[논문]비 절단부에 적용한 PNF 상지 패턴과 견갑골 움직임에 의한 방산이 절단부 주변 근육 활성도에 미치는 영향 -단일 사례연구-

최수홍; 이민형; 하경진; 이상열

doi:10.21598/jkpnfa.2019.17.1.11

비 절단부에 적용한 PNF 상지 패턴과 견갑골 움직임에 의한 방산이 절단부 주변 근육 활성도에 미치는 영향 -단일 사례연구-
Effects of Irradiation on the Muscle Activity Around an Amputation Site During Proprioceptive Neuromuscular Facilitation Pattern Exercise for Upper Extremity and Scapular Exercise on the Non-Amputated Part -A Case Study- 원문보기

PNF and movement, v.17 no.1, 2019년, pp.11 - 18

최수홍 (경성대학교 대학원 물리치료학과) , 이민형 (부산대학교병원 재활의학팀) , 하경진 (동아대학교병원 재활치료실) , 이상열 (경성대학교 물리치료학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: This study verifies the muscle activity around the amputation site during proprioceptive neuromuscular facilitation (PNF) pattern exercise for the upper extremities on the non-amputated part in upper extremity amputees and provides basic data on effective exercise around an amputation site. Methods: Manual resistance was applied to the PNF upper extremity pattern of the non-amputated part to generate muscle activity around the amputation site. The resistance was adjusted to an intensity that could cause maximal isometric contraction. The muscle activity of the amputation site and the non-amputated part was measured using a surface electromyogram for the upper trapezius, middle trapezius, infraspinatus, serratus anterior, and pectoralis major. Results: During the scapular exercise in the painless range, the amputated side showed significantly lower muscle activity and a lower muscle contraction ratio compared with the non-amputated side. During the PNF pattern exercise in the painless range, the amputated side showed lower muscle activity and a lower muscle contraction ratio compared with the non-amputated side. When the direct scapular exercise of the amputated side was compared with the PNF pattern exercise of the non-amputated side, their muscle contraction ratios were similar. Conclusion: This study confirmed the effectiveness of the PNF pattern exercise of the non-amputated part as a way to indirectly train the injured site with no pain for rehabilitation of patients with serious body injuries, such as amputation. It is necessary to develop effective exercise programs for the rehabilitation of the amputation site based on the results of this study.

주제어

표/그림 (4)

표 Table 1. Muscle activities according to scapular exercise
표 Table 2. Ratio of muscle activities according to scapular exercise
표 Table 3. Muscle activities according to PNF pattern for upper extremity
표 Table 4. Ratio of muscle activities according to PNF pattern for upper extremity

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 우측팔 절단 환자의 좌측팔에 적용한 PNF 패턴 저항운동이 우측 절단부 주변 근육에 방산을 유도하여 효과적인 운동을 이끌어 낼 수 있는지를 확인하기 위해 실시되었고 근육의 기능을 양적으로 평가하는 지표로 사용이 가능하며 근육의 동원을 상대적으로 비교하는 도구로 적합한 근전도를 이용하여 근육 활성도를 측정하였다.
본 사례연구는 상지 절단환자를 대상으로 하여 건측 PNF 패턴의 적용과 견갑골 운동의 적용이 절단부의 근육에 방산을 유도 하여 근육 활성도가 증가 하는지를 확인하기 위해 실시하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 통증으로 인하여 절단부에 직접적인 접촉을 할 수 없거나 저항을 가할 수 있는 사지가 없는 절단환자의 경우, 손상된 부위를 통증 없이 간접적으로 훈련시키기 위한 방법으로서 비 절단부의 PNF 패턴운동과 견갑골 운동의 적용이 절단부의 근육 활성을 유발 할 수 있는 것으로 생각되며 이를 바탕으로 비 절단부를 이용한 절단부 근육을 활성시켜 재활의 초기에 적용 할 수 있는 운동 프로그램의 개발이 필요할 것으로 생각된다.
본 연구는 비 절단 부의 PNF 패턴운동이 절단 부 주변 근육에 방산을 유도하여 효과적인 운동을 이끌어 낼 수 있는지를 확인하기 위하여, 표면 근전도 시스템 BTS FREEEMG (BTS FREEEMG 1000, BTS Bioengineering, Italy)을 이용하였다.
이러한 이유로 재활에 있어 큰 어려움을 겪지만 환자의 기능회복, 의지 착용 등 사회로의 복귀를 위한 과정으로서 반드시 필요하다(Fitzgibbons & Medvedev, 2015). 본 연구는 우측 위팔뼈의 근위 부 절단 수술을 시행한 대상자가 수술 후 초기 운동을 시작하는 과정에서 좌측팔을 이용한 PNF 패턴 저항운동을 통해 방산에 의한 절단 부 주변 근육들의 활동을 확인하기 위하여 실시하였고, 이를 비교분석 하기 위해 대상자의 우측 어깨뼈를 통증이 없이 최대움직임을 이끌어 내는 과정에서 근육 활성도를 측정하였다. 그 결과 Table 3.

제안 방법

), 등뼈가시돌기골절(T7∼T10), 등뼈가로돌기골절(T8∼T9) 어깨뼈 골절 등으로 인하여 입원한 대상자이다. 5월 26일 팔의 모든 신경혈관계통 손상, 위팔뼈 아래 피부 및 위팔세갈래근을 제외한 신경혈관 및 근육의 완전 절단을 확인하였고 순환장애, 절단부 뼈와 피부의 괴사 진행을 막기 위해 정형외과에서 절단 수술을 시행하였다. 수술 시행 후 6월 7일경 후두신경 손상으로 추정되는 삼킴 및 호흡 장애로 기관절제술 시행하였고, 6월 8일 경 절단 부 내부 괴사가 확인 되어 절단부를 열어 습윤 상처 치료를 실시하였다.
수술 시행 후 6월 7일경 후두신경 손상으로 추정되는 삼킴 및 호흡 장애로 기관절제술 시행하였고, 6월 8일 경 절단 부 내부 괴사가 확인 되어 절단부를 열어 습윤 상처 치료를 실시하였다. 6월 15일 중환자실에서 매트운동에 대한 교육을 1회 받았고,이후 일반 병실 전실 후 병동에서 가벼운 매트운동치료를 실시하였으며 7월 12일 재활의학과에 위치한 물리치료실로 처음 방문 하였다. 잔존 절단 부의 통증과 환상통을 심하게 호소하였고(VAS 7), 잔존 절단 부에 촉진 시 압통(VAS 8), 능동운동과 저항운동 검사 시 통증을(VAS 8)을 호소하였다.
측정된 신호는 수축 전후 1초를 제외한 3초간의 신호를 분석하였다. 또한 해당 운동을 인한 근피로를 고려하여 운동 간 휴식시간을 1분으로 설정하였다
먼저 PNF 패턴 저항운동 전 어깨뼈의 움직임에 따른 좌⋅우측의 근수축을 확인하기 위해 양쪽 어깨뼈의 올림(elevation),내밈(protraction), 뒤당김(retraction)을 각각 통증이 없는 범위에서 최대한 힘을 주어 실시하고 근육 활성도를 측정하였다.
본 실험에서 사용된 PNF 패턴 저항운동은 정상인을 대상으로 편측팔을 이용한 반대측 하지 근육 활성도를 확인한 선행연구의 방법과 같이 각 동작의 끝 범위에서 저항을 적용하였고 대상자가 통증을 느끼지 않는 범위에서 가장 강한 저항의 강도로 실시하였다 (Kim et al., 2006). 이를 통해 대상자는 몸통과 팔의 운동단위 동원능력을 증가시켰고, 근육 동원의 증가는 몸통과 연결된 절단 부 주변의 근육 활성도를 증가시키는 방산의 효과로 나타났다.
5월 26일 팔의 모든 신경혈관계통 손상, 위팔뼈 아래 피부 및 위팔세갈래근을 제외한 신경혈관 및 근육의 완전 절단을 확인하였고 순환장애, 절단부 뼈와 피부의 괴사 진행을 막기 위해 정형외과에서 절단 수술을 시행하였다. 수술 시행 후 6월 7일경 후두신경 손상으로 추정되는 삼킴 및 호흡 장애로 기관절제술 시행하였고, 6월 8일 경 절단 부 내부 괴사가 확인 되어 절단부를 열어 습윤 상처 치료를 실시하였다. 6월 15일 중환자실에서 매트운동에 대한 교육을 1회 받았고,이후 일반 병실 전실 후 병동에서 가벼운 매트운동치료를 실시하였으며 7월 12일 재활의학과에 위치한 물리치료실로 처음 방문 하였다.
연구 대상자는 운동 방향과 저항을 정확히 숙지하도록 반복적인 연습을 실시 후 측정하였고, 운동은 임상 경력 10년 이상의 대한고유수용성신경근촉진법학회 정회원이 시행하였다. 신호 측정은 5초간 최대 등척성 수축을 유지하도록 하고 3회 반복 측정하여 평균값을 본 연구에 사용하였다. 측정된 신호는 수축 전후 1초를 제외한 3초간의 신호를 분석하였다.
6월 15일 중환자실에서 매트운동에 대한 교육을 1회 받았고,이후 일반 병실 전실 후 병동에서 가벼운 매트운동치료를 실시하였으며 7월 12일 재활의학과에 위치한 물리치료실로 처음 방문 하였다. 잔존 절단 부의 통증과 환상통을 심하게 호소하였고(VAS 7), 잔존 절단 부에 촉진 시 압통(VAS 8), 능동운동과 저항운동 검사 시 통증을(VAS 8)을 호소하였다.
환자의 절단 부에 따른 기능적 잔존 수준을 고려하여 양쪽 팔의 위쪽 등세모근(upper trapezius), 중간 등세모근(middle trapezius), 가시아래근(infraspunatus), 앞톱니근(serratus anterior)과 큰가슴근(pectoralis major)의 근육 활성도를 측정하였다. 측정 전 피부저항을 최소화하기 위하여, 전극 부착부위의 털을 제거 후 알코올 솜으로 닦아내고 전극을 부착하였다. 기록전극은 일회용 Ag/AgCL전극을 사용하였고, 근전도 신호 수집을 위한 표본추출률(sampling rate)은 1,024㎐, 주파수 대역 통과필터(band pass filter)는 20-500㎐, 노치필터(notchfilter)는 60㎐로 설정하였다.
신호 측정은 5초간 최대 등척성 수축을 유지하도록 하고 3회 반복 측정하여 평균값을 본 연구에 사용하였다. 측정된 신호는 수축 전후 1초를 제외한 3초간의 신호를 분석하였다. 또한 해당 운동을 인한 근피로를 고려하여 운동 간 휴식시간을 1분으로 설정하였다
환자의 절단 부에 따른 기능적 잔존 수준을 고려하여 양쪽 팔의 위쪽 등세모근(upper trapezius), 중간 등세모근(middle trapezius), 가시아래근(infraspunatus), 앞톱니근(serratus anterior)과 큰가슴근(pectoralis major)의 근육 활성도를 측정하였다. 측정 전 피부저항을 최소화하기 위하여, 전극 부착부위의 털을 제거 후 알코올 솜으로 닦아내고 전극을 부착하였다.
먼저 PNF 패턴 저항운동 전 어깨뼈의 움직임에 따른 좌⋅우측의 근수축을 확인하기 위해 양쪽 어깨뼈의 올림(elevation),내밈(protraction), 뒤당김(retraction)을 각각 통증이 없는 범위에서 최대한 힘을 주어 실시하고 근육 활성도를 측정하였다. 휴식 후 단일 동작이 아닌 다양한 면에서의 복합적인 동작을 유도하기 위해 건측 팔의 PNF 의 폄-벌림-안쪽돌림 패턴(Ex. 1), 폄-모음-안쪽돌림 패턴(Ex. 2), 굽힘-벌림-바깥쪽돌림 패턴(Ex. 3)과 굽힘모음-바깥쪽돌림 패턴(Ex. 4)을 실시하였으며, 방산 효과를 최대화시키기 위하여 절단측 잔존 근육과 가장 멀리 떨어진 범위에서 시행하였다. 연구 대상자는 운동 방향과 저항을 정확히 숙지하도록 반복적인 연습을 실시 후 측정하였고, 운동은 임상 경력 10년 이상의 대한고유수용성신경근촉진법학회 정회원이 시행하였다.

대상 데이터

측정 전 피부저항을 최소화하기 위하여, 전극 부착부위의 털을 제거 후 알코올 솜으로 닦아내고 전극을 부착하였다. 기록전극은 일회용 Ag/AgCL전극을 사용하였고, 근전도 신호 수집을 위한 표본추출률(sampling rate)은 1,024㎐, 주파수 대역 통과필터(band pass filter)는 20-500㎐, 노치필터(notchfilter)는 60㎐로 설정하였다. 측정된 근전도 신호는 Myolab 1.
본 사례연구의 대상자는 42세 남성으로서 2018년 5월경 작업 중 기계에 손이 말려 들어가며 발생한 오른쪽 위팔뼈 골절, 자뼈골절, 흉벽손상(2nd∼11st rib Fx.), 등뼈가시돌기골절(T7∼T10), 등뼈가로돌기골절(T8∼T9) 어깨뼈 골절 등으로 인하여 입원한 대상자이다.
4)을 실시하였으며, 방산 효과를 최대화시키기 위하여 절단측 잔존 근육과 가장 멀리 떨어진 범위에서 시행하였다. 연구 대상자는 운동 방향과 저항을 정확히 숙지하도록 반복적인 연습을 실시 후 측정하였고, 운동은 임상 경력 10년 이상의 대한고유수용성신경근촉진법학회 정회원이 시행하였다. 신호 측정은 5초간 최대 등척성 수축을 유지하도록 하고 3회 반복 측정하여 평균값을 본 연구에 사용하였다.

데이터처리

기록전극은 일회용 Ag/AgCL전극을 사용하였고, 근전도 신호 수집을 위한 표본추출률(sampling rate)은 1,024㎐, 주파수 대역 통과필터(band pass filter)는 20-500㎐, 노치필터(notchfilter)는 60㎐로 설정하였다. 측정된 근전도 신호는 Myolab 1.12.129 software (BTS Bioengineering, Italy)를 이용하여 분석하였다. 표면 근전도 전극 부착 부위는 다음과 같다(Criswell, 2002).

성능/효과

본 연구는 우측 위팔뼈의 근위 부 절단 수술을 시행한 대상자가 수술 후 초기 운동을 시작하는 과정에서 좌측팔을 이용한 PNF 패턴 저항운동을 통해 방산에 의한 절단 부 주변 근육들의 활동을 확인하기 위하여 실시하였고, 이를 비교분석 하기 위해 대상자의 우측 어깨뼈를 통증이 없이 최대움직임을 이끌어 내는 과정에서 근육 활성도를 측정하였다. 그 결과 Table 3.에 제시된 내용과 같이 건측의 PNF 패턴 저항운동을 통해 절단 부의 근육 활동을 통증 없이 직접 수축에 가까운 수준으로 이끌어 낼 수 있음을 확인하였다. 이는 건강한 성인을 대상으로 한 PNF 패턴운동에서 운동을 시행하지 않은 반대 측의 근육 사용을 증명한 선행연구의 결과들(Park et al.
이를 통해 대상자는 몸통과 팔의 운동단위 동원능력을 증가시켰고, 근육 동원의 증가는 몸통과 연결된 절단 부 주변의 근육 활성도를 증가시키는 방산의 효과로 나타났다. 다만 본 연구 대상자의 경우 방산의 효과가 몸통과 어깨뼈를 연결하는 앞톱니근, 어깨뼈와 위팔뼈를 연결하는 가시아래근과 같이 단일 관절을 연결하는 국소근육에 비해 큰가슴근, 위쪽 등세모근, 중간 등세모근과 같은 다관절을 연결하는 대근육이 높은 근육 활성비율을 나타냈다.
, 2006). 이를 통해 대상자는 몸통과 팔의 운동단위 동원능력을 증가시켰고, 근육 동원의 증가는 몸통과 연결된 절단 부 주변의 근육 활성도를 증가시키는 방산의 효과로 나타났다. 다만 본 연구 대상자의 경우 방산의 효과가 몸통과 어깨뼈를 연결하는 앞톱니근, 어깨뼈와 위팔뼈를 연결하는 가시아래근과 같이 단일 관절을 연결하는 국소근육에 비해 큰가슴근, 위쪽 등세모근, 중간 등세모근과 같은 다관절을 연결하는 대근육이 높은 근육 활성비율을 나타냈다.
통증이 없는 범위에서 PNF 패턴 저항운동을 하는 동안 건측에 비해 절단측이 낮은 근육 활성도를 나타냈고(Table 3), 또한 낮은 근수축 비율을 나타냈다(Table 4). 절단측 어깨뼈를 직접 움직인 경우와 건측 PNF 패턴 저항운동을 한 경우를 비교하였을 때 근수축이 비슷한 수준으로 나타났다.
통증이 없는 범위에서 어깨뼈를 움직이는 동안 건측에 비해 절단측이 현저히 낮은 근육 활성도를 나타냈고(Table 1), 또한 낮은 근수축 비율을 나타냈다(Table 2).

후속연구

따라서 기능적 움직임을 고려한 PNF 패턴은 방산을 통해 새로운 움직임을 유도시키는 역할을 할 수 있다고 판단된다. 다만 본 연구의 대상자가 흉벽손상과 어깨뼈의 골절을 동반 했다는 점에서 방산의 효과가 실제로 국소근육에 적게 미치는 것인지, 골절 주변부 근육이라는 위치 특성 때문에 통증 또는 다른 손상이 문제가 되어 적은 근육 활성을 나타낸 것인지는 추후 연구를 통해 확인해야 할 것으로 사료된다.
하지만 팔절단 환자를 1명을 대상으로 실험한 단일사례연구로서 실험의 결과를 전체 절단환자에 일반화시키기에한계가 있다. 따라서 향후 유사한 환자를 대상자로 하는 추가 연구들이 필요 할 것으로 판단된다. 또한 방산의 효과가 단지 연결된 근육사슬(muscle chain)에 포함된 대근육에 주로 나타나는 것인지 신체 분절을 조절하는 국소근육에도 영향을 줄 수 있는지에 대한 통제된 연구가 필요 할 것으로 사료된다.
따라서 향후 유사한 환자를 대상자로 하는 추가 연구들이 필요 할 것으로 판단된다. 또한 방산의 효과가 단지 연결된 근육사슬(muscle chain)에 포함된 대근육에 주로 나타나는 것인지 신체 분절을 조절하는 국소근육에도 영향을 줄 수 있는지에 대한 통제된 연구가 필요 할 것으로 사료된다.
따라서 통증은 치료를 계획함에 있어서 반드시 고려해야 하는 부분이다. 본 사례 연구에서는 건측의 PNF 패턴 저항운동을 통해 유도된 방산이 통증 없이 절단 부 근육 활성을 이끌어 냈고 이는 방산의 효과가 단지 근육 활성도 증가에만 있는 것이 아니라 통증이 있는 환자들에게 다양하게 활용될 수 있음을 추측할 수 있게 한다.
본 연구의 결과를 바탕으로 통증으로 인하여 절단부에 직접적인 접촉을 할 수 없거나 저항을 가할 수 있는 사지가 없는 절단환자의 경우, 손상된 부위를 통증 없이 간접적으로 훈련시키기 위한 방법으로서 비 절단부의 PNF 패턴운동과 견갑골 운동의 적용이 절단부의 근육 활성을 유발 할 수 있는 것으로 생각되며 이를 바탕으로 비 절단부를 이용한 절단부 근육을 활성시켜 재활의 초기에 적용 할 수 있는 운동 프로그램의 개발이 필요할 것으로 생각된다.
본 연구는 기존 방산에 대한 연구들이 주로 사지의 근육 활성도를 연구한 것과는 달리 사지절단이라는 대상자의 특성으로 인해 몸통 부의 근육을 대상으로 실험을 진행 하였다는 점에서 의미가 있다. 하지만 팔절단 환자를 1명을 대상으로 실험한 단일사례연구로서 실험의 결과를 전체 절단환자에 일반화시키기에한계가 있다. 따라서 향후 유사한 환자를 대상자로 하는 추가 연구들이 필요 할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	환상통에 대한 정의는?	, 2015). 특히 절단되어 상실한 부위에서 느껴지는 이상감각과 통증으로 정의되는 환상통은 절단환자의 80% 이상에서 관찰되고 절단부의 치료적 운동에 제한 요소로 작용된다(Casale et al., 2009; Ehde et al.
	고유수용성신경근촉진법이란?	다양한 물리치료 중재의 방법들 중 하나인 고유수용성신경근촉진법(proprioceptive neuromuscular facilitation, PNF)은 고유수용기를 자극하기 위하여 다양한 치료기법과 패턴을 이용하여 신경근을 활성화 시키고 기능적인 활동을 촉진시키는 치료적 방법이다(Adler et al., 2007).
	고유수용성신경근촉진법은 어떤 경우에 사용되는가?	, 2007). 이 방법은 대각선과 나선 방향의 움직임을 이용하여 재활이 필요한 다양한 환자들의 근육 움직임을 촉진시키고 신체활동의 향상과 신경근 반응의 증가를 이끌어 내기 위해 사용된다(Hindle et al., 2012; Moreira et al.

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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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