[논문]전기자극치료를 동반한 운동치료가 전방십자인대 재건술 환자의 통증, 관절가동범위, 근력에 미치는 영향

민동기; 이상재

doi:10.5762/kais.2019.20.2.694

전기자극치료를 동반한 운동치료가 전방십자인대 재건술 환자의 통증, 관절가동범위, 근력에 미치는 영향
The Effects of Therapeutic exercise with Electrical Stimulation on Pain, Range of motion, Muscle strength in patients after Anterior Cruciate Ligament Reconstruction 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.2, 2019년, pp.694 - 703

민동기 (대구보건대학교 물리치료과) , 이상재 (대구 더열린병원)

초록
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본 연구는 전방십자인대 파열로 전방십자인대 재건술을 받은 환자를 대상으로 전기자극치료를 동반한 운동치료가 무릎관절 통증, 관절가동범위, 근력에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 한다. 본 연구 대상자는 전방십자인대 파열로 진단받아 전방십자인대 재건술을 받은 환자 20명을 선정하여, 무작위 배분으로 운동치료을 수행할 대조군 10명, 전기자극치료를 동반한 운동치료를 수행할 실험군 10명으로 구성하였다. 운동치료방법은 선행 연구를 참고하여 구성한 3가지 운동을 총 3주간 실시하였다. 측정도구로 무릎관절 통증정도는 시각적 상사척도를 관절가동범위는 측각기를 근력은 휴대용역량계를 이용하였다. 통계학적 분석은 각 그룹 내 비교는 대응표본 t-검정, 각 그룹 간 비교는 독립표본 t-검정으로 분석하였다. 본 연구 결과 중재 후 실험군이 대조군에 비해 모든 측정 결과가 유의하게 향상되어 나타났다(p<.05). 이와 같은 결과를 바탕으로 전방십자인대 재건술 환자를 대상으로 무릎관절 치료와 함께 전기자극치료를 동반한 운동치료를 실시한다면 환자의 통증, 관절가동범위, 근력에 좀 더 효과적이라고 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was to investigate the effect of therapeutic exercise with electrical stimulation on knee joint pain, range of motion and muscle strength in patients who underwent anterior cruciate ligament reconstruction. The subjects of this study were recruited who diagnosed with anterior cruciate ligament rupture and undergoing anterior cruciate ligament reconstruction, total of 20 patients were randomly divided to the 10 control groups and 10 experimental groups. The therapeutic exercise was carried out for 3 weeks with three exercises made by referring to the previous study. The measurement tools used were knee joint pain measurements were made using the visual analogue scale, range of motion was measured using a goniometer, and the muscle strength was measured using a handheld dynamometer. In the statistical analysis, to compare about pre and post test the difference in each same groups was accomplished by using the paired t-test, and compare the difference between the different each groups was accomplished by using the independent t-test. The results of the study showed that the experimental group showed significantly enhanced results than the control group(p<.05). Based on these results, it is concluded that it is effective for the recovery of the patient if the therapeutic exercise with electrical stimulation in parallel with knee joint therapy are performed for the patients with anterior cruciate ligament reconstruction.

주제어

표/그림 (14)

그림 Fig. 1. quadriceps - setting exercise (start, finish)
그림 Fig. 2. prone knee flexion exercise (start, finish)
그림 Fig. 3. supine balance exercise
그림 Fig. 4. quadriceps - setting exercise with 20Hz electrical stimulation
그림 Fig. 5. prone knee flexion exercise with 20Hz electrical stimulation
그림 Fig. 6. supine balance exercise with 20Hz electrical stimulation
그림 Fig. 7. quadriceps femoris muscle strength measurement
그림 Fig. 8. hamstring muscle strength measurement
표 Table 1. General characteristics of subjects
표 Table 2. Comparison of visual analogue scale score between each groups
표 Table 3. Comparison of knee flexion range of motion each groups
표 Table 4. Comparison of knee extension range of motion each groups
표 Table 5. Comparison of quadriceps femoris muscle strength between each groups
표 Table 6. Comparison of hamstring muscle strength between each groups

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 전기자극치료를 동반한 운동치료가 전방십자인대 수술 후 통증, 관절가동범위, 근력에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다.
따라서 본 연구에서는 전방십자인대 재건술 후 나타나는 증상 중 무릎기능과 관련된 통증, 관절가동범위, 근력에 있어 전기자극치료를 동반한 운동치료가 무릎관절에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 실시하였다.
본 연구는 전방십자인대 재건술 환자를 대상으로 전기자극치료를 동반한 운동치료를 실시하여 무릎관절 통증, 관절가동범위, 근력에 미치는 영향에 대해 알아보고자 실시하였다. 연구 결과 대조군에 비해 실험군에서 모두 통증, 관절가동범위, 근력에서 모두 유의한 효과를 나타내었다.

제안 방법

본 연구에서는 실험군은 대조군과 같은 운동치료 방법을 실시하였다. 20Hz를 주파수를 이용한 전기자극치료가 다른 주파수를 이용한 방법보다 근력이 더 잘 유지되고, 근력 향상에 많은 도움이 된다는 선행연구를 참고하여[16], 전기자극 주파수를 20Hz로 설정하여, 운동치료 시 동시 실시하여 수행하였다.
첫 번째로, 무릎관절 굽힘(knee flexion) 측정방법은엎드린 자세에서 측각기의 축은 무릎관절 가쪽관절융기에 고정자는 넙다리뼈의 중심선에 가동자는 종아리 외측중심선을 따라 배치한다[21]. 대상자의 가장 편안하게 한 상태에서 다리를 들어 무릎을 최대한 굽히게 하고 무릎관절의 굽힘 각도를 측정한다. 통증을 느끼지 않는 최대 범위에서 측정한다[22].
두 번째로, 뒤넙다리근(hamstring muscle)의 근력 측정방법은 대상자가 엎드려 누운 자세에서 골반을 고정시키고, 아킬레스건 바로 위에 측정장비를 위치하여 무릎관절을 굽히는 힘을 버텨내도록 하였다[25](Fig.8).
두 번째로, 엎드려 무릎 굽힘 운동(prone knee flexionexercise) 운동방법은 환자는 엎드려 누운 자세에서 중력의 저항과 부하를 케이블/도르래 시스템(pulley)을 통해무릎관절을 굽힘하고, 폄하면서 천천히 버텨주는 동작을10회 1세트로 하여 총 3세트 반복 수행한다(Fig. 2).
무릎관절의 관절가동범위을 측정하기 위한 방법으로 측각기(goniometer)를 이용하여, 무릎관절의 굽힘(flexion)과 폄(extension)을 측정하였다. 환자는 통증을 느끼지 않는 최대 범위 내에서 각도를 측정하였으며, 3회 측정하여 평균값을 구하였다[20].
본 연구의 대상자는 대구광역시 소재 T 병원에 내원한 50세 이하 환자 중 전방십자인대 파열로 진단받아전방십자인대 재건술을 받은 환자 20명을 선정하였다. 무작위 배치로 운동치료군 10명, 전기자극을 동반한 운동치료군 10명으로 나누어 각각 3주간 주 3회 중재를 수행하였다. 참여하는 모든 대상자에게 연구 내용을 설명하고, 자발적 참여 동의를 구하여 실시하였다.
본 연구에서는 실험군은 대조군과 같은 운동치료 방법을 실시하였다. 20Hz를 주파수를 이용한 전기자극치료가 다른 주파수를 이용한 방법보다 근력이 더 잘 유지되고, 근력 향상에 많은 도움이 된다는 선행연구를 참고하여[16], 전기자극 주파수를 20Hz로 설정하여, 운동치료 시 동시 실시하여 수행하였다.
세 번째로, 바로 누워 균형운동(supine balanceexercise)은 바로 누운 자세에서 환측 무릎관절을 굽힘하여 벽면에 있는 밸런스 패드(balance pad)에 놓고 가능한 힘을 주어 지지하며, 세라밴드(thera-band)를 이용해의도적인 흔들림에 대한 협응수축을 하여 최대한 버티며10회 1세트로 하여 총 3세트 반복 수행한다(Fig3).
연구의 중재에 따른 통증, 관절가동범위, 근력에효과를 알아보기 위해 중재 전 측정을 실시하고, 3주간의 중재 후 측정을 실시하였다.
첫 번째로, 넙다리네갈래근(quadriceps femoris)의 근력 측정방법은 대상자가 바로 누운 자세에서 무릎 아래베게로 받치고, 측정 위치는 정강뼈 먼쪽 앞면에 두고,대상자의 무릎을 펴게 하는 힘을 버텨내도록 하였다[24](Fig. 7).
총 3주간 주3회 운동을 실시하였고, 운동은 넙다리네갈래근 근고정 운동(quadriceps - setting exercise), 엎드려 무릎 굽힘 운동(prone knee flexion exercise), 바로누워 균형운동(supine balance exercise)을 10초 유지 1회로 하여, 총 10회씩 3세트 적용하였다.
측정은 모든 대상자를 물리치료경력 5년 이상의 장비를 사용에 숙달되어 있는 물리치료사에 의해 동일하게 측정하였다.

대상 데이터

본 연구에 참여한 대상자는 50세 이하 전방십자인대재건술을 받은 총 20명의 대상자들을 운동치료군 10명,전기자극치료를 동반한 운동치료군 10명으로 구성되었다.
본 연구에서의 운동치료는 전방십자인대 재건술을 대상으로 한 여러 선행 연구들을 참고하여 운동을 구성하였다[8][17-18].
본 연구의 대상자는 대구광역시 소재 T 병원에 내원한 50세 이하 환자 중 전방십자인대 파열로 진단받아전방십자인대 재건술을 받은 환자 20명을 선정하였다. 무작위 배치로 운동치료군 10명, 전기자극을 동반한 운동치료군 10명으로 나누어 각각 3주간 주 3회 중재를 수행하였다.

데이터처리

96)이 높고 타당성이 있는 측정도구이며, 크기가 작고 사용법이간단해 무릎관절 근력 측정 시 임상에서의 활용이 용이한 객관적인 근력 측정방법으로 알려져 있다[23]. 3회 측정하여 평균값을 구하였다.
두 그룹간 일반적인 특성에 대한 동질성을 검정하기 위해 카이제곱검정(chi-square test)과 독립표본 t-검정(independent t-test)을 실시하였다. 각 그룹 내 중재 전과 중재 후 효과를 알아보기 위해 대응표본 t-검정(paired t-test)를 실시하였고, 각 그룹 간 검사는 독립표본 t-검정을 실시하였다. 모든 통계학적 유의수준은 .
0을 사용하여 평균과 표준편차를 산출하였다. 두 그룹간 일반적인 특성에 대한 동질성을 검정하기 위해 카이제곱검정(chi-square test)과 독립표본 t-검정(independent t-test)을 실시하였다. 각 그룹 내 중재 전과 중재 후 효과를 알아보기 위해 대응표본 t-검정(paired t-test)를 실시하였고, 각 그룹 간 검사는 독립표본 t-검정을 실시하였다.
본 연구의 모든 통계처리는 SPSS / PC Ver.23.0을 사용하여 평균과 표준편차를 산출하였다. 두 그룹간 일반적인 특성에 대한 동질성을 검정하기 위해 카이제곱검정(chi-square test)과 독립표본 t-검정(independent t-test)을 실시하였다.
무릎관절의 관절가동범위을 측정하기 위한 방법으로 측각기(goniometer)를 이용하여, 무릎관절의 굽힘(flexion)과 폄(extension)을 측정하였다. 환자는 통증을 느끼지 않는 최대 범위 내에서 각도를 측정하였으며, 3회 측정하여 평균값을 구하였다[20].

이론/모형

무릎관절 통증 정도를 측정하기 위해 시각적 상사 척도(visual analogue scale)를 이용하였으며, 기록방법은 통증이 없을 경우 0으로 나타내며, 통증이 심할수록 최대 10까지 나타낸다. 환자가 스스로 느끼는 통증 정도를 0에서 10까지 주관적으로 기록하도록 하였다[19].

성능/효과

각 그룹의 시각적 상사 척도 점수(visual analoguescale, VAS)의 비교는 중재 전․후 각 그룹 내 변화에서 두 그룹 모두 통계학적인 유의한 차이를 나타내었다(p<05)[Table 2].
관절가동범위의 변화에서는 두 그룹 모두 중재 전보다 중재 후 관절가동범위가 개선되었고, 특히 실험군에서 중재 후 대조군에 비해 유의한 향상을 보였다. 이는 문대형(2015)의 전방십자인대 재건술 후 보행패턴 재활운동에서 굽힘 관절가동범위가 96.
근력의 변화에서는 두 그룹 모두 중재 전보다 중재 후근력이 향상되었고, 특히 실험군에서는 중재 후 대조군에 비해 유의한 향상을 보였다. 이는 전방십자인대 재건술 후 재활운동적용 2주, 4주, 6주의 경과 기일에 따라 운동군의 환측 및 건측 엉덩관절 굽힘근, 폄근, 모음근,벌림근의 근력이 대조군 보다 유의하게 증가하고, 넙다리 근육면적이 146㎠에서 143.
두 번째로, 무릎관절 폄(knee extension) 측정방법은 엎드린 자세에서 측각기의 축은 무릎관절 가쪽관절융기에 고정자는 넙다리뼈의 중심선에 가동자는 종아리 외측중심선을 따라 배치한다[21]. 대상자의 다리에 힘을 모두 뺀 상태에서 자연적으로 최대 폄 된 상태의 관절범위를 측정한다[20].
본 연구의 결과 무릎관절 통증정도 변화에서는 두 그룹 모두 중재 후 통증이 감소되었고, 특히 실험군에서 중재 후에 대조군에 비해 유의한 감소를 보였다. 이는 Mintken 등의 신경근 전기자극 중재를 통한 전방십자인대 재건술 환자의 무릎상해와 관절염 결과지수의 전 항목인 통증 증상 일상생활동작 놀이 및 여가 삶의 질이 수술 전에 비해 모두 증가하였다는 선행연구와 일치하는 결과를 나타내었다[28].
본 연구는 전방십자인대 재건술 환자를 대상으로 전기자극치료를 동반한 운동치료를 실시하여 무릎관절 통증, 관절가동범위, 근력에 미치는 영향에 대해 알아보고자 실시하였다. 연구 결과 대조군에 비해 실험군에서 모두 통증, 관절가동범위, 근력에서 모두 유의한 효과를 나타내었다.
운동치료만 실시한 대조군에서도 통증감소에 효과적이였지만, 전기자극치료를 동반하면 더욱 통증 감소에 효과적이라 보여진다. 이러한 결과에서 통증정도가 대조군과 실험군 모두 중재 후 유의한 감소를 보이는 것은 수술 후 통증감소를 위한 드레싱, 약물치료 등 다양한 원인에 의해 감소되었을 가능성이 있고, 두 그룹 모두 운동치료를 실시하여 근육의 혈액순환과 자극을 통한 감소가 나타났다고 판단된다. 하지만 실험군에서 전기자극치료가 중추신경의 빠른 적응과 근조직을 증가시키고[29],부종과 통증을 일으키는 관절기원성 억제를 완화시켜 대조군에 비해 실험군에서 통증정도의 유의한 감소가 나타난 것으로 보여진다[26].

후속연구

따라서 이상의 결과들을 종합하여 볼 때, 전기자극치료를 동반한 운동치료를 실시한 실험군에서 통증, 관절가동범위, 근력에 유의한 향상을 보이므로 실제 임상에서 널리 활용 할 것을 제안한다.
따라서 전방십자인대 재건술 환자를 치료할 때, 전기자극치료를 동반한 운동치료를 실시한다면 무릎관절 회복에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.
본 연구에서 전방십자인대 재건술 받은 환자 20명으로 실시한 것으로 대상자 수가 적어 모든 환자들에게 일반화하여 분석하기는 어렵고, 병원 입원기간 때문에 중재를 3주라는 짧은 기간 적용할 수 밖에 없었던 점, 일반적인 염증치료 및 통증치료와 약물치료의 영향을 대상자모두 일관성 있게 통제하지 못한 점과 무릎관절 기능적인 평가를 하지 않은 점과 같은 연구의 제한점이 있다. 이러한 제한점을 보완하여 좀 더 세밀하고 깊이 있는 분석과 연구가 필요할 것으로 사료된다.
본 연구에서 전방십자인대 재건술 받은 환자 20명으로 실시한 것으로 대상자 수가 적어 모든 환자들에게 일반화하여 분석하기는 어렵고, 병원 입원기간 때문에 중재를 3주라는 짧은 기간 적용할 수 밖에 없었던 점, 일반적인 염증치료 및 통증치료와 약물치료의 영향을 대상자모두 일관성 있게 통제하지 못한 점과 무릎관절 기능적인 평가를 하지 않은 점과 같은 연구의 제한점이 있다. 이러한 제한점을 보완하여 좀 더 세밀하고 깊이 있는 분석과 연구가 필요할 것으로 사료된다.
전기자극 치료가 활동전위에 영향을 미쳐 근 수축을유발하기 때문에 회복기 환자의 근력증가에 큰 도움이 될 수 있을 것이라고 알려져 있고[15], 또한 20Hz를 이용한 넙다리네갈래근 전기자극치료가 다른 주파수를 이용한 방법보다 근력이 더 잘 유지되고, 근력 향상에 많은 도움이 된다는 선행연구를 참고하여[16], 본 연구에서 전기자극치료의 주파수는 20Hz를 사용하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	무릎관절의 특징은 무엇인가?	무릎관절은 인체의 가장 복잡한 관절중 하나이며, 역학적으로 많은 운동범위를 요구하는 관절이기 때문에 여러 인대와 강한 근육 등으로 이루어져 있다. 많은 신체활동 상황에서 무릎관절에 심한 스트레스가 가해지므로 ,많은 손상이 남는 관절이다.
	전기자극치료의 장점은 무엇인가?	이러한 문제점은 전기자극치료가 많은 도움이 될 수 있는데, 전기자극치료(electrical stimulation)는 미세한전류를 흘려 근수축을 유발하고, 반복적인 수축을 통한근육에 부하를 증가시켜 근력 향상을 시킬 수 있고[11],신경근 전기자극치료는 근 위축 예방과 근력 향상, 회복기간을 단축시키는데 효과적이며[12], 근위축 환자들에게 적용하여 넙다리네갈래근 운동 능력 및 근력증가가 확인되었다고 한다[13]. 이전 연구에서는 신경근 전기자극 중재의 일환으로 러시안전류가 전방십자인대 손상 환자의 넙다리네갈래근 근력 개선에 대한 효과를 알아보고 운동치료 및 손상시기별 효과를 비교한 논문이 있었다[14].
	무릎굽힘을 하면서 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 협응수축 운동으로 넙다리네갈래근을 강화시켜야 하는 이유는 무엇인가?	이러한 영향을 최소화하기 위해 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 역할을 반대로 적용하여 무릎굽힘 운동을 하면서 넙다리네갈래근을 협응수축(co-contraction)하는 방법으로 무릎관절주변 근력을 강화하는 방법을 고안하여, 무릎굽힘을 하면서 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 협응수축 운동은전방십자인대에 부하를 주지 않고 운동할 수 있는 방법이다[8]. 이러한 방법으로 넙다리네갈래근을 강화시켜야하는 이유는 무릎관절은 기능적으로 안정시키고 이로 인해 내인성 진통물질의 분비가 증가되며, 근육을 재조건화 시키고, 통증으로 잘못 인지되는 근 피로 감각을 감소시켜 통증을 완화시키는 역할을 한다[9]. 하지만 무릎관절 전방십자인대 재건술 후 과거의 재활운동은 등속성운동, 등척성 운동, 레그프레스 등의 전방십자인대 수술부위에 부하가 많이 가는 고강도의 근력운동을 실시한경우가 많았는데, 수술 직후에는 근력이 많이 떨어져 있기 때문에 오히려 무릎관절에 염증을 유발시키는 결과를 초래하기도 한다[10].

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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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