 있는 범위 내에서 움직이도록 하였고 30도 이상 넘어가지 않도록 하였다. 훈련단계는 엉덩관절 벌림을 등척성(isometric) 운동으로 10분간 실시하고, 이어서 동심 수축과 편심 수축을 포함한 등장성(isotonic) 운동으로 10분간 실시하였다. 등척성 운동 시 치료사가 환자의 엉덩관절 벌림 중간 범위를 만들어준 상태에서 자세를 유지하도록 하였고, 등장성 운동 시 능동보조운동으로 시행하다가 점차 독립적으로 시행해 나갔다.
대상 데이터
- 본 연구는 대전에 소재한 D재활병원에서 입원 치료를 받고 있는 뇌졸중 환자 중 실험에 참여하기로 동의한 27명을 선정하였으며, 선정 기준은 뇌졸중으로 유병기간이 6개월 이상인자, 엉덩관절 벌림 근력이 Fair 이상인 자, 연구자가 지시하는 내용을 이해하고 따를 수 있는 한국형 간이정신상태 판별검사(MMSE-K) 점수가 24점 이상인자로 선정하였다. 시각적 또는 청각적 결함이 있는 자, 골반 및 양 하지에 정형외과적 질환이 있는 자, 심각한 심혈관계문제가 있는자는 대상자에서 제외하였다.
- 본 연구에 참여한 연구대상자는 총 27명으로 대상자의 일반적 특징은 Table 1과 같았다. 세 군간 대상자의 나이, 성별, 몸무게, 키, 발병 기간, 이환 측, 한국판 간이 정신 상태 검사에서 유의한 차이가 없었다(p> 0.
- 힘판의 압력감지기는 총 1,600개로 구성되어 있으며, 압력감지기 하나의 크기는 10×10 mm이었다.
데이터처리
- 0 프로그램을 이용하였다. PBU 중간볼기근 강화군, 일반적 중간볼기근 강화군 그리고 대조군의 그룹과 시점별 근력, 근지구력 그리고 균형능력을 비교분석하기 위하여 이요인 반복측정 분산분석(two-way ANOVA with repeated measure-ment)을 실시하였다. 또한 중재별 전후 변화량의 차이를 알아보기 위해서 일원배치 분산분석을 실시하였고, 사후 검사는 Scheffe 검사로 실시하였다.
- PBU 중간볼기근 강화군, 일반적 중간볼기근 강화군 그리고 대조군의 그룹과 시점별 근력, 근지구력 그리고 균형능력을 비교분석하기 위하여 이요인 반복측정 분산분석(two-way ANOVA with repeated measure-ment)을 실시하였다. 또한 중재별 전후 변화량의 차이를 알아보기 위해서 일원배치 분산분석을 실시하였고, 사후 검사는 Scheffe 검사로 실시하였다. 모든 검사에서 통계학적 유의수준은 0.
이론/모형
- BioRescue (RM ingenierie, France)는 정적 자세조절 능력을 확인하기 위해 자세동요를 측정하고, 동적 자세조절 능력을 확인하기 위해 안정성 한계를 검사하는데 사용하였다. BioRescue은 610×580×10 mmn의 힘판과 연결된 컴퓨터 및 93×52 cm 크기의 모니터로 구성되어 있다.
- 균형 능력을 평가하기 위하여 BioRescue, 버그균형척도(Berg Balance Scale, BBS), 옆으로 팔뻗기검사(Lateral Leach Test, LRT)를 이용하였다.
- 중간볼기근의 근지구력은 소렌슨검사(Sorenson test)24의 원리를 이용하여 측정하였다. 옆으로 누운 자세에서 몸통을 벨트로 고정하고 마비측 엉덩관절을 최대 관절 가동범위의 중간위치에 놓은 자세에서 다리가 구부러지지 않고 수평면으로 떨어질 때까지의 시간(second)을 측정하였다.
성능/효과
- PBU 중간볼기근 강화군, 일반적 중간볼기근 강화군에서 중재 전과 비교하여 중재 후 버그 균형 척도 점수가 유의하게 증가하였으며(p < 0.05), 옆으로 팔 뻗기 검사는 PBU 중간볼기근 강화군에서만 유의한 증가를 보였다(p < 0.05).
- 또한 PBU 중간볼기근 강화군은 중재 전후 유의한 안정성 한계속도 감소를 보였다. 그룹간 유의한 차이는 없었으나 상당한 속도감소를 보이면서 신경근 조절 능력의 향상을 보였다. 이러한 결과를 통해 뇌졸중 환자에게 하지근기능과 균형 능력 향상을 위해 압력 바이오피드백 기구를 이용한 선택적 중간볼기 근강화가 효과적이라고 제안할 수 있겠다.
- 그리고 세 집단 간 전후 변화량 차이를 비교한 결과 집단 간에 유의한 차이를 보였다 (p < 0.05).
- 본 연구에서는 PBU 중간볼기근 강화군이 일반적 중간볼기근 강화군과 대조군 보다 중간볼기근 의 근력, 근지구력에 유의한 향상을가져왔고 버그균형척도와 옆으로 팔 뻗기 검사에서 유의한 증가를 보이면서 정적, 동적 균형능력의 향상을 보였다. 또한 PBU 중간볼기근 강화군은 중재 전후 유의한 안정성 한계속도 감소를 보였다. 그룹간 유의한 차이는 없었으나 상당한 속도감소를 보이면서 신경근 조절 능력의 향상을 보였다.
- Lee 등30은 엉덩관절 벌림 시 압력 바이오피드백 기구와 골반 벨트를 적용한 선택적 중간볼기근 강화가 근 활성도에 유의한 향상을 보였다고 하였다. 본 연구에서 PBU 중간볼기근 강화군과 일반적 중간볼기근 강화군 모두 대조군에 비해 근력의 유의한 증가를 보였고, 특히 PBU 중간볼기근 강화군은 중재 후 근력과 근지구력 모두에서 더 큰 변화량을 보였다. 이러한 결과는 압력 바이오피드백 기구의 사용이 엉덩관절 벌림 시 근활성도 및 골반 가쪽 기울임에 미치는 영향을 알아본 선행 연구와 유사한 결과를 보인다고 할 수 있다.
- 본 연구에서 버그균형척도, 옆으로 팔 뻗기 검사는 PBU 중간볼기근 강화군과 일반적 중간볼기근 강화군내에서 중재전·후 모두 유의하게 증가된 결과를 나타내었다(p < 0.05).
- 본 연구에서는 PBU 중간볼기근 강화군이 일반적 중간볼기근 강화군과 대조군 보다 중간볼기근 의 근력, 근지구력에 유의한 향상을가져왔고 버그균형척도와 옆으로 팔 뻗기 검사에서 유의한 증가를 보이면서 정적, 동적 균형능력의 향상을 보였다. 또한 PBU 중간볼기근 강화군은 중재 전후 유의한 안정성 한계속도 감소를 보였다.
- 본 연구에서는 시각적 피드백을 제공한 균형 훈련을 직접적으로 시행하지 않았으나 압력 바이오피드백 기구를 적용한 피드백 제공이 세 그룹 간 운동 조절 능력에 어떠한 영향을 미쳤는지 알아보기 위해 안정성 한계 속도를 비교하였고 그 결과 PBU 중간볼기근 강화군이 훈련 전후 마비측과 앞쪽 방향으로 유의한 속도감소를 보였다(p < 0.05).
- 사후검정 결과 PBU 중간볼기근 강화군과 일반적 중간볼기근 강화군이 대조군에 비하여 유의한 증가를 보였다(p < 0.05).
- 사후검정 결과 버그균형척도와 옆으로 팔 뻗기 검사 모두 PBU 중간볼기근 강화군이 대조군에 비하여 유의한 증가를 보였다(p < 0.05).
- 사후검정결과 PBU 중간볼기근 강화군이 대조군에 비하여 유의한 증가를 보였다(p < 0.05) (Table 2).
- 세 군간 대상자의 나이, 성별, 몸무게, 키, 발병 기간, 이환 측, 한국판 간이 정신 상태 검사에서 유의한 차이가 없었다(p> 0.05)(Table 1).
- 세 집단 간 전후 변화량 차이를 비교한 결과 집단 간에 유의한 차이를 보였다(p < 0.05).
- 이러한 결과는 기존의 엉덩관절 벌림근이 디딤기에 관상면과 수평면에서의 안정성을 제공함으로써 몸통이 앞쪽으로 쏠리거나 가쪽으로 무너지지 않도록 조절하는 역할4을 하는 것을 지지하는 결과라고 할 수 있다. 세 집단간 중재 전후 변화량을 비교한 결과 유의한 차이는 없었으나 PBU 중간볼기근 강화군이 일반적 중간볼기근 강화군과 대조군 보다 상당한 속도 감소를 보였다. 이러한 결과는 압력 바이오피드백 기구를 적용한 중간볼기근 강화 훈련이 마비측 하지의 움직임 시 적절한 신경근 조절을 통해 안정성 한계를 넘어 균형이 무너지는 것을 미세하게 조절하는 것이라고 할 수 있다.
- 05). 세 집단간 중재 전후 변화량을 비교한 결과, 버그균형척도와 옆으로 팔 뻗기 검사에서 PBU 중간볼기근 강화군이 가장 높은 변화량을 보였다. 이 결과를 통해 PBU를 적용한 중간볼기근강화 훈련이 정적·동적 균형에 영향을 미친다는 결과를 알 수 있다.
- 안정성한계 검사에서 중재 전후 측정값을 비교한 결과 PBU 중간볼기근 강화군은 마비측방향에서 중재전 2.01에서 중재후 1.36으로 앞쪽 방향에서 중재 전 1.79에서 중재 후 1.26으로 통계적으로 유의한 속도감소를 보였다(p < 0.05).
- 이 결과를 통해 PBU를 적용한 중간볼기근강화 훈련이 정적·동적 균형에 영향을 미친다는 결과를 알 수 있다.
- Mercer 등10은 뇌졸중 환자의 엉덩관절 벌림근 강화 운동이 양 하지의 대칭적인 체중이동을 가능하게 하고 가쪽으로의 균형 조절 능력를 증가시켰다고 보고하였다. 이러한 연구들은 뇌졸중 환자의 신체 안정성에 있어서 엉덩관절 벌림근이 가쪽으로의 몸통중심 이동을 가능하게 하고 가쪽 균형능력에 영향을 주어 환자의 몸통 조절의 향상과 균형 능력에 중요한 역할을 하는 것을 보여준다. 본 연구에서 버그균형척도, 옆으로 팔 뻗기 검사는 PBU 중간볼기근 강화군과 일반적 중간볼기근 강화군내에서 중재전·후 모두 유의하게 증가된 결과를 나타내었다(p < 0.
- 중재 전후 집단 내 근력을 비교한 결과 PBU 중간볼기근 강화군과 일반적 중간볼기근 강화군에서는 유의한 증가를 보였고(p < 0.05), 대조군에서는 유의한 변화가 없었다.
- 중재 전후 집단 내 근지구력을 비교한 결과 PBU 중간볼기근 강화군에서 유의한 증가를 보였고(p < 0.05), 일반적 중간볼기근 강화군과 대조군에서는 유의한 변화가 없었다.
- 중재방법과 측정시점의 교호작용은 마비측 방향 (F = 5.441, p < 0.05)과 앞쪽 방향(F =18.310, p < 0.05)에서 유의하게 나타났다(Tables 3, 4).
- 중재방법과 측정시점의 교호작용은 유의한 것으로 나타났다(F = 5.553, p < 0.05).
- 집단 간 중재 전후의 변화량을 비교한 결과 유의한 차이를 보였다(p < 0.05).
- 한편, 뇌졸중환자의 운동학습과 관련된 외재적 피드백사용에 대한 선행 연구 결과들은 균형 훈련 시 자신의 체중 분포에 대한 시각적 피드백을 제공 받은 경우 균형 능력이 향상되는 것으로 나타났다.31 Van Vliet 등18은 시각적 피드백이 뇌졸중 환자의 균형능력을 향상시켰다고 하였고 청각적 피드백 또한 앉고 일어서기(sit-to-stand) 능력을 향상시켰다고 하였다.
후속연구
- 또한 추적연구가 이루어지지 않아 효과가 지속되었는지 확인하지 못하였으며 생체 역학적 변수를 검사하지 못하였다. 따라서 앞으로의 연구에서는 많은 대상자들을 모집하여 압력 바이오피드백 기구를 적용한 중간볼기근 강화훈련이 관절각도, 근 활성도, 근 피로도 평가와 같은 생체역학적인 변수에 미치는 영향에관한 연구가 필요하겠다.
- 본 연구의 제한점은 연구대상자 수가 적고 중재 기간이 짧아 모든 뇌졸중 환자들에게 일반화시키기 어려웠다. 또한 추적연구가 이루어지지 않아 효과가 지속되었는지 확인하지 못하였으며 생체 역학적 변수를 검사하지 못하였다. 따라서 앞으로의 연구에서는 많은 대상자들을 모집하여 압력 바이오피드백 기구를 적용한 중간볼기근 강화훈련이 관절각도, 근 활성도, 근 피로도 평가와 같은 생체역학적인 변수에 미치는 영향에관한 연구가 필요하겠다.
- 본 연구의 제한점은 연구대상자 수가 적고 중재 기간이 짧아 모든 뇌졸중 환자들에게 일반화시키기 어려웠다. 또한 추적연구가 이루어지지 않아 효과가 지속되었는지 확인하지 못하였으며 생체 역학적 변수를 검사하지 못하였다.
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