[국내논문]실시간 초음파를 이용한 횡격막 호흡 훈련이 흉곽 가동성 제한이 있는 젊은 여성들의 폐 기능에 미치는 영향 Effects of Diaphragmatic Breathing Training Using Real-time Ultrasonography on Chest Function in Young Females With Limited Chest Mobility원문보기
Background: Research efforts to improve the pulmonary function of people with limited chest function have focused on the diaphragmatic ability to control breathing pattern. Real-time ultrasonography is appropriate to demonstrate diaphragmatic mechanism during breathing. Objective: The purpose of thi...
Background: Research efforts to improve the pulmonary function of people with limited chest function have focused on the diaphragmatic ability to control breathing pattern. Real-time ultrasonography is appropriate to demonstrate diaphragmatic mechanism during breathing. Objective: The purpose of this study was to investigate the effects of diaphragmatic breathing training using real-time ultrasonographic imaging (RUSI) on the chest function of young females with limited chest mobility. Methods: Twenty-six subjects with limited chest mobility were randomly allocated to the experimental group (EG) and control group (CG) depending on the use of RUSI during diaphragmatic breathing training, with 13 subjects in each group. For both groups, diaphragmatic breathing training was performed for 30-min, including three 10-min sets with a 1-min rest interval. An extra option for the EG was the use of the RUSI during the training. Outcome measures comprised the diaphragmatic excursion range during quiet and deep breathing, pulmonary function (forced vital capacity; FVC, forced expiratory volume in 1-sec; FEV1, tidal volume; TV, and maximal voluntary ventilation; MVV), and chest circumferences at upper, middle, and lower levels. Results: The between-group comparison revealed that the diaphragmatic excursion range during deep breathing, FVC, and middle and lower chest circumferences were greater at post-test and that the changes between the pretest and post-test values were greater in the EG than in the CG (p<.05). In addition, the subjects in the EG showed increased post-test values for all the variables compared with the pretest values, except for TV and MVV (p<.05). In contrast, the subjects in the CG showed significant improvements for the diaphragmatic excursion range during quiet and deep breathings, FVC, FEV1, and middle and lower chest circumferences after the intervention (p<.05). Conclusion: These results indicate that using RUSI during diaphragmatic breathing training might be more beneficial for people with limited chest mobility than when diaphragmatic breathing training is used alone.
Background: Research efforts to improve the pulmonary function of people with limited chest function have focused on the diaphragmatic ability to control breathing pattern. Real-time ultrasonography is appropriate to demonstrate diaphragmatic mechanism during breathing. Objective: The purpose of this study was to investigate the effects of diaphragmatic breathing training using real-time ultrasonographic imaging (RUSI) on the chest function of young females with limited chest mobility. Methods: Twenty-six subjects with limited chest mobility were randomly allocated to the experimental group (EG) and control group (CG) depending on the use of RUSI during diaphragmatic breathing training, with 13 subjects in each group. For both groups, diaphragmatic breathing training was performed for 30-min, including three 10-min sets with a 1-min rest interval. An extra option for the EG was the use of the RUSI during the training. Outcome measures comprised the diaphragmatic excursion range during quiet and deep breathing, pulmonary function (forced vital capacity; FVC, forced expiratory volume in 1-sec; FEV1, tidal volume; TV, and maximal voluntary ventilation; MVV), and chest circumferences at upper, middle, and lower levels. Results: The between-group comparison revealed that the diaphragmatic excursion range during deep breathing, FVC, and middle and lower chest circumferences were greater at post-test and that the changes between the pretest and post-test values were greater in the EG than in the CG (p<.05). In addition, the subjects in the EG showed increased post-test values for all the variables compared with the pretest values, except for TV and MVV (p<.05). In contrast, the subjects in the CG showed significant improvements for the diaphragmatic excursion range during quiet and deep breathings, FVC, FEV1, and middle and lower chest circumferences after the intervention (p<.05). Conclusion: These results indicate that using RUSI during diaphragmatic breathing training might be more beneficial for people with limited chest mobility than when diaphragmatic breathing training is used alone.
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문제 정의
일반적으로 초음파를 사용한 연구는 호흡 질환을 앓고 있는 환자들의 횡격막 기능을 평가하거나(Cohen 등, 1994; Kang, 2016; Souza 등, 2014), 혹은 고강도 흡기 훈련의 효과를 측정하기 위하여(Enright 등, 2006) 시행되어져 왔다. 그러나 본 연구는 선행 연구들과 달리 RUSI를 이용하여 횡격막 호흡 훈련의 효과를 증대시키려는 목적으로 시행되었다. 초음파의 M-모드를 사용하였을 때 횡격막의 움직임을 평가하고(Epelman 등, 2005) 근 두께의 변화를 쉽게 측정하여 횡격막의 기능을 예측할 수 있다는 장점이 있다.
특히, 가동성과 페기능이 감소되어 있는 성인들의 폐기능을 증진시키려는 목적으로 RUSI를 이용하여 시각적 되먹임(visual biofeedback)을 제공하는 횡격막 호흡 훈련의 효과에 대한 연구는 더욱 그러하다. 따라서 본 연구의 목적은 흉곽 가동성 제한이 있는 젊은 여성을 대상으로 RUSI를 이용한 횡격막 호흡 운동과 단순 횡격막 호흡 운동의 효과 차이를 알아보고, 횡격막 효율적인 횡격막 움직임과 폐기능 향상에 효과적인 호흡 운동방법을 제시하는 것이다. 본 연구의 가설은 RUSI를 사용한 횡격막 호흡훈련이 횡격막 호흡훈련만을 시행하였을 때보다 횡격막 움직임과 폐기능 및 흉곽 운동성에 더 효과적으로 사용될 것이라는 것이다.
본 연구는 젊은 여성을 대상으로 RUSI를 이용한 시각적 되먹임 횡격막 호흡 훈련이 횡격막 움직임 (diaphragm excursion), 폐기능(pulmonary function) 및흉곽 가동성(chest mobility) 향상에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 그 결과 횡격막 호흡과 함께 RUSI를 사용하는 것이 횡격막 움직임과 폐활량 및 흉곽 가동성을 증가시키는데 도움이 되는 것으로 나타났다.
RUSI는 움직임 및 활동을 수행하는 동안 실시간으로 시각적 되먹임(visual feedback)을 제공함으로써, 심부 근육의 수축에 대한 정보를 제공하여 근육 훈련의 효율성을 높이는데 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 흉곽 운동성 제한이 있는 성인을 대상으로 RUSI를 적용한 호흡훈련이 횡격막의 움직임과 폐기능 및 흉곽 가동성을 향상시킬 수 있는지 알아보는 것이었다. 연구 결과는 횡격막 호흡훈련 동안 RUSI를 적용하는 것이 흉곽 운동성 제한이 있는 성인의 횡격막 움직임과 폐기능 및 흉곽 가동성을 향상시키는데 도움이 되는 것으로 나타났다.
가설 설정
따라서 본 연구의 목적은 흉곽 가동성 제한이 있는 젊은 여성을 대상으로 RUSI를 이용한 횡격막 호흡 운동과 단순 횡격막 호흡 운동의 효과 차이를 알아보고, 횡격막 효율적인 횡격막 움직임과 폐기능 향상에 효과적인 호흡 운동방법을 제시하는 것이다. 본 연구의 가설은 RUSI를 사용한 횡격막 호흡훈련이 횡격막 호흡훈련만을 시행하였을 때보다 횡격막 움직임과 폐기능 및 흉곽 운동성에 더 효과적으로 사용될 것이라는 것이다.
그리고 M-모드 상에서 대상자에게 호흡 운동을 실시하면서 실시간으로 초음파 모니터를 통하여 횡격막의 움직임을 확인하도록 하였다. 초음파 기기의 M-모드 영상에서 횡격막 움직임 방향은 흡기 시 상방 굴곡되고 호기로 바뀔 때 하방 굴곡 되어야 한다. 그리고 전환되는 구역에서는 완만한 모양을 형성하는 대신 뾰족한 모양이 되도록 환자에게 교육하였다.
제안 방법
5㎒ 선형 탐촉자를 실험군의 우측 하부 늑골 사이 공간에 횡으로 놓고 B-모드에서 횡격막을 확인하였다. 그리고 M-모드 상에서 대상자에게 호흡 운동을 실시하면서 실시간으로 초음파 모니터를 통하여 횡격막의 움직임을 확인하도록 하였다. 초음파 기기의 M-모드 영상에서 횡격막 움직임 방향은 흡기 시 상방 굴곡되고 호기로 바뀔 때 하방 굴곡 되어야 한다.
본 연구에서는 제한성환기장애를 평가하기 위해 노력성 폐활량(forced vital capacity; FVC), 일초 노력성 호기량(forced expiratory volume in one second; FEV1)을 측정하였다. 그리고 일회 호흡량(tidal volume; TV)과 운동을 하는 동안 흡기근의 지구력을 평가하는 최대 수의 환기량(maximal voluntary ventilation; MVV)을 자료로 사용하였다.
호흡을 하는 동안 대상자들의 횡격막의 움직임을 측정 하기 위해서 초음파 기기(MySonoU6, Samsung, Seoul, KOREA)의 M-모드(mode)를 사용하였다. 대상자들은 고관절과 무릎을 굴곡하여 바로 누운 자세에서 편안한 호흡(quiet breathing)과 깊은 호흡(depp breathing) 시횡격막이 움직이는 거리를 측정하였다. 편안한 호흡은 별다른 지시 없이 환자가 가장 편안한 상태에서 호흡하도록 하였고, 깊은 호흡 시 대상자의 최대 흡기와 호기를 위하여 구두 지시(verbal command)를 제공하였다 (Gram 등, 2014).
91로 매우 신뢰도가 높은 검사이다(Bockenhauer 등, 2007). 본 연구에서는 대상자를 바로 서게 한 상태에서 액와부(axillary), 검상돌기(xyphoid process), 검상돌기와 배꼽(umbilicus)의 중간지점(midpoint)을 수평으로 각각 줄자를 위치시켜 호흡시 대상자의 상부(upper), 중부(mid), 하부 흉곽(lower chest)의 둘레를 측정하였다(Cahalin등, 2002). 그리고 최대 흡기와 최대 호기 시의 측정값 차이를 흉곽 운동 성의 자료로 사용하였다(Humberstone과 Tecklin, 1995).
정확한 검사를 위해 사전에 대상자에게 측정 방법과 자세에 대하여 충분하게 설명하고 교육하였으며, 연구 대상자는 코마개(nose clip)를 하고 의자에 고관절 90° 굴곡하고 앉은 상태에서 폐기능 측정을 시행하였다(Engel과 Vemulpad, 2007). 본 연구에서는 제한성환기장애를 평가하기 위해 노력성 폐활량(forced vital capacity; FVC), 일초 노력성 호기량(forced expiratory volume in one second; FEV1)을 측정하였다. 그리고 일회 호흡량(tidal volume; TV)과 운동을 하는 동안 흡기근의 지구력을 평가하는 최대 수의 환기량(maximal voluntary ventilation; MVV)을 자료로 사용하였다.
횡격막 호흡(diaphragmatic breathing)은 호흡계 물리치료 및 호흡재활과 관련된 대부분의 중재프로그램에 포함되어 있으며, 흡기 시 호흡 보조근을 최소화로 사용하는 호흡으로 정의된다(Brannon 등, 1997). 실험군과 대조군의 모든 대상자들은 횡격막 호흡훈련을 시행하였는데, 이 호흡훈련은 대상자가 편안하게 무릎을 구부려 눕게(hook lying)하고 한 손은 복부 위에 다른 한손은 상부 흉곽에 올려놓고 횡격막 호흡을 하도록 교육하였다. 흡기 시 복부 위의 손이 바깥쪽으로 부풀어 올라오도록 하고 호기 시에는 안쪽으로 가라앉도록 움직일 것을 강조하였다.
실험군의 대상자들에게는 횡격막 호흡훈련 동안 RUSI를 함께 제공하였다. RUSI는 3.
대상 데이터
본 연구는 젊은 여성 26명을 대상으로 시행되었으며, 컴퓨터 프로그램을 통한 블록 무작위(block randomization) 방법을 이용하여 연구대상자 26명을 실험군 (experimental group)과 대조군(control group)에 각각 13명씩 배정하였다. 연구대상자 선정조건은 다음과 같다.
실험 전 모든 대상자들에게 실험절차와 안전성에 대해 설명하였으며 모든 대상자들은 서면으로 실험 참가에 동의하였다. 최초 30명의 대상자가 선정되었으나, 검사 중 어지러움을 호소하거나 비정상적 호흡 패턴(paradoxical breathing pattern)을 가지고 있는 4명을 제외한 26명의 자료를최종 분석에 이용하였다(Figure 1). 연구대상자의 일반적 특성에는 유의한 차이가 없었다(Table 1).
데이터처리
대상자의 일반적 특성은 실수와 백분율, 평균과 표준편차로 설명하였고, 일반적 특성 및 중재 전·후의 호흡기능, 흉곽 가동성, 횡격막 움직임의 차이를 비교하기 위하여 대응표본 t-검정(paired t-test)를 실시하였다. 각 평가지표와 차이값에 대한 군간 비교를 위하여 독립 t-검정 (independent t-test)을 실시하였고, 통계학적 유의수준은 α=.05로 하였다.
콜모고로프-스미르노프(Kolmogorov-Smirnov) 검정 방법을 이용하여 정규성 검정을 실시하였다. 대상자의 일반적 특성은 실수와 백분율, 평균과 표준편차로 설명하였고, 일반적 특성 및 중재 전·후의 호흡기능, 흉곽 가동성, 횡격막 움직임의 차이를 비교하기 위하여 대응표본 t-검정(paired t-test)를 실시하였다. 각 평가지표와 차이값에 대한 군간 비교를 위하여 독립 t-검정 (independent t-test)을 실시하였고, 통계학적 유의수준은 α=.
본 연구의 대상자의 일반적 특성, 흉곽 운동성, 호흡 기능 검사, 횡격막 움직임에 대한 자료들은 SPSS ver.20.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 통계처리하였다. 콜모고로프-스미르노프(Kolmogorov-Smirnov) 검정 방법을 이용하여 정규성 검정을 실시하였다.
, Chicago, IL, USA)을 이용하여 통계처리하였다. 콜모고로프-스미르노프(Kolmogorov-Smirnov) 검정 방법을 이용하여 정규성 검정을 실시하였다. 대상자의 일반적 특성은 실수와 백분율, 평균과 표준편차로 설명하였고, 일반적 특성 및 중재 전·후의 호흡기능, 흉곽 가동성, 횡격막 움직임의 차이를 비교하기 위하여 대응표본 t-검정(paired t-test)를 실시하였다.
이론/모형
본 연구에서 폐기능 측정은 폐량계(spirometer) (MicroPlus, CareFusion, Basingstoke, UK)를 사용하여 측정하였다. 정확한 검사를 위해 사전에 대상자에게 측정 방법과 자세에 대하여 충분하게 설명하고 교육하였으며, 연구 대상자는 코마개(nose clip)를 하고 의자에 고관절 90° 굴곡하고 앉은 상태에서 폐기능 측정을 시행하였다(Engel과 Vemulpad, 2007).
호흡을 통해 흉곽이 확장되는 정도를 알아보기 위하여 세 군데에서 흉곽 둘레를 줄자 측정법(cloth tape measurement technique)으로 측정하였다. 흉곽 운동성을 알기위한 줄자 측정법의 급간내 상관계수(intraclass correlation coefficient)는 .
성능/효과
본 연구는 젊은 여성을 대상으로 RUSI를 이용한 시각적 되먹임 횡격막 호흡 훈련이 횡격막 움직임 (diaphragm excursion), 폐기능(pulmonary function) 및흉곽 가동성(chest mobility) 향상에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 그 결과 횡격막 호흡과 함께 RUSI를 사용하는 것이 횡격막 움직임과 폐활량 및 흉곽 가동성을 증가시키는데 도움이 되는 것으로 나타났다.
본 연구의 주된 결과는 흉곽 가동성 제한이 있는 젊은 여성에게 RUSI를 이용한 횡격막 호흡 훈련을 적용 하는 것이 횡격막 호흡 훈련만을 시행하였을 때 보다 횡격막 움직임과 폐기능이 향상시키는데 도움이 된다는 것이다. 특히, RUSI를 동반한 횡격막 호흡 훈련을 시행하였을 때 깊은 호흡을 하는 동안의 횡격막 움직임, 흉곽 가동성 및 폐활량이 향상되는 것으로 나타났다.
본 연구의 목적은 흉곽 운동성 제한이 있는 성인을 대상으로 RUSI를 적용한 호흡훈련이 횡격막의 움직임과 폐기능 및 흉곽 가동성을 향상시킬 수 있는지 알아보는 것이었다. 연구 결과는 횡격막 호흡훈련 동안 RUSI를 적용하는 것이 흉곽 운동성 제한이 있는 성인의 횡격막 움직임과 폐기능 및 흉곽 가동성을 향상시키는데 도움이 되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 RUSI를 사용 하는 것이 호흡훈련의 효율성을 높일 수 있다는 것을 의미하는 것으로, 임상 현장에서 호흡 기능이 감소된 환자들에 대한 RUSI의 적용이 효과적으로 사용될 수있을 것으로 사료되며 향후 이 분야에 대한 연구들이지속적으로 이어져야 할 것이다.
본 연구의 주된 결과는 흉곽 가동성 제한이 있는 젊은 여성에게 RUSI를 이용한 횡격막 호흡 훈련을 적용 하는 것이 횡격막 호흡 훈련만을 시행하였을 때 보다 횡격막 움직임과 폐기능이 향상시키는데 도움이 된다는 것이다. 특히, RUSI를 동반한 횡격막 호흡 훈련을 시행하였을 때 깊은 호흡을 하는 동안의 횡격막 움직임, 흉곽 가동성 및 폐활량이 향상되는 것으로 나타났다. 이는 RUSI의 사용이 횡격막의 수축 기능과 운동 조절에 유익하게 사용될 수 있다는 것을 의미한다.
후속연구
첫째, 본 연구는 환자가 아닌 흉곽가동성에 제한이 있는 일부 성인 여성만을 대상으로 하였고, 연구에 참여한 대상자의 수가 많지 않았기 때문에 본 연구의 결과를 모든 대상자들에게 일반화시켜 적용하기 어려울 것이다. 둘째, RUSI를 이용한 횡격막 호흡법의 단기간 효과를 검증하여 장기적 관찰 및 추적연구 조사를 하지 못하였다. 셋째, 신체 활동과 관련된 폐기능을 측정하지 못하였으므로 본 연구의 결과를 통해 일상 활동 중에 나타나는 호흡기능의 결과를 예측하 기는 어려울 것이다.
둘째, RUSI를 이용한 횡격막 호흡법의 단기간 효과를 검증하여 장기적 관찰 및 추적연구 조사를 하지 못하였다. 셋째, 신체 활동과 관련된 폐기능을 측정하지 못하였으므로 본 연구의 결과를 통해 일상 활동 중에 나타나는 호흡기능의 결과를 예측하 기는 어려울 것이다. 이러한 제한점을 개선하기 위해서는 앞으로 더 많은 연령대의 폐질환을 가진 환자를 대상으로 장기간의 실시간 초음파를 이용한 횡격막 호흡의 영향에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
연구 결과는 횡격막 호흡훈련 동안 RUSI를 적용하는 것이 흉곽 운동성 제한이 있는 성인의 횡격막 움직임과 폐기능 및 흉곽 가동성을 향상시키는데 도움이 되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 RUSI를 사용 하는 것이 호흡훈련의 효율성을 높일 수 있다는 것을 의미하는 것으로, 임상 현장에서 호흡 기능이 감소된 환자들에 대한 RUSI의 적용이 효과적으로 사용될 수있을 것으로 사료되며 향후 이 분야에 대한 연구들이지속적으로 이어져야 할 것이다.
셋째, 신체 활동과 관련된 폐기능을 측정하지 못하였으므로 본 연구의 결과를 통해 일상 활동 중에 나타나는 호흡기능의 결과를 예측하 기는 어려울 것이다. 이러한 제한점을 개선하기 위해서는 앞으로 더 많은 연령대의 폐질환을 가진 환자를 대상으로 장기간의 실시간 초음파를 이용한 횡격막 호흡의 영향에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
본 연구는 향후 연구에서 보완될 수 있는 몇 가지 제한점을 가지고 있다. 첫째, 본 연구는 환자가 아닌 흉곽가동성에 제한이 있는 일부 성인 여성만을 대상으로 하였고, 연구에 참여한 대상자의 수가 많지 않았기 때문에 본 연구의 결과를 모든 대상자들에게 일반화시켜 적용하기 어려울 것이다. 둘째, RUSI를 이용한 횡격막 호흡법의 단기간 효과를 검증하여 장기적 관찰 및 추적연구 조사를 하지 못하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
호흡기능 이상의 주요 원인으로는 무엇이 있나?
호흡 주동근인 횡격막의 기능에 문제가 발생하면, 횡격막의 이동과 움직임이 감소되면서 호흡하는 동안 보조근을 이용하여 호흡을 하게 된다. 호흡기능 이상의 주요 원인 으로는 근약화(muscle weakness), 저긴장성(hypotonicity), 그리고 체간근(trunk muscle)의 비협응(coordination disorder)으로 인한 흉곽확장(chest expansion)의 제한 등이 있다(Annoni 등, 1990).
호흡계의 가장 중요한 역할은 무엇인가?
호흡계(pulmonary system)는 인체에서 중요한 기능을 차지한다. 호흡계의 가장 중요한 역할은 에너지를 생산하는 산소를 체내의 혈액 및 조직 사이에서 이산화 탄소와 함께 공급하는 것이다. 호흡(breathing)은 흡기 (inhalation)와 호기(exhalation)로 나뉘는데, 흡기시 늑골부과 복부의 근육이 내측으로 흉곽의 부피 변화를 만들어내며, 흡기근은 흉강의 부피를 증가시키고 음압을 형성하여 폐로 공기가 들어오도록 한다(Hillegass, 2016).
흉곽 가동성이 호흡기전에서 중요한 요소인 이유는 무엇인가?
흉추부와 흉곽의 가동범위가 감소되면 폐의 탄력성이 떨어지면서 폐기능(pulmonary function)에 부정적인 영향을 미친다(Fugl-Meyer 등, 1983). 그러므로 흉곽 가동성(chest mobility)은 호흡기전에서 중요한 요소이다.
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