Purpose: This study aimed to analyze the effects of exercise on pulmonary function in patients with ankylosing spondylitis (AS). Methods: Randomized controlled trials (RCTs) were identified by searching MEDLINE, EMBASE, CENTRAL, and CINAHL (through Jan 2019). Three reviewers independently retrieved ...
Purpose: This study aimed to analyze the effects of exercise on pulmonary function in patients with ankylosing spondylitis (AS). Methods: Randomized controlled trials (RCTs) were identified by searching MEDLINE, EMBASE, CENTRAL, and CINAHL (through Jan 2019). Three reviewers independently retrieved articles, extracted data, and assessed methodological quality using the Cochrane's Risk of Bias for randomized studies. Results: Fourteen studies met the inclusion criteria with a total of 729 participants. CE (SMD 0.58, 95% CI 0.41~0.75, p<.001) and $VO_2peak$ (SMD 0.56, 95% CI 0.24~0.88, p=.001) had a significant effect on the most exercise interventions. As a secondary variable, BASFI (SMD -0.53, 95% CI -0.70~-0.37, p<.001), BASMI (SMD -0.75, 95% CI -0.92~-0.58, p<.001) showed an effect size of more than medium. However, PFT and QoL did not produce a significant results. Conclusion: Pulmonary involvement is common in patients with AS and might have disturbed functionality and exercise modality. Exercise can be an effective intervention to improve pulmonary function in patients with AS. More attention is needed to improve the chest and spinal mobility to maintain the appropriate pulmonary function. It is also necessary to consider how to construct a patient-tailored exercise program to increase performance, accuracy and safety of exercise.
Purpose: This study aimed to analyze the effects of exercise on pulmonary function in patients with ankylosing spondylitis (AS). Methods: Randomized controlled trials (RCTs) were identified by searching MEDLINE, EMBASE, CENTRAL, and CINAHL (through Jan 2019). Three reviewers independently retrieved articles, extracted data, and assessed methodological quality using the Cochrane's Risk of Bias for randomized studies. Results: Fourteen studies met the inclusion criteria with a total of 729 participants. CE (SMD 0.58, 95% CI 0.41~0.75, p<.001) and $VO_2peak$ (SMD 0.56, 95% CI 0.24~0.88, p=.001) had a significant effect on the most exercise interventions. As a secondary variable, BASFI (SMD -0.53, 95% CI -0.70~-0.37, p<.001), BASMI (SMD -0.75, 95% CI -0.92~-0.58, p<.001) showed an effect size of more than medium. However, PFT and QoL did not produce a significant results. Conclusion: Pulmonary involvement is common in patients with AS and might have disturbed functionality and exercise modality. Exercise can be an effective intervention to improve pulmonary function in patients with AS. More attention is needed to improve the chest and spinal mobility to maintain the appropriate pulmonary function. It is also necessary to consider how to construct a patient-tailored exercise program to increase performance, accuracy and safety of exercise.
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문제 정의
본 연구는 강직성 척추염 환자에게 적용한 운동 중재의 효과를 검증한 무작위 비교연구(Randomized Controlled Trials, RCT)결과들을 통합하고 분석하기 위한 메타분석 연구로, PRISMA(Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) 그룹이 제시한 체계적 문헌고찰 보고 지침에 따라 수행되었다.
본 연구에서는 강직성 척추염 환자에게 시행된 운동중재의 효과에 대해 평가하고자 선행연구들을 체계적으로 고찰하였다. 국외의 주요 전자 데이터베이스(MEDLINE, EMBASE, CENTRAL, CINAHL)를 통하여 총 353편이 검색되었으며, 중복된 23개 문헌은 제거하였다.
본 연구의 목적은 강직성 척추염 환자에게 운동 중재를 적용한 무작위 대조군 실험연구를 대상으로 폐기능검사와 흉부 확장에 미치는 중재효과를 체계적으로 분석하는데 있다. 2차적으로는 운동중재가 척추 기능정도와 운동성 및 삶의 질 등에 미치는 효과를 확인하고자 하였다.
이에 본 연구에서는 강직성 척추염 환자에게 운동중재를 적용한 무작위 대조군 연구를 대상으로 흉부제한으로 인한 제한적 폐기능을 잘 보여줄 수 있는 폐기능검사(Pulmonary Function Test, PFT)와 흉부 확장(Chest Expansion, CE) 결과를 주요 변수로 하여 그 효과를 분석하고자 하였다. 또한 주요 변수와 상관관계가 있는 것으로 알려져 있는 척추 기능 정도와 운동성 그리고 강직성 척추염 환자에 대한 운동중재의 궁극적인 목표인 삶의 질에 미치는 영향도 함께 분석하였다.
제안 방법
검색어는 Medical Subject Headings(MeSH)에서 제안한 용어를 기본으로 각 데이터베이스별 특성에 맞추어 수정하여 사용하였다. 연구대상자(participants)는 (‘Spondylitis, Ankylosing’ [MeSH] OR ‘Ankylosing Spondylarthritis’ OR ‘Ankylosing Spondylitis’ OR ‘Ankylosing Spondyloarthritis’ OR ‘Axial’ OR ‘Axial Spondyloarthritis’)를 사용하였고, 중재(Exercise programs)는 다양한 형태의 운동을 모두 포함할 수 있도록(‘Exercise’ [MeSH] OR ‘Exercise Training’ OR ‘Exercise, Physical’ OR ‘Physical Activity’ OR 'Exercise Therapy’ OR ‘Physical Fitness’ OR ‘Training’ [MeSH] OR ‘Rehabilitation’)을 사용하였다(Appendix 1).
이에 본 연구에서는 강직성 척추염 환자에게 운동중재를 적용한 무작위 대조군 연구를 대상으로 흉부제한으로 인한 제한적 폐기능을 잘 보여줄 수 있는 폐기능검사(Pulmonary Function Test, PFT)와 흉부 확장(Chest Expansion, CE) 결과를 주요 변수로 하여 그 효과를 분석하고자 하였다. 또한 주요 변수와 상관관계가 있는 것으로 알려져 있는 척추 기능 정도와 운동성 그리고 강직성 척추염 환자에 대한 운동중재의 궁극적인 목표인 삶의 질에 미치는 영향도 함께 분석하였다.
운동 중재 프로그램에 대한 일차결과로는 PFT 중 노력성 폐활량(Forced Vital Capacity, FVC), 1초간 노력성 호기량(Forced Expiratory Volume in 1 second, FEV1), 폐활량(Vital Capacity, VC), 운동 내성을 보여주는 최고산소섭취량(Peak Oxygen Consumption, VO2peak)과 흉곽 유연성을 보여주는 CE를 평가하였다. 이차결과로는 대상자의 기능적 상태와 척추의 운동성을 보여주는 Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index (BASFI)와 Bath Ankylosing Spondylitis Metrology Index (BASMI)를 보았으며, 이와 함께 심리 · 사회적인 변수로 삶의 질에 미치는 효과를 분석하였다.
대상 데이터
본 연구의 핵심질문을 PICO-SD(population, intervention, comparison, outcome, study design) 형식에 따라 구체적으로 제시하면 다음과 같다. 1) 연구대상(population)은 강직성 척추염 환자이며, 질환 중증도는 제한하지 않았다. 2) 본 연구의 관심 중재(intervention)는 운동 중재이다.
문헌선택과정은 총 330편의 문헌으로 진행되었으며, 제목과 초록 검토를 통해 1차로 51편을 선별하였다. 2차로 원문 검토과정을 통해 1차 연구가 아닌 7편, 영문으로 쓰여 지지 않은 4편, 운동중재로 부적합한 22편, 본 연구목적에 맞는 변수를 보고하지 않은 3편, 연구설계에 적합하지 않은 논문 1편을 제외하여 총 14편을 최종 논문으로 선정하였다(Figure 1, Appendix 2).
576). VC를 측정한 논문은 3편은 이질성을 보였고(I2=61.04, p=.077), 총 연구대상자 수는 147명이었다. 효과 크기는 0.
본 연구에서는 강직성 척추염 환자에게 시행된 운동중재의 효과에 대해 평가하고자 선행연구들을 체계적으로 고찰하였다. 국외의 주요 전자 데이터베이스(MEDLINE, EMBASE, CENTRAL, CINAHL)를 통하여 총 353편이 검색되었으며, 중복된 23개 문헌은 제거하였다. 문헌선택과정은 총 330편의 문헌으로 진행되었으며, 제목과 초록 검토를 통해 1차로 51편을 선별하였다.
국외의 주요 전자 데이터베이스(MEDLINE, EMBASE, CENTRAL, CINAHL)를 통하여 총 353편이 검색되었으며, 중복된 23개 문헌은 제거하였다. 문헌선택과정은 총 330편의 문헌으로 진행되었으며, 제목과 초록 검토를 통해 1차로 51편을 선별하였다. 2차로 원문 검토과정을 통해 1차 연구가 아닌 7편, 영문으로 쓰여 지지 않은 4편, 운동중재로 부적합한 22편, 본 연구목적에 맞는 변수를 보고하지 않은 3편, 연구설계에 적합하지 않은 논문 1편을 제외하여 총 14편을 최종 논문으로 선정하였다(Figure 1, Appendix 2).
검색어는 Medical Subject Headings(MeSH)에서 제안한 용어를 기본으로 각 데이터베이스별 특성에 맞추어 수정하여 사용하였다. 연구대상자(participants)는 (‘Spondylitis, Ankylosing’ [MeSH] OR ‘Ankylosing Spondylarthritis’ OR ‘Ankylosing Spondylitis’ OR ‘Ankylosing Spondyloarthritis’ OR ‘Axial’ OR ‘Axial Spondyloarthritis’)를 사용하였고, 중재(Exercise programs)는 다양한 형태의 운동을 모두 포함할 수 있도록(‘Exercise’ [MeSH] OR ‘Exercise Training’ OR ‘Exercise, Physical’ OR ‘Physical Activity’ OR 'Exercise Therapy’ OR ‘Physical Fitness’ OR ‘Training’ [MeSH] OR ‘Rehabilitation’)을 사용하였다(Appendix 1). 그리고 영어로 발표된 연구로 제한하였다.
데이터처리
선택된 논문을 중심으로 운동 중재의 효과 크기를 파악하기 위해 Comprehensive Meta-Analysis version 2 (Biostat, Englewood, NJ, USA, 2007)를 이용하여 메타분석을 수행하였다. 강직성 척추염이 있는 환자를 위한 운동중재효과를 분석하기 위해 실험군과 대조군의 평균과 표준편차 값이 같다는 전제하에 실험 후 평균과 표준편차 값을 분석하였고, 결과로 나온 표준화된 평균차이(Standardized Mean Difference, SMD) 값을 효과 크기로 해석하였다. 효과 크기는 Lachenbruch과 Cohen (1989)의 기준에 따라 0.
peak)과 흉곽 유연성을 보여주는 CE를 평가하였다. 이차결과로는 대상자의 기능적 상태와 척추의 운동성을 보여주는 Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index (BASFI)와 Bath Ankylosing Spondylitis Metrology Index (BASMI)를 보았으며, 이와 함께 심리 · 사회적인 변수로 삶의 질에 미치는 효과를 분석하였다. 동질성 검증 결과에서 이질성이 없을 경우에는 고정효과모형으로 효과크기를 산출하였으며, 이질성을 보이는 경우에는 임의모형을 이용하였다.
이론/모형
현재 본 연구의 선정기준에 적합한 국내연구는 보고되지 않아 출판 일자의 제한 없이 국외 문헌만을 검색에 포함하였다. 검색은 MEDLINE, EMBASE, CENTRAL (Cochrane Central Register of Controlled Trials), CINAHL(Cumulative Index to Nursing and Allied Health Literature)을 활용하였다.
이차결과로는 대상자의 기능적 상태와 척추의 운동성을 보여주는 Bath Ankylosing Spondylitis Functional Index (BASFI)와 Bath Ankylosing Spondylitis Metrology Index (BASMI)를 보았으며, 이와 함께 심리 · 사회적인 변수로 삶의 질에 미치는 효과를 분석하였다. 동질성 검증 결과에서 이질성이 없을 경우에는 고정효과모형으로 효과크기를 산출하였으며, 이질성을 보이는 경우에는 임의모형을 이용하였다.
문헌의 비뚤림 위험은 코크란 그룹의 Risk of bias 도구(Rob 도구)를 사용하였다. RoB 도구는 RCT에 대한 비뚤림 위험평가 방법으로 체크리스트 방식과 영역평가 방식이 결합된 형태를 가지고 있다.
선택된 논문을 중심으로 운동 중재의 효과 크기를 파악하기 위해 Comprehensive Meta-Analysis version 2 (Biostat, Englewood, NJ, USA, 2007)를 이용하여 메타분석을 수행하였다. 강직성 척추염이 있는 환자를 위한 운동중재효과를 분석하기 위해 실험군과 대조군의 평균과 표준편차 값이 같다는 전제하에 실험 후 평균과 표준편차 값을 분석하였고, 결과로 나온 표준화된 평균차이(Standardized Mean Difference, SMD) 값을 효과 크기로 해석하였다.
연구자가 사전에 선정한 선택기준과 배제기준에 따라 PRISMA 흐름도를 사용하여 문헌을 선정하였다. 먼저, 검색엔진을 이용하여 1차 선택과정을 진행하였고, 초록 및 전문을 통해 중복된 논문을 제외하는 2차 과정을 수행하였으며, 최종으로 전문을 재검토하는 3차 선택과정을 수행하였다.
성능/효과
본 메타분석에 포함된 운동 프로그램은 강직성 척추염 환자의 폐기능을 보여주는 흉부확장과 최대산소섭취량 개선 및 척추 유연성과 가동성을 향상시키는데 효과적인 것으로 나타났다. 그러나 메타분석에 포함된 연구물들의 이질성을 고려하여 결과 해석이나 실무 적용에 주의해야 할 것이다.
본 연구결과, 근력 혹은 지구력 운동으로 구성된 혼합형의 운동 프로그램이 강직성 척추염 환자의 폐 기능 및 흉곽의 움직임을 개선하고, 신체적 기능 상태와 척추의 유연성을 증진하는 데 도움을 주는 것으로 나타났다. 하지만 폐 환기능력이나 삶의 질에 미치는 효과는 유의하지 않았다.
연구결과, 운동 중재는 폐 간질의 변화와 환기능력을 평가할 수 있는 FVC와 FEV1을 향상시키는 데는 유의한 효과가 나타나지 않았다. 하지만 흉부 가동성 및 폐활량과 연관성이 큰 CE와 운동내성을 보여주는 VO2peak에서는 중등도 이상의 효과 크기를 보였다.
, 2008). 이를 본 연구에서는 환자의 기능적 상태와 척추 가동성을 보여주는 BASFI와 BASMI 결과로 분석해본 결과, 운동 중재가 중간 이상의 유의한 효과크기를 보여 비가역적인 강직과 그로 인한 신체의 기능적 손실을 줄이는 데 유용한 것을 알 수 있었다. 그러나 앞서 분석한 1차 변수와 함께 고려해보면, 운동을 통해 흉벽과 척추 가동성은 향상된다 하더라도 폐 실질의 환기기능 자체의 개선은 다소 부족할 수 있는 것으로 해석된다.
전체 14편의 RCT에 대한 비뚤림 위험평가 결과는 무작위 배정, 배정순서 은폐, 눈가림, 불충분한 결과 자료 영역에서 비뚤림의 위험이 낮은 연구가 전체의 50% 이상으로 평가되어, 평가에 포함된 RCT의 전반적인 비뚤림 위험이 낮은 것으로 나타났다(Figure 2).
한편 본 연구에서는 운동중재가 질환으로 인한 기능적 상태 개선에는 유의한 효과를 나타냈으나, 삶의 질 향상에는 유의한 효과를 보이지 않았다. 이러한 결과는 연구들마다 차이를 보인다.
후속연구
그러나 메타분석에 포함된 연구물들의 이질성을 고려하여 결과 해석이나 실무 적용에 주의해야 할 것이다. 결론적으로 강직성 척추염 환자의 흉부유연성과 척추 안정성 그리고 호흡기능을 향상시키기 위해 혼합 형태의 운동중재 프로그램을 적극 권장할 필요가 있으며, 강직성 척추염 환자의 삶의 질을 향상시키기 위해서는 신체적인 측면 외에도 사회심리적인 측면을 고려한 중재를 적용해 볼 것을 제언한다.
, 2011)을 고려해보면, 본 연구 분석에 포함된 연구들의 중재기간이 대부분 12주 이내로 비교적 짧았던 것이 하나의 원인으로 작용한 것으로 생각된다. 덧붙여 운동중재 프로그램 내용이 사회 · 심리적인 부분보다는 신체적 측면의 향상에 중점을 두었기 때문에 삶의 질에 미치는 효과가 유의하지 않았을 수도 있으므로 이에 대한 연구가 좀 더 필요할 것으로 보인다.
한편 혼합된 운동 프로그램의 효과는 유의하였으나, 각 연구마다 제시하는 운동 프로토콜은 일관성이 떨어져 강직성 척추염 환자 치료의 효율성과 장기적인 측면에서의 관리전략으로 활용하는데 제한이 있을 수 있다. 따라서 연구자 혹은 환자들이 손쉽게 활용할 수 있게 운동중재 프로그램을 표준화하는 작업이 추후 필요하다. 또한 운동효과를 더욱 증진시키기 위해서 질환의 진행단계와 운동 목표에 따라 운동유형을 설정하고, 변화하는 환자상태에 맞추어 운동량을 조정하여 수행할 수 있도록 도움을 주어야 할 것이다(Shim, 2009).
아직까지 강직성 척추염에 대한 운동중재 프로그램 적용 논문 중 무작위대조실험연구설계가 많지 않고, 강직성 척추염의 중증도와 질병 기간, 운동 중재 프로그램의 유형, 중재 적용 기간, 추후 평가 시기 등이 매우 다양하여 결과 해석에 제한점이 있을 수 있다. 따라서 이를 고려한 추가적인 연구가 필요하며, 임상 적용 시 이에 대한 고려가 필요하다.
아직까지 강직성 척추염에 대한 운동중재 프로그램 적용 논문 중 무작위대조실험연구설계가 많지 않고, 강직성 척추염의 중증도와 질병 기간, 운동 중재 프로그램의 유형, 중재 적용 기간, 추후 평가 시기 등이 매우 다양하여 결과 해석에 제한점이 있을 수 있다. 따라서 이를 고려한 추가적인 연구가 필요하며, 임상 적용 시 이에 대한 고려가 필요하다.
, 2008; Rosu, Topa, Chirieac, & Ancuta, 2014)를 반영한 것으로도 해석된다. 일관된 형태의 운동중재 프로그램을 찾기가 어렵다는 것은 이질성 없이 일관된 연구결과를 얻는 것 역시 제한점이 발생할 수 있음을 보여주는 결과이므로 향후 지속적인 연구를 통해 표준화된 운동프로토콜의 개발이 필요할 것이다.
, 2014; Rosu & Ancuta, 2015) 강직성 척추염 환자에게 지구력 기반의 복합 운동 프로그램을 구성할 때 호흡운동을 강화시킬 수 있는 운동을 포함할 경우 그 유용성이 더 높아질 수 있을 것이다. 하지만 한편으로는 이 때문에 본 연구결과의 이질성이 대체로 높아지게 되는 원인으로 작용할 가능성이 있으므로 차후 무작위 대조군 연구결과가 좀 더 축적된다면 세부 운동유형별로 재분석을 해 볼 필요성이 있을 것으로 보인다.
하지만 폐 환기능력이나 삶의 질에 미치는 효과는 유의하지 않았다. 한편 혼합된 운동 프로그램의 효과는 유의하였으나, 각 연구마다 제시하는 운동 프로토콜은 일관성이 떨어져 강직성 척추염 환자 치료의 효율성과 장기적인 측면에서의 관리전략으로 활용하는데 제한이 있을 수 있다. 따라서 연구자 혹은 환자들이 손쉽게 활용할 수 있게 운동중재 프로그램을 표준화하는 작업이 추후 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
강직성 척추염이란?
강직성 척추염은 대개 30세 정도에 발현하며, 남성에서 여성보다 약 3.4배 정도 더 많이 발생하는 류마티스성 척추 관절염이다(Braun & Sieper, 2007). 강직성 척추염의 유병률은 대상자 선별기준이나 진단기준 등에 따라 차이가 있는데, 전 세계적으로 0.
강직성 척추염의 유병률은 어떠한가?
4배 정도 더 많이 발생하는 류마티스성 척추 관절염이다(Braun & Sieper, 2007). 강직성 척추염의 유병률은 대상자 선별기준이나 진단기준 등에 따라 차이가 있는데, 전 세계적으로 0.1%~1.4% 정도로 추산하고 있다(Dean et al., 2014).
강직성 척추염의 특징은 무엇인가?
주로 척추의 염증과 구조적 손상에 의한 척추 부위의 강직과 운동성 감소가 특징적이며(Wanders et al., 2005), 구조적 손상뿐만 아니라 기능 손상으로 인해 결국에는 삶의 질까지도 떨어뜨린다(Braun & Sieper, 2007). 척추 부위의 강직과 운동성 감소는 흉부관절에도 영향을 끼칠 수 있기 때문에 그 결과 흉벽의 움직임 제한이 발생하면서 폐의 실질적인 기능에까지도 영향을 줄 수 있다. 하지만 폐기능에 부정적인 영향을 끼치는 정도나 관련변수들과의 관계는 연구마다 차이가 있다(Berdal, Halvorsen, van der Heijde, Mowe, & Dagfinrud, 2012; Dincer et al.
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