[논문]가상현실 프로그램이 경직성 뇌성마비 아동의 대동작 기능 및 균형에 미치는 영향

이효정; 고지은

doi:10.15268/ksim.2016.4.4.053

가상현실 프로그램이 경직성 뇌성마비 아동의 대동작 기능 및 균형에 미치는 영향
Effects of Virtual Reality Based Exercise Program on Gross Motor Function and Balance of Children with Spastic Cerebral Palsy 원문보기

Journal of the Korean Society of Integrative Medicine = 대한통합의학회지, v.4 no.4, 2016년, pp.53 - 65

이효정 (한국교통대학교 물리치료학과) , 고지은 (한국교통대학교 물리치료학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose : The purpose of this study is to evaluate the effects of virtual reality based exercise program on gross motor function and balance of children with spastic cerebral palsy. Method : Subjects of this study, among the children who received the diagnosis spastic cerebral palsy, for children total of 8 people have agreed to research. Experimental group 4 people, control group 4 people, was a total of 8 people. Group-specific arbitration method, was applied to Nintendo Wii Fit game (experimental group) and exercise program (control group). Each training courses 30 minutes for 4 weeks, examined the changes in Gross Motor Function Measure(GMFM) and Pediatrics Balance Scale(PBS) ability to examine a total of 4-week course effectively. The intervention were compared by measuring before and after. Result : There were significant improvements in the subscales of the gross motor function and balance test of those who practiced with the Nintendo Wii Fit game, while the control group showed no significant changes. Conclusion : Therefore, the virtual based on exercise is effective in improvement of to improve the gross motor function and balance in children with spastic cerebral palsy.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이처럼 가상현실 기반의 운동프로그램 중재 효과에 관한 연구가 진행되고 있지만, 뇌성마비 아동에 적용하여 균형 및 보행에 관한 효과를 보기 위한 연구는 단일사례연구 이거나(김대환 등, 2013), 단일실험군 설계(Jelsma 등, 2013), 또는 눈-손 협응에 관한 연구(Shin 등, 2010) 등으로 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 상호작용적이고, 활동에 대한 충분한 동기력과 흥미유발, 안전한 환경 조성 등의 특징을 가진 가상현실기반 운동프로그램을 뇌성마비 아동에게 적용하여 대동작 기능 및 균형에서의 변화를 알아보고자 하였고 가상현실 프로그램의 효과를 임상가들에게 알리고, 지역사회 뇌성마비 아동들의 치료적 중재의 효율성을 높이는 데 목적이 있다.
본 연구는 뇌성마비 아동의 대동작 기능 및 균형능력 증진을 위하여 가상현실기반 운동프로그램을 적용하고 그 효과를 검증하기 위한 무작위 임상 실험으로 실험군과 대조군 선정 후 동일한 측정자에 의해 사전검사를 실시한다. 두 그룹 모두에 주 2회, 회기 당 30분씩 4주간 각각의 운동프로그램을 중재한 후 동일한 측정검사도구로 동일한 측정자가 사후검사를 실시한다.
본 연구에서는 경직성 뇌성마비 아동에게 가상현실 운동프로그램이 대동작 기능과 균형에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 경직성 뇌성마비 아동 8명을 대상으로 4주 동안 실험군 4명에게 가상현실 운동프로그램을 적용하였고, 대조군인 4명에게 일반운동프로그램을 적용하였다.
본 연구에서는 PBS를 이용하여 각 뇌성마비 아동의 균형능력을 측정하였다. 이 아동용 균형능력 평가도구는 학교, 집과 지역사회에서 독립적이고 안정적인 기능 활동의 수행이 가능한지 알아보기 위해 설계되었다. 총 14항목으로 구성되어 있으며, 앉은 자세에서 일어나기, 의자에서 의자로 이동하기, 한 다리로 서 있기, 제자리에서 360 ̊ 회전하기, 뒤돌아보기, 바닥에 있는 물건을 집어 올리기 등의 전체 14항목으로 구성되어 있다.
이 연구는 가상현실 프로그램의 적용에 따른 뇌성마비 아동의 대동작과 균형에 미치는 효과를 알아보고자 연구 목적에 따라 대동작 기능 및 균형 능력에 대한 변화를 분석 및 기술하였다. 그 결과는 다음과 같다.
이에 본 연구에서는 가상현실 운동프로그램을 적용하여 경직성 뇌성마비 아동의 대동작 기능과 보행 능력에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 뇌성마비 아동에 대한 대동작 기능(GMFM) 평가는 보행 능력과 서로 상관성이 있으며, 이는 뇌성마비 아동의 일반적인 운동 정도를 대표한다.

제안 방법

본 연구에서는 경직성 뇌성마비 아동에게 가상현실 운동프로그램이 대동작 기능과 균형에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 경직성 뇌성마비 아동 8명을 대상으로 4주 동안 실험군 4명에게 가상현실 운동프로그램을 적용하였고, 대조군인 4명에게 일반운동프로그램을 적용하였다.
본 연구는 뇌성마비 아동의 보행에 필요한 대동작 기능 및 균형능력을 향상시키기 위한 목적으로 총 4단계로 구성된 가상현실 프로그램을 개발하였으며 두 그룹 모두에 주 2회, 회기 당 30분씩 4주간 각각의 운동프로그램을 중재한 후 동일한 측정검사도구로 동일한 측정자가 사후검사를 실시한다. 그 효과를 검정하기 위한 것으로, 중재 전․후 검사를 실시하여 변화량을 비교하였다.
본 연구는 뇌성마비 아동의 보행에 필요한 대동작 기능 및 균형능력을 향상시키기 위한 목적으로 총 4단계로 구성된 가상현실 프로그램을 개발하였으며 두 그룹 모두에 주 2회, 회기 당 30분씩 4주간 각각의 운동프로그램을 중재한 후 동일한 측정검사도구로 동일한 측정자가 사후검사를 실시한다. 그 효과를 검정하기 위한 것으로, 중재 전․후 검사를 실시하여 변화량을 비교하였다.
본 연구는 뇌성마비 아동의 보행에 필요한 대동작 기능 및 균형능력을 향상시키기 위한 목적으로 총 4단계로 구성된 가상현실 프로그램을 개발하였으며 두 그룹 모두에 주 2회, 회기 당 30분씩 4주간 각각의 운동프로그램을 중재한 후 동일한 측정검사도구로 동일한 측정자가 사후검사를 실시한다. 그 효과를 검정하기 위한 것으로, 중재 전․후 검사를 실시하여 변화량을 비교하였다.
본 연구에서는 GMFM-88을 이용하여 각 뇌성마비 아동의 대동작 기능을 측정하였다. 검사에 사용한 항목은 C, D, E 항목으로 각각 기기와 무릎서기, 서기, 걷기와 달리기 및 뛰기 항목이다.
본 연구에서는 PBS를 이용하여 각 뇌성마비 아동의 균형능력을 측정하였다. 이 아동용 균형능력 평가도구는 학교, 집과 지역사회에서 독립적이고 안정적인 기능 활동의 수행이 가능한지 알아보기 위해 설계되었다.
또한 대상자 제외기준은 경기 약을 복용중인 아동, 항경련성 약물을 복용중인 아동, 실험 6개월 이내에 하지의 BOTOX 주사를 투여하였거나 정형외과적 수술을 받은 아동은 제외하였다. 선정기준에 근거한 경직형 뇌성마비 아동 8명을 대상으로 가상현실 프로그램을 적용한 실험군과 일반운동 프로그램을 적용한 대조군으로 나누어 배정하였고, 각 군의 대상자는 중재 전에 운동기능과 균형능력을 측정하였다. 측정은 평가자가 아동에게 구두로 지시를 하면 그 지시를 수행하는 정도를 확인하고 점수화 하였으며, 아동이 잘 이해하지 못할 경우 1회만 시범을 보여준 뒤 수행할 수 있도록 하였다.
초기 10분 동안 준비운동으로 치료사에 의한 목, 몸통의 정렬, 척추, 엉덩관절, 무릎관절 및 발목관절의 가동운동 및 근육의 신장운동을 실시 한 후, 20분 동안 일반 운동프로그램을 적용하여 회기 당 총 30분씩 주 2회 총 4주간 수행하였다. 대조군의 주차별 운동프로그램 방법은 다음과 같다(표 1).
초기 10분 동안 준비운동으로 치료사에 의한 엉덩관절 및 발목관절의 가동운동 및 근육의 신장운동을 실시 한 후, 20분을 가상현실 기반 운동프로그램을 적용하여 회기당 총 30분씩 주 2회 총 4주간 수행하였다.
선정기준에 근거한 경직형 뇌성마비 아동 8명을 대상으로 가상현실 프로그램을 적용한 실험군과 일반운동 프로그램을 적용한 대조군으로 나누어 배정하였고, 각 군의 대상자는 중재 전에 운동기능과 균형능력을 측정하였다. 측정은 평가자가 아동에게 구두로 지시를 하면 그 지시를 수행하는 정도를 확인하고 점수화 하였으며, 아동이 잘 이해하지 못할 경우 1회만 시범을 보여준 뒤 수행할 수 있도록 하였다.

대상 데이터

본 연구는 C시에 위치한 아동발달센터를 다니는 아동 8명을 대상으로 하였고, 대상자 선정 기준은 다음과 같다. 뇌성마비진단을 받은 아동, 독립적으로 선 자세 유지 및 보행이 가능한 아동, 가상현실기반 운동프로그램에 필요한 시력 및 청력에 이상이 없는 아동, 가상현실기반 운동 프로그램을 이해할 수 있는 적절한 인지수준을 가진 아동, 아동 본인 및 보호자가 본 연구의 참여를 동의한 아동을 대상자로 선정했다.
본 연구는 C시에 위치한 아동발달센터를 다니는 아동 8명을 대상으로 하였고, 대상자 선정 기준은 다음과 같다. 뇌성마비진단을 받은 아동, 독립적으로 선 자세 유지 및 보행이 가능한 아동, 가상현실기반 운동프로그램에 필요한 시력 및 청력에 이상이 없는 아동, 가상현실기반 운동 프로그램을 이해할 수 있는 적절한 인지수준을 가진 아동, 아동 본인 및 보호자가 본 연구의 참여를 동의한 아동을 대상자로 선정했다.
본 연구의 대상자는 8명으로, 남자 5명, 여자 3명으로 구성되었고 실험군 4명 대조군 4명으로 분류하였다. 대상 아동의 구체적인 특성은 표 2와 같다.

데이터처리

05). 각 집단의 사후점수가 사전점수 보다 유의하게 증가하였는지 검증하기 위하여 Wilcoxon 검증을 실시하였다. 검증결과, 실험군에서 사후점수는 사전점수보다 통계적으로 유의하게 증가하였지만(z=-8.
이에 반해 일반운동 프로그램을 적용한 대조군은 위의 세 항목에서 사전점수와 사후점수 간에 유의한 차이가 없었다. 또한 사후점수에서 사전점수를 뺀 차이 값이 대조군보다 실험군에서 더 큰지 검증하기 위하여 Mann-Whitney U 검증을 실시하였다. 검증결과, 기기와 무릎서기 항목에서는 실험군의 차이 값이 대조군의 차이 값보다 통계적으로 유의하게 더 큰 것으로 나타났고(z=-1.
본 연구 결과 실험군에서 균형능력(PBS)의 사후점수는 사전점수보다 통계적으로 유의하게 증가하였지만 (z=-17.00, p.05), 사후점수에서 사전점수를 뺀 차이 값이 대조군보다 실험군에서 더 큰지 검증하기 위하여 Mann-Whitney U 검증을 실시하였다.
사후점수에서 사전점수를 뺀 차이 값이 대조군보다 실험군에서 더 큰지 검증하기 위하여 Mann-Whitney U 검증을 실시하였다. 검증결과, 실험군의 차이 값이 대조군의 차이 값보다 통계적으로 유의하게 더 큰 것으로 나타났다(z=-1.
실험군과 대조군의 중재 전 종속변수의 연관성을 알아보기 위해 동질성검정을 실시하였다. GMFM-C에서는 실험군은 중재 전 평균값이 88.
카이제곱검정(chi-square test)과 독립표본 t검정을 통해 두 집단의 동질성 검정을 실시하였다. 연구의 결과 값은 Kolmogorov-smirnov 검사와 Shapiro-Wilk 검사를 통해 정규성 검정을 하였으며, 정규분포를 따르지 않는다고 가정되어 비모수 통계 처리 방식인 Wilcoxon 부호 순위 검정(Wilcoxon signed ranks test)을 이용하여 집단 내 중재 방법에 따른 종속 변수의 전․후 비교를 처리하였고, Mann-Whitney U 검정을 이용하여 집단 간 운동 방법에 따른 종속변수의 변화량을 비교하였다. 모든 통계적 유의수준 α= .
0) 통계 프로그램을 이용하여 분석하였다. 카이제곱검정(chi-square test)과 독립표본 t검정을 통해 두 집단의 동질성 검정을 실시하였다. 연구의 결과 값은 Kolmogorov-smirnov 검사와 Shapiro-Wilk 검사를 통해 정규성 검정을 하였으며, 정규분포를 따르지 않는다고 가정되어 비모수 통계 처리 방식인 Wilcoxon 부호 순위 검정(Wilcoxon signed ranks test)을 이용하여 집단 내 중재 방법에 따른 종속 변수의 전․후 비교를 처리하였고, Mann-Whitney U 검정을 이용하여 집단 간 운동 방법에 따른 종속변수의 변화량을 비교하였다.

이론/모형

보행에 필요한 능력 중 대동작 기능에 대해서는 GMFM(대동작 기능 평가) 중 C, D, E 항목을 이용하여 평가하였고, 균형능력에 대해서는 PBS(소아균형척도)를 사용하여 평가하였다.

성능/효과

검증결과, 기기와 무릎서기 항목에서는 실험군의 차이 값이 대조군의 차이 값보다 통계적으로 유의하게 더 큰 것으로 나타났고(z=-1.964, p<.05) 서기 항목에서도 통계적으로 유의하게 더 큰 것으로 나타났다(z=-2.09, p<.05) 또한 걷기와 달리기 및 뛰기 항목에서 통계적으로 유의하게 더 큰 것으로 나타났다(z=-1.96, p<.05).
검증결과, 실험군에서 사후점수는 사전점수보다 통계적으로 유의하게 증가하였지만(z=-14.00, p.05)(표 6).
검증결과, 실험군에서 사후점수는 사전점수보다 통계적으로 유의하게 증가하였지만(z=-17.00, p.05)(표 7).
검증결과, 실험군에서 사후점수는 사전점수보다 통계적으로 유의하게 증가하였지만(z=-7.56, p.05)(표 5).
검증결과, 실험군에서 사후점수는 사전점수보다 통계적으로 유의하게 증가하였지만(z=-8.660, p.05)(표 4).
검증결과, 실험군의 차이 값이 대조군의 차이 값보다 통계적으로 유의하게 더 큰 것으로 나타났다(z=-1.96, p<.05).
검증결과, 실험군의 차이 값이 대조군의 차이 값보다 통계적으로 유의하게 더 큰 것으로 나타났다(z=-1.964, p<.05).
검증결과, 실험군의 차이 값이 대조군의 차이 값보다 통계적으로 유의하게 더 큰 것으로 나타났다(z=-1.99, p<.05).
검증결과, 실험군의 차이 값이 대조군의 차이 값보다 통계적으로 유의하게 더 큰 것으로 나타났다(z=-2.09, p<.05).
대동작 기능의 기기와 무릎서기, 서기와 걷기와 달리기 및 뛰기 항목에서 실험군의 사후점수는 사전점수보다 증가하였고 위의 세 항목에서 실험군의 차이 값이 대조군의 차이 값보다 더 큰 것으로 나타났다. 균형은 실험군의 사후점수는 사전점수보다 증가하였고 실험군의 차이 값이 대조군의 차이 값보다 더 큰 것으로 나타났다.
대동작 기능의 기기와 무릎서기, 서기와 걷기와 달리기 및 뛰기 항목에서 실험군의 사후점수는 사전점수보다 증가하였고 위의 세 항목에서 실험군의 차이 값이 대조군의 차이 값보다 더 큰 것으로 나타났다. 균형은 실험군의 사후점수는 사전점수보다 증가하였고 실험군의 차이 값이 대조군의 차이 값보다 더 큰 것으로 나타났다.
본 연구 결과, 실험군에서 대동작 기능의 기기와 무릎 서기 항목(GMFM-C)에서 사후점수는 사전점수보다 통계적으로 유의하게 증가하였고(z=-8.660, p<.001), 서기 항목(GMFM-D)에서는 사후점수는 사전점수보다 통계적으로 유의하게 증가하였다(z=-7.56, p<.001).
이상의 결과를 종합해 볼 때, 4주간의 가상현실 운동프로그램의 적용은 경직성 뇌성마비 아동의 대동작 기능과 균형 능력의 향상에 유용하다고 할 수 있다. 현재 우리나라의 가상현실 운동프로그램은 뇌성마비 아동에게는 보편화 되지 못하였으며, 성인이 아닌 아동에 대한 연구는 더욱 미비한 실정이다.
이와 같이 본 연구의 결과를 종합해 보면, 뇌성마비 아동에게 적용한 가상현실 운동프로그램은 목표 성취를 위한 주의집중력을 향상시켜 적극적으로 치료에 동참할 수 있도록 동기를 유발하는 치료 효과가 있다고 볼 수 있다. 가상현실은 연습의 강도와 긍정적인 피드백을 주는 훈련환경을 만들어주며(Sveistrup 등, 2004; 김대환, 2013에서 재인용) 수행 능력을 증진시켜 준다고 하였다.

후속연구

셋째, 본 연구에서는 보행과 관련하여 대동작 기능과 균형 능력을 대상으로 아동의 운동능력을 평가하였지만, 추후의 연구에서는 더 다양한 방식의, 실질적인 보행을 통한 평가나 일상생활과 연관되는 평가 방법을 통하여 변화의 수준을 측정해야 할 필요가 있다. 넷째, 본 연구에서는 균형 능력의 평가에 대해 기능적 평가 도구를 사용하였지만, 그 외에 표준화된 측정기계를 이용하여 측정할 필요가 있다.
첫째, 본 연구에서는 소수의 경직성 뇌성마비아동 8명만을 대상으로 한 사례연구이기에 연구 결과를 일반화하기 어려워, 향후 연구에서 더 많은 대상자를 적용한 연구가 필요하다. 둘째, 본 연구에서는 뇌성마비 아동 중 가장 많은 경직형 뇌성마비 경증아동을 대상으로 진행하였지만 추후 연구에서는 다양한 유형과 다양한 수준의 뇌성마비 아동을 대상으로 적용할 필요가 있다. 셋째, 본 연구에서는 보행과 관련하여 대동작 기능과 균형 능력을 대상으로 아동의 운동능력을 평가하였지만, 추후의 연구에서는 더 다양한 방식의, 실질적인 보행을 통한 평가나 일상생활과 연관되는 평가 방법을 통하여 변화의 수준을 측정해야 할 필요가 있다.
둘째, 본 연구에서는 뇌성마비 아동 중 가장 많은 경직형 뇌성마비 경증아동을 대상으로 진행하였지만 추후 연구에서는 다양한 유형과 다양한 수준의 뇌성마비 아동을 대상으로 적용할 필요가 있다. 셋째, 본 연구에서는 보행과 관련하여 대동작 기능과 균형 능력을 대상으로 아동의 운동능력을 평가하였지만, 추후의 연구에서는 더 다양한 방식의, 실질적인 보행을 통한 평가나 일상생활과 연관되는 평가 방법을 통하여 변화의 수준을 측정해야 할 필요가 있다. 넷째, 본 연구에서는 균형 능력의 평가에 대해 기능적 평가 도구를 사용하였지만, 그 외에 표준화된 측정기계를 이용하여 측정할 필요가 있다.
현재 우리나라의 가상현실 운동프로그램은 뇌성마비 아동에게는 보편화 되지 못하였으며, 성인이 아닌 아동에 대한 연구는 더욱 미비한 실정이다. 앞으로 다양한 연구를 통해 가상현실 운동프로그램을 발전시켜 나간다면 뇌성마비 아동의 재활에 많은 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구의 제한점 및 제언은 다음과 같다. 첫째, 본 연구에서는 소수의 경직성 뇌성마비아동 8명만을 대상으로 한 사례연구이기에 연구 결과를 일반화하기 어려워, 향후 연구에서 더 많은 대상자를 적용한 연구가 필요하다. 둘째, 본 연구에서는 뇌성마비 아동 중 가장 많은 경직형 뇌성마비 경증아동을 대상으로 진행하였지만 추후 연구에서는 다양한 유형과 다양한 수준의 뇌성마비 아동을 대상으로 적용할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	뇌성마비 아동에게 나타나는 증상은 무엇인가?	대부분의 뇌성마비 아동은 비정상적인 근 긴장도 및 반사, 비정상 중추 자세조절기전, 감각운동 정보를 통합하는 작용의 손상 등으로 인하여 경직, 신체의 비대칭 및 흔들림, 관절의 변형 등의 신체적 이상이 나타난다(Gomley, 2001; Krigger, 2006; O’shea, 2008). 손상 부위의 신경마비로 서로 다른 근육 간의 협응과 감각기관과의 협응에 장애가 초래되고, 이로 인해 정상적인 움직임을 통한 자세 유지가 어렵다(Pope 등, 1994; Gudjonsdottir & Mercer, 1997; Brogren 등, 2001).
	뇌성마비 아동들에게 삶의 질을 감소시키는 중요한 요인은 무엇인가?	이러한 영향으로 앉기, 서기, 보행 등과 같은 활동 시 자세조절 능력이 저하 되고, 일상생활동작에 심각한 기능장애가 발생한다 (Krigger, 2006; Woollacott 등, 1998). 뇌손상의 정도와 상관없이 거의 모든 뇌성마비 아동들에게 나타나는 대동작 기능 손상은 다른 아동들과의 상호작용하는 사회활동의 참여를 제한하여 삶의 질을 감소시키는 하나의 중요한 요인이다(Shikako-Thomas 등, 2012).
	뇌성마비 아동의 손상 부위의 신경마비는 어떤 증상을 야기하는가?	손상 부위의 신경마비로 서로 다른 근육 간의 협응과 감각기관과의 협응에 장애가 초래되고, 이로 인해 정상적인 움직임을 통한 자세 유지가 어렵다(Pope 등, 1994; Gudjonsdottir & Mercer, 1997; Brogren 등, 2001). 특히 몸통 및 양측 하지의 무게중심을 체중지지면 위에 유지하는 능력 등이 감소하여 대칭적인 자세유지에 필요한 체중부하 이동이 어렵게 된다 (Woollacott & Shumway-Cook, 2005). 이러한 영향으로 앉기, 서기, 보행 등과 같은 활동 시 자세조절 능력이 저하 되고, 일상생활동작에 심각한 기능장애가 발생한다 (Krigger, 2006; Woollacott 등, 1998). 뇌손상의 정도와 상관없이 거의 모든 뇌성마비 아동들에게 나타나는 대동작 기능 손상은 다른 아동들과의 상호작용하는 사회활동의 참여를 제한하여 삶의 질을 감소시키는 하나의 중요한 요인이다(Shikako-Thomas 등, 2012).

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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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