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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 경직형 뇌성마비아동의 근력에 대하여 초음파를 이용한 근 두께를 살펴보고 GMFM 을 이용하여 기능을 평가함으로 전신 진동자극 훈련의 효과에 대하여 좀 더 정량적인 증명을 하고자 한다. 또한, 훈련방법의 정량화를 위하여 좀더 명확하게 운동 방법을 규범화하여 추후 임상에서 사용할 수 있는 프로 토콜을 제안하고자 한다.
- 따라서, 본 연구에서는 경직형 뇌성마비아동의 근력에 대하여 초음파를 이용한 근 두께를 살펴보고 GMFM 을 이용하여 기능을 평가함으로 전신 진동자극 훈련의 효과에 대하여 좀 더 정량적인 증명을 하고자 한다. 또한, 훈련방법의 정량화를 위하여 좀더 명확하게 운동 방법을 규범화하여 추후 임상에서 사용할 수 있는 프로 토콜을 제안하고자 한다.
- 본 연구는 10주 동안 경직형 뇌성마비 아동에게 전신 진동자극 훈련이 하지 근 두께와 대동작 운동기능에 미치는 효과에 대해 알아보고자 실시하였다. 연구 결과, 근 두께 측정에서 WBV군이 대조군에 비해 넙다리 곧은근과 앞정강근의 두께에 유의한 증가를 보였고, 장딴지근 두께의 변화량에서 두 군 간 유의한 차이를 보이지 않았다.
가설 설정
- 전신 진동자극이란 전신에 수직으로 사인(sine) 곡선 형태의 진동을 전달할 수 있는 진동보드 위에 발로 선자세를 유지하거나 운동 하는 것으로, 일종의 체중부하 운동으로 정의된다[5,6]. 진동자극에 대한 정확한 기전은 아직 논란의 여지가 있지만, 대부분의 연구자들은 진동이 근육의 수축을 유발하는 근 방추와 알파 운동신 경을 자극한다고 가정한다. 또한, 생성된 기계적 자극은 하지의 운동 단위의 활성을 급격히 증가시킬 수 있고, 무릎 폄 근에서 중등도의 저항운동 훈련과 동등한 효과를 유도 할 수 있다[5,7,8].
제안 방법
- 5단위로 설정할 수 있다. WBV 훈련은 3분 훈련 후 3분 휴식하는 방법을 적용하였으며 Lee [18]의 중재방 법을 수정한 5가지 주파수를 순서대로 적용하였다(① 12-16 Hz, ② 16-20 Hz, ③ 20-24 Hz, ④ 16-20 Hz, ⑤ 12 Hz). 훈련은 임상경력 3년 이상의 숙련된 물리치료사 감독 하에 실시되었다.
- WBV군(n=10)은 WBV 훈련과 일반적인 물리치료를 포함하여 회당 1시간, 주 5회, 10주간 치료를 받았고, 대조군(n=10)은 회당 1시간, 주 5회, 10주간 일반적인 물리치료만을 받았다. 일반적인 물리치료는 신경발달 치료(NDT), 근육 스트레칭, 근력강화운동, 고유감각 및균형훈련이 포함되었다[4].
- 충분한 접촉겔을 사용하고 과도한 압박을 방지하여 피부및 피하조직에 변형을 최소화 하였다. 각 근육은 3번의연속된 측정 후 평균값을 산출하였다. 하지 근 두께를 측정하기 위한 초음파 영상의 신뢰도 및 타당성은 높게보고되었다[23,24].
- 또한 주파수가 증가할 수록 근 활성도가 증가하기 때문에 Warm-up에적합한 12 Hz에서 점진적으로 주파수를 증가시키는 방법을 선택하였으며, 근 지구력과 근력의 증진을 목표로 하는 24 Hz까지 적용 되었다. 그리고 세션 마지막엔 Cool-down을 목적으로 12 Hz를 적용하였다[25].
- 본 연구의 중재는 선 자세에서 이루어지기 때문에 서기에 해당하는 D항목과 걷기뛰기 그리고 깡충 뛰기에 해당하는 E항목을 측정하였다. 근 두께 측정은 영상초음파장치(E-Cube15EX)를 통하여 넙다리곧은근(Rectus femoris), 앞정강근(Tibialis anterior), 장딴지근(Gastrocnemius) 등 총 3개의 근육을 측정하였다. 한 명의 숙련된 재활의학과 전문의에 의해 측정되었으며 스캐닝 주파수는 10 MHz였다.
- 한 명의 숙련된 재활의학과 전문의에 의해 측정되었으며 스캐닝 주파수는 10 MHz였다. 넙다리곧은근 측정 시 편하게 바로 누운 자세에서 무릎뼈의 중심과 위앞엉덩뼈가시의 50% 지점에 마킹테이프를 부착하고 검사 하였다. 이 때 무릎아래 수건을 넣어 10도의 무릎 굽힘 상태에서 효과적으로 근육이 이완 할 수 있도록 하였다.
- 대동작 운동기능평가는(ICC=.97)[20] 평가에 대해 완벽히 숙지하고 있는 임상 5년차 이상의 물리치료사 4명에 의해 측정 프로토콜에 따라 눕기와 구르기, 앉기, 기기와 무릎서기, 서기, 걷기, 뛰기, 도약을 포함한 총 88개 항목을 평가 하였다. 본 연구의 중재는 선 자세에서 이루어지기 때문에 서기에 해당하는 D항목과 걷기뛰기 그리고 깡충 뛰기에 해당하는 E항목을 측정하였다.
- 본연구에서는 가장 효율적인 훈련 프로토콜을 제시하고자 훈련과 휴식시간은 이전 연구에서 뇌성마비 아동의 하지 근력강화에 효과가 있었던 것으로 알려진 3분훈련 3분 휴식방법을 취하였다[11-12,18]. 또한 주파수가 증가할 수록 근 활성도가 증가하기 때문에 Warm-up에적합한 12 Hz에서 점진적으로 주파수를 증가시키는 방법을 선택하였으며, 근 지구력과 근력의 증진을 목표로 하는 24 Hz까지 적용 되었다. 그리고 세션 마지막엔 Cool-down을 목적으로 12 Hz를 적용하였다[25].
- 대상자는 발바닥에 온전한 체중에 대한 감각정보 제공을 위하여 신발이나 보조도구 없이 플랫폼 위에 올라서서 두 번째 발가락을 기준으로 대칭으로 발을 놓고, 양 손을 자유롭게 하고 벽에등을 기대고 선 후 무릎을 구부린 자세 유지 하였다. 또한 훈련 중 동작에 대한 시각적 피드백 강화를 위해앞에 거울을 제공하였으며, 치료사는 가능한 양쪽 다리에 체중을 똑같이 분배 할 수 있도록 구두지시 제공하였다. 진행되는 동안 엉덩관절 혹은 무릎관절 위치변화 등의 변수를 통제하기 위하여 치료사는 필요한 경우직접적인 자세교정 및 피드백 제공하였다.
- 모든 대상자는 중재 전 후 사전 및 사후검사를 실시 하였다. 측정 방법으로는 대동작 운동기능 평가(Gross Motor Function Measure, GMFM)[19]와 근 두께 측정 (E-Cube15EX)을 실시하였다.
- 본 연구에서는 아동의 양 팔을 자유롭게 한 상태에서벽에 등을 대고 무릎을 굽히고 훈련을 실시하였다. 이를 통해 양 발에 온전한 체중부하 할 수 있도록 하였으며, 아동 스스로 불안정한 지면으로부터 지속적으로 자세를 수정할 수 있도록 하였다.
- 97)[20] 평가에 대해 완벽히 숙지하고 있는 임상 5년차 이상의 물리치료사 4명에 의해 측정 프로토콜에 따라 눕기와 구르기, 앉기, 기기와 무릎서기, 서기, 걷기, 뛰기, 도약을 포함한 총 88개 항목을 평가 하였다. 본 연구의 중재는 선 자세에서 이루어지기 때문에 서기에 해당하는 D항목과 걷기뛰기 그리고 깡충 뛰기에 해당하는 E항목을 측정하였다. 근 두께 측정은 영상초음파장치(E-Cube15EX)를 통하여 넙다리곧은근(Rectus femoris), 앞정강근(Tibialis anterior), 장딴지근(Gastrocnemius) 등 총 3개의 근육을 측정하였다.
- 본 연구의 중재방법은 아동이 도움 없이 스스로 등을 붙이고 온전한 체중부하를 한 상태에서 시행되는 것으로, 중력에 대항하여 진동자극에 대해서 자세를 유지할수 있을 정도의 지구력을 요한다. 따라서, 연구 대상자는 경직형 뇌성마비 아동 중 GMFCS level Ⅰ-Ⅱ의 독립 서기가 가능한 아동으로 국한되었음으로 연구결과를 일반화하는데 제한점이 있다.
- 본 연구에서 근 두께가 증가한 것은, 중재 적용시간, 주파수 및 자세가 영향을 미쳤던 것으로 사료된다. 본연구에서는 가장 효율적인 훈련 프로토콜을 제시하고자 훈련과 휴식시간은 이전 연구에서 뇌성마비 아동의 하지 근력강화에 효과가 있었던 것으로 알려진 3분훈련 3분 휴식방법을 취하였다[11-12,18]. 또한 주파수가 증가할 수록 근 활성도가 증가하기 때문에 Warm-up에적합한 12 Hz에서 점진적으로 주파수를 증가시키는 방법을 선택하였으며, 근 지구력과 근력의 증진을 목표로 하는 24 Hz까지 적용 되었다.
- 이 때 무릎아래 수건을 넣어 10도의 무릎 굽힘 상태에서 효과적으로 근육이 이완 할 수 있도록 하였다. 앞정강근 측정 시 편하게 바로 누운 자세에서 가쪽무릎관절의 중심과 가쪽복사뼈 중심의 35%지점에 마킹테이프를 부착하고 검사하였다. 장딴지근 측정 시 편하게 엎드려 누운 자세에서 발을 검사대 밖으로 떨어뜨리고 정강뼈의 길이에서 몸쪽 25% 지점에마킹테이프를 부착하고 검사 실시하였다[21,22].
- 본 연구에서는 아동의 양 팔을 자유롭게 한 상태에서벽에 등을 대고 무릎을 굽히고 훈련을 실시하였다. 이를 통해 양 발에 온전한 체중부하 할 수 있도록 하였으며, 아동 스스로 불안정한 지면으로부터 지속적으로 자세를 수정할 수 있도록 하였다. 선행연구의 공통적인 훈련 자세는 약간 무릎을 굽히고 앞에 놓인 바를 손으로 잡고 실시하거나, 틸트 테이블 같은 다른 장치와 결합을 하여 완전한 지지와 함께 진행되는 것이 일반적이었다[10,15,18].
- 앞정강근 측정 시 편하게 바로 누운 자세에서 가쪽무릎관절의 중심과 가쪽복사뼈 중심의 35%지점에 마킹테이프를 부착하고 검사하였다. 장딴지근 측정 시 편하게 엎드려 누운 자세에서 발을 검사대 밖으로 떨어뜨리고 정강뼈의 길이에서 몸쪽 25% 지점에마킹테이프를 부착하고 검사 실시하였다[21,22]. 충분한 접촉겔을 사용하고 과도한 압박을 방지하여 피부및 피하조직에 변형을 최소화 하였다.
- 또한 훈련 중 동작에 대한 시각적 피드백 강화를 위해앞에 거울을 제공하였으며, 치료사는 가능한 양쪽 다리에 체중을 똑같이 분배 할 수 있도록 구두지시 제공하였다. 진행되는 동안 엉덩관절 혹은 무릎관절 위치변화 등의 변수를 통제하기 위하여 치료사는 필요한 경우직접적인 자세교정 및 피드백 제공하였다. 모든 세션마다 참가자의 치료결과와 관찰된 부작용 및 특이사항은기록되었으며, 일주일 단위로 보고 받았다.
- 장딴지근 측정 시 편하게 엎드려 누운 자세에서 발을 검사대 밖으로 떨어뜨리고 정강뼈의 길이에서 몸쪽 25% 지점에마킹테이프를 부착하고 검사 실시하였다[21,22]. 충분한 접촉겔을 사용하고 과도한 압박을 방지하여 피부및 피하조직에 변형을 최소화 하였다. 각 근육은 3번의연속된 측정 후 평균값을 산출하였다.
대상 데이터
- 연구의 참가자는 서울시에 소재한 2개의 기관에 내원한 대상으로 진행되었다. 뇌성마비 진단을 받은 아동 중, 대동작 기능 분류 시스템(Gross Motor Function Classification System)[17] Level Ⅰ-Ⅱ에 해당하는 5세 이상 10세 미만의 독립적으로 서거나 잡고 설 수 있는 아동으로 검사자가 요구하는 구두 지시에 대하여 충분이 이해할 수 있을 정도의 인지수준과 의사소통 능력을 가진 경직형 뇌성 마비 아동 20명을 대상으로 하였다. 선행연구[15]를 근거로 G-power 1.
- 연구의 참가자는 서울시에 소재한 2개의 기관에 내원한 대상으로 진행되었다. 뇌성마비 진단을 받은 아동 중, 대동작 기능 분류 시스템(Gross Motor Function Classification System)[17] Level Ⅰ-Ⅱ에 해당하는 5세 이상 10세 미만의 독립적으로 서거나 잡고 설 수 있는 아동으로 검사자가 요구하는 구두 지시에 대하여 충분이 이해할 수 있을 정도의 인지수준과 의사소통 능력을 가진 경직형 뇌성 마비 아동 20명을 대상으로 하였다.
데이터처리
- 본 연구의 데이터는 SPSS Statics for window version 25.0을 이용하여 통계처리하였다. 연구대상의 일반적 특성은 기술통계를 사용하여 평균값과 표준편차를 산출하였다.
- 0을 이용하여 통계처리하였다. 연구대상의 일반적 특성은 기술통계를 사용하여 평균값과 표준편차를 산출하였다. 중재 전 후 두 군의 근 두께와 대동작 운동기 능의 변화를 비교하기 위해 Wilcoxon signed-rank test를실시하였고, 두 군간의 근 두께와 대동작 운동기능의 차이를 분석하기 위해 Mann-Whitney U test를 실시하였다.
- 연구대상의 일반적 특성은 기술통계를 사용하여 평균값과 표준편차를 산출하였다. 중재 전 후 두 군의 근 두께와 대동작 운동기 능의 변화를 비교하기 위해 Wilcoxon signed-rank test를실시하였고, 두 군간의 근 두께와 대동작 운동기능의 차이를 분석하기 위해 Mann-Whitney U test를 실시하였다. 통계적 유의 수준 α는 .
이론/모형
- WBV훈련을 위해 본 연구 에서는 갈릴레오 시스템 Galileo ® Med S(Manufacturer: Novotec Medical GmbH in Germany, 616×405×120 mm)를 이용하였다.
- 모든 대상자는 중재 전 후 사전 및 사후검사를 실시 하였다. 측정 방법으로는 대동작 운동기능 평가(Gross Motor Function Measure, GMFM)[19]와 근 두께 측정 (E-Cube15EX)을 실시하였다.
성능/효과
- 그리고 WBV군이 대조군에 비해 대동작 운동기능 평가 (Gross motor function measure, GMFM D와 E 항목 점수에서 유의한 향상을 보였다(p<.05)(Table 3).
- 연구 결과, 근 두께 측정에서 WBV군이 대조군에 비해 넙다리 곧은근과 앞정강근의 두께에 유의한 증가를 보였고, 장딴지근 두께의 변화량에서 두 군 간 유의한 차이를 보이지 않았다. 대동작 운동기능 평가 D, E 항목의 점수에서 유의한 향상을 보였다.
- 대동작 운동기능 평가 결과 WBV군에서 서기에 해당하는 D항목과 걷기 뛰기 그리고 깡충 뛰기에 해당하는 E항목에서 모두 대조군에 비해 유의하게 증가하였다. 이러한 결과는 진동 자극을 통해 하지의 근 두께가 증가한 것이 근력 향상에 영향을 미쳤고 그 결과 대동작 운동기능의 향상에 도움을 주었을 것이라 생각된다.
- 두군간 변화량 비교에서 WBV군이 대조군에 비해 넙다리 곧은근과 앞정강근에서 유의한 증가를 보인 반면, 장딴지근에서는 유의한 증가를 보이지 않았다(p<.05).
- 하지 근 두께를 측정하기 위한 초음파 영상의 신뢰도 및 타당성은 높게보고되었다[23,24]. 모든 대상자는 1명의 재활의학과 전문의, 4명의 물리치료사에 의해 평가를 받았으며, 평가와 결과를 측정하는 검사자 5명은 맹검되었다.
- 본 연구를 통해 10주간의 정량화된 전신 진동자극 훈련은 경직형 뇌성마비 아동의 하지 근 두께를 증가시킬 수 있음을 객관적으로 확인하였다. 따라서 정량화된 전신 진동자극 훈련은 경직형 뇌성마비 아동의 근력향상 및 대동작 운동기능 촉진을 위해 임상에서 충분히 활용될 수 있을 것이라 생각된다.
- 본 연구는 10주 동안 경직형 뇌성마비 아동에게 전신 진동자극 훈련이 하지 근 두께와 대동작 운동기능에 미치는 효과에 대해 알아보고자 실시하였다. 연구 결과, 근 두께 측정에서 WBV군이 대조군에 비해 넙다리 곧은근과 앞정강근의 두께에 유의한 증가를 보였고, 장딴지근 두께의 변화량에서 두 군 간 유의한 차이를 보이지 않았다. 대동작 운동기능 평가 D, E 항목의 점수에서 유의한 향상을 보였다.
- 중재 후 두 군 모두 근 두께와 대동작 운동기능의 유의한 증가를 보였다(p<.05)(Table 2).
후속연구
- 본 연구를 통해 10주간의 정량화된 전신 진동자극 훈련은 경직형 뇌성마비 아동의 하지 근 두께를 증가시킬 수 있음을 객관적으로 확인하였다. 따라서 정량화된 전신 진동자극 훈련은 경직형 뇌성마비 아동의 근력향상 및 대동작 운동기능 촉진을 위해 임상에서 충분히 활용될 수 있을 것이라 생각된다.
- 본 연구의 중재방법은 아동이 도움 없이 스스로 등을 붙이고 온전한 체중부하를 한 상태에서 시행되는 것으로, 중력에 대항하여 진동자극에 대해서 자세를 유지할수 있을 정도의 지구력을 요한다. 따라서, 연구 대상자는 경직형 뇌성마비 아동 중 GMFCS level Ⅰ-Ⅱ의 독립 서기가 가능한 아동으로 국한되었음으로 연구결과를 일반화하는데 제한점이 있다. 향후 진행될 연구에서는 다양한 기능수준의 아동들에게 적합한 잘 정제된 큰규모의 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 초음파를 이용한 근 두께의 측정은 근육 부피를 추정 하는데 유용한 도구이다[16]. 만약, 초음파 측정을 이용 하여 근 두께를 검사 한다면, 경직형 뇌성마비 아동의 근력을 좀 더 과학적으로 확인할 수 있을 것이다.
- 따라서, 연구 대상자는 경직형 뇌성마비 아동 중 GMFCS level Ⅰ-Ⅱ의 독립 서기가 가능한 아동으로 국한되었음으로 연구결과를 일반화하는데 제한점이 있다. 향후 진행될 연구에서는 다양한 기능수준의 아동들에게 적합한 잘 정제된 큰규모의 연구가 필요할 것으로 생각된다.
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