[논문]가상현실 게임기반 훈련프로그램을 이용한 체간조절훈련이 아급성기 뇌졸중 환자의 균형 및 상지기능에 미치는 영향

박삼호; 김병수; 이명모

doi:10.22156/cs4smb.2019.9.5.172

가상현실 게임기반 훈련프로그램을 이용한 체간조절훈련이 아급성기 뇌졸중 환자의 균형 및 상지기능에 미치는 영향
The Effect of Trunk Control Training Using Virtual Reality Game-based Training Program on Balance and Upper Extremity Function of Subacute Stroke Patients 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.9 no.5, 2019년, pp.172 - 179

박삼호 (대전대학교 일반대학원 물리치료학과) , 김병수 (대전대학교 일반대학원 물리치료학과) , 이명모 (대전대학교 물리치료학과)

초록
AI-Helper

본 연구는 가상현실 게임기반을 이용한 훈련이 아급성기 뇌졸중환자의 균형 및 상지기능에 미치는 영향에 대하여 알아보기 위하여 실시하였다. 아급성기 뇌졸중환자 30명을 가상현실 게임기반 훈련프로그램을 적용한 실험군(n=15)과 대조군(n=15)으로 무작위 배정하였다. 중재는 6주간 주 3회, 1회당 30분씩 적용하였다. 대상자의 기능 향상정도를 평가하기 위하여 중재 전 후 균형능력과 상지기능을 평가하였다. 연구결과 실험군에서 균형능력과 상지기능(FMUE), 체간 장애척도(TIS)에 유의한 향상이 있었으며(p<.05), 두 그룹 간 차이는 버그균형척도(BBS), 일어나 걷기(TUG), 체간 장애척도(TIS)에서 유의한 차이가 있었다(p<.05). 이러한 결과를 바탕으로 가상현실 게임기반 훈련 프로그램은 아급성기 뇌졸중환자에게 임상적으로 유익한 운동프로그램이라 할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate the effects of virtual reality game based training on balance and upper limb function in subacute stroke patients. Thirty patients with subacute stroke were randomly assigned to experimental groups(n=15) and control groups(n=15) applying virtual reality game-based training programs. Intervention is applied three times a week for 6 weeks, 30 minutes for 1 time. In the study group, there was a significant improvement in balance ability, upper extremity function, and trunk impairment scale(p<.05), and the difference between the two groups was significant in the BBS, TUG, TIS(p<.05). Based on these results, the virtual reality game based training program is clinically useful exercise program for subacute stroke patients.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Virtual reality game based training program
표 Table 1. General characteristics of participants
표 Table 2. Comparison of Balance ability Before and After Arbitration
표 Table 3. Comparison of fugl-meyer assessment of upper extremity before and after intervention and trunk lmpairment scale

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

하지만 선행연구에선 주로 만성 뇌졸중환자에게 하지기능 및 균형증진에 대한 연구가 이루어지고 있지만, 아급성기 뇌졸중환자에 대한 상지기능과 균형능력에 대한 연구가 미흡한 실정이다[16]. 따라서 본 연구는 뇌졸중환자의 재활 훈련에 있어 흥미 및 참여율을 높여 훈련의 효과성이 규명된 선행연구를 바탕으로 가상현실 게임기반 훈련프로그램을 이용한 체간조절훈련이 아급성기 뇌졸중 환자의 균형능력에 미치는 영향에 대해 규명하고 훈련 프로그램의 유용성을 판단하고자 한다.
본 연구는 가상현실기반 훈련프로그램이 아급성기 뇌졸중환자의 균형 및 상지기능에 미치는 영향에 대해 알아보고자 진행하였으며, 그 결과로 가상현실 기반 게임훈련 프로그램을 실시한 실험군에서 중재전후의 균형능력 및 상지기능의 모든 항목에서 효과적인 것으로 나타났다. 연구 결과에 따라 가상현실을 통한 재미를 느낄 수 있는 가상현실 기반 게임훈련 프로그램은 아급성기 뇌졸중환자에게 임상적으로 유익한 운동프로그램이라고 할 수 있다.
본 연구는 아급성기 뇌졸중환자 30명을 대상으로 가상 현실기반 게임 훈련을 이용한 아급성 뇌졸중환자의 체간 조절훈련이 균형 및 상지기능에 미치는 효과를 규명하기 위하여 진행된 대조 실험연구이며, 가상현실 기반 게임훈련프로 그램의 효과를 검정하기 위하여 균형능력과 상지기능을 측정하였다. 균형능력은 버그균형척도(BBS), 일어나 앉기검사(TUG), 수정된 기능적 팔 뻗기검사(m-FRT)로 평가하였으며, 상지기능과 체간조절 능력은 푸글-메이어 상지 평가 (FMUE)와 체간장애척도(TIS)로 평가하였다.

제안 방법

가상현실 게임기반 훈련 프로그램은 시간별로 시행하게 하였다. 처음 5분간 연습모드를 실시하여 게임을 파악하거나 익숙해지도록 유도하였다.
처음 5분간 연습모드를 실시하여 게임을 파악하거나 익숙해지도록 유도하였다. 그 다음 15분간 대상자 본인의 게임 기록을 단축시키도록 하게 하였으며, 마지막 10분간 치료사, 혹은 다른 실험군 대상자와 게임을 실시하게 하여 게임에 대한 흥미 및 성취감을 고취시켜 훈련참여를 자발적으로 참여할 수 있도록 유도하였다. 가상현실 게임 기반 훈련 프로그램은 Fig.
두 그룹 모두 일반적인 재활치료를 실시하였으며, 이에 더하여 실험군에게는 가상현실 게임기반 훈련프로 그램을 6주간 주 3회, 1회당 30분씩 추가적으로 실시하였다. 그리고 마지막 중재가 끝난 후 3일 뒤에 사후검사를 진행하였다. 본 연구는 대전대학교 기관생명윤리심의의 승인을 취득한 후 진행하였다.
또한 대상자가 손에 있는 기기를 활용하여 노를 젓는 행동을 시행하면 기기가노 역할을 하여 게임 속 캐릭터가 노를 따라서 방향을 전환하거나 속도를 제어할 수 있도록 설정되어 있다. 대상자의 게임 중 안전성을 확보하기 위하여 대상자에게 벨트를 착용하게 하였으며, 낙상 시 부상을 줄이기 위하여 주변에 안전 패드를 깔아 프로그램을 진행하였다.
모든 평가는 동일한 측정 도구로 사전-사후 검사를 진행하였으며, 숙련된 5년차 물리치료사에 의해 진행되었다. 두 그룹 모두 일반적인 재활치료를 실시하였으며, 이에 더하여 실험군에게는 가상현실 게임기반 훈련프로 그램을 6주간 주 3회, 1회당 30분씩 추가적으로 실시하였다. 그리고 마지막 중재가 끝난 후 3일 뒤에 사후검사를 진행하였다.
연구 대상자는 자신이 속한 그룹을 알지 못하도록 제비뽑기를 하여 실험군과 대조군 나누었으며, 대상자가 본인이 어떤 그룹에 속해 있는지 정보를 제공하지 않는 눈가림(Blind)방법을 사용하였다. 모든 평가는 동일한 측정 도구로 사전-사후 검사를 진행하였으며, 숙련된 5년차 물리치료사에 의해 진행되었다. 두 그룹 모두 일반적인 재활치료를 실시하였으며, 이에 더하여 실험군에게는 가상현실 게임기반 훈련프로 그램을 6주간 주 3회, 1회당 30분씩 추가적으로 실시하였다.
본 연구는 사전-사후 검사 연구 설계로 선정기준에 적합한 대상자를 모집하여 중재 프로그램을 적용하였다. 연구 대상자는 자신이 속한 그룹을 알지 못하도록 제비뽑기를 하여 실험군과 대조군 나누었으며, 대상자가 본인이 어떤 그룹에 속해 있는지 정보를 제공하지 않는 눈가림(Blind)방법을 사용하였다.
본 연구에 참여하는 모든 참가자에게 재활치료 프로그램으로 신경계 운동치료 및 전기치료를 제공하였으며, 총 6주간 주 5회, 1회당 45분씩 제공하였다. 모든 치료는 재활치료 프로그램을 시행한 경험이 있는 5년 경력의 물리치료사가 시행하였다.
본 연구는 사전-사후 검사 연구 설계로 선정기준에 적합한 대상자를 모집하여 중재 프로그램을 적용하였다. 연구 대상자는 자신이 속한 그룹을 알지 못하도록 제비뽑기를 하여 실험군과 대조군 나누었으며, 대상자가 본인이 어떤 그룹에 속해 있는지 정보를 제공하지 않는 눈가림(Blind)방법을 사용하였다. 모든 평가는 동일한 측정 도구로 사전-사후 검사를 진행하였으며, 숙련된 5년차 물리치료사에 의해 진행되었다.
가상현실 게임기반 훈련 프로그램은 시간별로 시행하게 하였다. 처음 5분간 연습모드를 실시하여 게임을 파악하거나 익숙해지도록 유도하였다. 그 다음 15분간 대상자 본인의 게임 기록을 단축시키도록 하게 하였으며, 마지막 10분간 치료사, 혹은 다른 실험군 대상자와 게임을 실시하게 하여 게임에 대한 흥미 및 성취감을 고취시켜 훈련참여를 자발적으로 참여할 수 있도록 유도하였다.
가상현실 게임 기반 훈련프로그램은 ‘Nintendo Wii Sports Resort’(Nintendo, Japan)를 이용하여 카누게임을 하였다. 프로그램은 대상자가 의자에 앉은 자세에서 시행하였으며, 이 프로그램은 대상자의 캐릭터를 가상으로 생성하여 대상자가 길을 따라서 이동할 때 장애물을 피하는 게임으로 장애물이 다가올 때 대상자의 체간 무게중심을 파악하여 대상자의 캐릭터가 장애물을 피하도록 한다. 또한 대상자가 손에 있는 기기를 활용하여 노를 젓는 행동을 시행하면 기기가노 역할을 하여 게임 속 캐릭터가 노를 따라서 방향을 전환하거나 속도를 제어할 수 있도록 설정되어 있다.

대상 데이터

본 연구에 참여하는 모든 참가자에게 재활치료 프로그램으로 신경계 운동치료 및 전기치료를 제공하였으며, 총 6주간 주 5회, 1회당 45분씩 제공하였다. 모든 치료는 재활치료 프로그램을 시행한 경험이 있는 5년 경력의 물리치료사가 시행하였다.
본 연구는 대전시 D재활병원에 입원하여 재활치료를 받고 있는 뇌졸중환자 중 30명을 대상자로 하였으며, 실험에 참여하는 선정기준은 뇌졸중이 발병한지 6개월 미만인 자, 한국판 간이 정신상태 검사(MMSE-K)에서 21점 이상인 자, 10m 이상 보조도구 없이 독립보행이 가능한 자, 체간 장애척도(TIS)에서 중등도(7~11) 혹은 경도(12~16)수준인 자, 버그균형척도(BBS)에서 20점 이상인 자로 하였다. 모집대상자 제외기준은 의사소통에 문제가 있는 자, 구축이 심하여 어깨 관절범위에 제한이 있는 자, 연구 중재에 70% 미만으로 참여한 자로 하였다.

데이터처리

각 그룹 간 중재효과에 대한 전·후 차이는 독립표본 t-검정이 사용되고, 각 그룹 내 중재효과에 대한 전·후 차이는 대응표본 t-검정을 사용하여 분석하였다.
대상자의 일반적 특성 및 사전측정 값의 동질성 검정은 χ2검정과 t-검정을 실시하여 분석 하였다.
0을 이용하여 분석 하였다. 대상자의 일반적 특성은 기술통계하여 평균과 표준 편차 값을 제시하였으며, Shapiro-wilk test를 통하여 정규성 검정을 실시하였다. 대상자의 일반적 특성 및 사전측정 값의 동질성 검정은 χ2검정과 t-검정을 실시하여 분석 하였다.

이론/모형

본 연구는 아급성기 뇌졸중환자 30명을 대상으로 가상 현실기반 게임 훈련을 이용한 아급성 뇌졸중환자의 체간 조절훈련이 균형 및 상지기능에 미치는 효과를 규명하기 위하여 진행된 대조 실험연구이며, 가상현실 기반 게임훈련프로 그램의 효과를 검정하기 위하여 균형능력과 상지기능을 측정하였다. 균형능력은 버그균형척도(BBS), 일어나 앉기검사(TUG), 수정된 기능적 팔 뻗기검사(m-FRT)로 평가하였으며, 상지기능과 체간조절 능력은 푸글-메이어 상지 평가 (FMUE)와 체간장애척도(TIS)로 평가하였다.
83으로 높은 신뢰도를 가지고 있다[21]. 본 연구에 서는 상지운동 기능을 평가하는 33문항만 사용하였다.
31)[16]. 본 연구에서 상지기능을 평가하기 위하여 푸글-메이어 상지 기능평가(FMUE)를 사용하였다. 실험군에서 훈련 전 26.

성능/효과

3.4 중재 전·후 체간 장애척도(TIS)의 비교 체간 장애척도(TIS)는 Table 3과 같으며, 두 그룹 모두 중재 전·후 유의한 차이가 있었으며(p<.05), 그룹 간 차이에서 두 그룹 간 유의한 차이가 있었다(p<.05).
동적균형을 평가하기 위하여 일어나 앉기(TUG)를 사용하여 측정하였는데 실험군에서 훈련 전 17.2초에서 훈련 후 13.68초로 유의하게 감소하였다 (p<.05, 효과크기 d=1.37).
이는 스포츠 게임 특성상 경기에서 승리하기 위한 훈련이 집중적이고 반복적으로 이루어지게 되어 좀 더 효율적인 운동학습을 제공하였고[32], 이로 인한 체간 조절 능력이 향상됨으로써 일상생활 복귀에 중요한 상·하지에 영향을 미쳤다고 생각한다. 또한 선행연구에 비하여 유의한 효과크기를 보였는데, 이는 실제 환경과 비슷한 가상현실 프로그램이 기존의 치료 방법과 다르게 환자들의 흥미를 유발시킴으로써 집중력과 몰입도가 높아 유의한 차이가 있었다고 생각한다.
또한 앉은 자세에서 균형능력을 평가하기 위하여 수정된 기능적 팔 뻗기(m-FRT)를 사용하여 측정한 실험군에서 전 21.5cm에서 운동 후 26.65cm로 유의한 향상을 보였다(p<.05, 효과크기 d=-1.19).
본 연구에서 버그균형척도(BBS),일어나 앉기검사(TUG), 수정된 팔 뻗기검사(m-FRT), 푸글-메이어 상지 기능평가 (FMUE), 체간 장애척도(TIS)의 모든 항목에서 통계적으로 유의한 효과를 나타냄으로 써 가상현실기반 훈련프로그램이 균형능력과 상지기능의 향상에 효과적이라는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 본 연구는 아급성 뇌졸중 환자 30명을 대상으로 실시하여 모든 뇌졸중 환자에게 일반화 할 수없으며, 급성 및 만성 뇌졸중 환자의 효과성을 검증하는데 부족함이 있다.
본 연구에서 버그균형척도(BBS)를 측정한 결과 실험군은 평가 전 33.87점에서 중재 후44.2로 유의하게 증가하였다(p<.05, 효과크기 d=-1.31).
본 연구에서도 실험군에서 12.93점에서 16점으로 유의한 향상을 보였다(p<.05 효과 크기 d=1.99).
실험군에서 훈련 전 26.93점에서 훈련 후 30.47점으로 유의한 향상을 보였으며 (p<.05, 효과크기 d=-.87), 대조군에서도 25.33점에서 27.53점으로 유의한 향상을 보였다(p<.05, 효과크기 d=-.44).
중재 전·후 균형능력은 Table 2와 같으며, 두 그룹 모두 버그균형척도(BBS), 수정된 기능적 팔 뻗기(m-FRT), 일어나 걷기(TUG)가 중재 전·후 통계학적으로 유의한 차이를 보였으며(p<.05), 버그균형척도(BBS), 일어나 걷기(TUG)에선 두 그룹 간 유의한 차이를 보였다(p<.05).

후속연구

본 연구에서 버그균형척도(BBS),일어나 앉기검사(TUG), 수정된 팔 뻗기검사(m-FRT), 푸글-메이어 상지 기능평가 (FMUE), 체간 장애척도(TIS)의 모든 항목에서 통계적으로 유의한 효과를 나타냄으로 써 가상현실기반 훈련프로그램이 균형능력과 상지기능의 향상에 효과적이라는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 본 연구는 아급성 뇌졸중 환자 30명을 대상으로 실시하여 모든 뇌졸중 환자에게 일반화 할 수없으며, 급성 및 만성 뇌졸중 환자의 효과성을 검증하는데 부족함이 있다. 또한 Wii Fit이라는 프로그램만 사용하여 모든 가상 훈련기반 프로그램을 대표할 수 없다는 것이 본연구의 한계점으로 생각한다.
그러나 본 연구는 아급성 뇌졸중 환자 30명을 대상으로 실시하여 모든 뇌졸중 환자에게 일반화 할 수없으며, 급성 및 만성 뇌졸중 환자의 효과성을 검증하는데 부족함이 있다. 또한 Wii Fit이라는 프로그램만 사용하여 모든 가상 훈련기반 프로그램을 대표할 수 없다는 것이 본연구의 한계점으로 생각한다. 추후 이러한 한계점을 보완하여 연구를 진행한다면 훈련의 객관성을 입증되어 기존의 훈련프로그램보다 효과적인 프로그램으로써 임상에서 활용될수 있을 것이라 사료된다.
또한 Wii Fit이라는 프로그램만 사용하여 모든 가상 훈련기반 프로그램을 대표할 수 없다는 것이 본연구의 한계점으로 생각한다. 추후 이러한 한계점을 보완하여 연구를 진행한다면 훈련의 객관성을 입증되어 기존의 훈련프로그램보다 효과적인 프로그램으로써 임상에서 활용될수 있을 것이라 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	뇌졸중은 무엇인가?	뇌졸중은 혈관의 경색이나 출혈에 의한 신경학적인 장애를 보이는 뇌혈관 질환으로, 손상된 부위와 정도에 따라 차이가 있으나 일반적으로 감각손상과 근력약화를 보인다[1]. 뇌졸중 환자는 마비된 쪽보다는 건측 만을 사용함으로 인해 마비된 상하지의 근력 약화가 발생하며, 이로 인하여 비대칭적인 신체 균형과 체중이동, 경직 및 과 긴장증으로 인한 수의적인 움직임 결함 등이 나타난다[2].
	뇌졸중으로 인해 약화된 근력은 어떠한 문제를 발생시키는가?	뇌졸중으로 인해 약화된 근력은 일상생활과 기능적인 활동에 대하여 제한을 초래하며[6], 근수축 능력과 타이밍, 강도를 조절하는 협응 능력의 저하로 인해 근 동원순서에 장애를 발생한다고 하였다[7]. 이로 인해 체간근육들의 작용으로 인한 체간조절은 균형능력 향상과 신체의 안정성, 운동성에 중요한 역할을 한다고 하였다[8].
	뇌졸중 환자들의 동기부여를 충족시키기 위한 방안은 무엇인가?	가상현실은 시각적, 청각적 피드백을 제공받고, 이로 인하여 효과적인 운동 조절을 할 수 있게 되며, 즐기면서 과제 수행을 할 수 있어 치료에 대한 흥미와 강한 동기부여를 가질 수 있다고 하였다[14]. 또한 다수의 선행연구에서 가상현실은 적합한 형태의 환경과 활동을 재현시켜 시지각기능, 인지기능, 일상생활활동 그리고 균형 및 보행 등 재활에 효과가 있다고 하였다[15].

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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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