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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 비마비측 발바닥굽힘근의 근피로를 유발한 조건에서 보행 시 양측 하지의 근활성도의 변화를 측정하여 분석함으로써 비마비측 근피로가 양측 하지 근육에 미치는 영향을 확인하고자 연구를 실시하였다.
- 본 연구에서는 뇌졸중 발병 후 6개월이 경과한 편마비 환자를 대상으로 비마비측 발바닥굽힘근에 근피로를 유발한 후, 보행 시의 양측 하지 근육의 근활성도를 측정하여 편측 하지의 근피로가 반대측 사지에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 근전도를 이용해 측정된 근활성도는 근력 및 근수행력을 측정할 수 있는 객관적인 자료로 활용되므로[26], 본 연구에서도 무선 표면 근전도를 이용해 양하지의 넙다리곧은근, 앞정강근, 장딴지근의 근활성도를 측정하였다.
제안 방법
- 근전도 신호는 근피로 유발 전⋅후의 근활성도를 비교하기 위해 특정 동작의 근수축을 기준 수축(reference voluntary contraction, RVC)으로 하고 이를 기준으로 표준화하는 %RVC 방법을 사용하여 표준화 과정을 실시하였다[21].
- 본 연구에서는 뇌졸중 발병 후 6개월이 경과한 편마비 환자를 대상으로 비마비측 발바닥굽힘근에 근피로를 유발한 후, 보행 시의 양측 하지 근육의 근활성도를 측정하여 편측 하지의 근피로가 반대측 사지에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 근전도를 이용해 측정된 근활성도는 근력 및 근수행력을 측정할 수 있는 객관적인 자료로 활용되므로[26], 본 연구에서도 무선 표면 근전도를 이용해 양하지의 넙다리곧은근, 앞정강근, 장딴지근의 근활성도를 측정하였다.
- 근전도 신호는 근피로 유발 전⋅후의 근활성도를 비교하기 위해 특정 동작의 근수축을 기준 수축(reference voluntary contraction, RVC)으로 하고 이를 기준으로 표준화하는 %RVC 방법을 사용하여 표준화 과정을 실시하였다[21]. 기준 수축은 해부학적 자세에서 이완상태로 5초간 지속하여 보행의 특정 구간에 대한 기준 수축으로서 적분근전도(IEMG)값을 구하고, 각 구간의 근육에 대한 적분근전도값과 기준 수축-적분근전도값을 비교하여 %RVC로 각 근육의 근전도 신호를 표준화 하였다.
- 뇌졸중으로 인한 만성 편마비 환자 20명을 대상으로 비마비측 하지의 발바닥굽힘근에 근피로를 유발한 후, 보행 시 양측 하지의 근활성도에 미치는 영향을 확인하였다. 비마비측 하지의 발바닥굽힘근 근피로 유발 후, 마비측 하지에서는 넙다리곧은근의 근활성도가 통계학적으로 유의하게 감소하였고(p<.
- 1). 먼저, 무선 풋 스위치를 대상자의 첫째 먼쪽발가락뼈, 첫째 발허리뼈, 발뒤꿈치뼈 부위에 부착하여, 보행주기의 0~10%인 발뒤꿈치 닿기(initial contact)부터 발바닥 닿기(loading response) 단계와 30~60%인 발뒤꿈치 떼기 (terminal stance)부터 발가락 떼기(pre-swing) 단계에서 근활성도를 측정하였다(Fig. 2).
- 보행 시 근피로 유발 전⋅후의 넙다리곧은근, 앞정강근, 장딴지근의 표면 근활성도를 측정하기 위하여 무선 표면 근전도(TeleMyo DTS, Noraxon Inc., USA)를 사용하였다.
- 보행주기의 특정 구간에서 근활성도를 측정하기 위하여 압력 감지판에 의해 작동되는 무선 풋 스위치(DTS FootSwitch, Noraxon Inc., USA)를 이용하였다(Fig. 1). 먼저, 무선 풋 스위치를 대상자의 첫째 먼쪽발가락뼈, 첫째 발허리뼈, 발뒤꿈치뼈 부위에 부착하여, 보행주기의 0~10%인 발뒤꿈치 닿기(initial contact)부터 발바닥 닿기(loading response) 단계와 30~60%인 발뒤꿈치 떼기 (terminal stance)부터 발가락 떼기(pre-swing) 단계에서 근활성도를 측정하였다(Fig.
- 연구대상자가 선 자세를 유지한 상태에서 비마비측 하지의 반복적인 발바닥굽힘을 유도하였다. 이때 마비측 하지의 사용을 제한하기 위하여 20cm 높이의 나무 발판 위에 마비측 발을 위치시켜 고정함으로써, 비마비측 하지로 한발 서기 자세를 취한 상태로 능동적인 발바닥 굽힘(plantar flexion)이 이루어질 수 있도록 통제하였다. 최대 발바닥굽힘 위치에서 1초 동안 유지한 후 다시 발뒤꿈치를 내리는 동작을 반복 수행하도록 하였고, 근피로로 인해서 발바닥굽힘의 관절가동범위가 50% 이하로 감소하였을 때 근피로가 발생한 것으로 판단하고[21], 다음의 실험 절차를 진행하였다.
- 이때 마비측 하지의 사용을 제한하기 위하여 20cm 높이의 나무 발판 위에 마비측 발을 위치시켜 고정함으로써, 비마비측 하지로 한발 서기 자세를 취한 상태로 능동적인 발바닥 굽힘(plantar flexion)이 이루어질 수 있도록 통제하였다. 최대 발바닥굽힘 위치에서 1초 동안 유지한 후 다시 발뒤꿈치를 내리는 동작을 반복 수행하도록 하였고, 근피로로 인해서 발바닥굽힘의 관절가동범위가 50% 이하로 감소하였을 때 근피로가 발생한 것으로 판단하고[21], 다음의 실험 절차를 진행하였다.
- , USA)를 사용하였다. 피부 저항을 최소화하기 위하여 전극 부착부위를 알코올로 닦아내고 접지전극과 전해질 겔이 도포된 2개의 활성전극을 각 근육에 부착하였다. 근전도 전극의 부착 부위는 Hermens 등[23]의 연구를 참고하여, 넙다리곧은근(rectus femoris)은 위앞엉덩뼈가시 (anterior superior iliac spine)와 무릎뼈의 위쪽 가장자리 사이의 중간 부위, 앞정강근(tibialis anterior)은 정강뼈선상의 외측 2cm 부위, 내측 장딴지근(gastrocnemius)은오금 중심선에서 아래 2cm 거리의 내측 표면에 부착하였다(Fig.
대상 데이터
- OO광역시 소재 OO병원에 입원한 환자 중 뇌졸중으로 진단 받고 6개월 이상 경과한 편마비 환자 20명을 대상으로 연구를 진행하였고, 연구 대상자가 실험 내용을 이해하고 자발적 동의 후 연구에 참여할 수 있도록 연구의 구체적 목적과 방법에 대해 충분히 설명하였다.구체적인 연구 대상자의 선정조건은 1) 10m 이상 독립적 보행이 가능한 자, 2) 보행기능과 관련된 골반 및 양하지의 정형외과적 문제가 없는 자, 3) 마비측 하지에서 경직의 수준이 MAS(modified ashworth scale) G2 이하인 자, 4) 비마비측 하지의 근력이 도수근력검사에서 Fair 이상인 자, 5) 연구자의 지시를 이해하고 따르며, 한국판 간이정신상태검사(MMSE-K)에서 24점 이상 얻은 자로 하였다.
- 구체적인 연구 대상자의 선정조건은 1) 10m 이상 독립적 보행이 가능한 자, 2) 보행기능과 관련된 골반 및 양하지의 정형외과적 문제가 없는 자, 3) 마비측 하지에서 경직의 수준이 MAS(modified ashworth scale) G2 이하인 자, 4) 비마비측 하지의 근력이 도수근력검사에서 Fair 이상인 자, 5) 연구자의 지시를 이해하고 따르며, 한국판 간이정신상태검사(MMSE-K)에서 24점 이상 얻은 자로 하였다. 본 연구의 대상자 수는 G-power program (Germany)을 이용하여 효과 크기 .88, 유의 수준 05, 검정력 80%, 탈락율 10%로 설정하여 산출하였다.
- 연구 대상자는 남자 12명, 여자 8명으로 총 20명이며, 평균 연령 55.45±11.51세, 평균 신장 167.75±6.70 cm, 평균 체중 67.03±12.50 kg이었다.
- 50 kg이었다. 연구 대상자의 병력특성은 전체 대상자 20명 중 출혈성 뇌손상 환자가 8명, 허혈성 뇌손상 환자가 12명이었으며, 오른쪽 편마비가 10명, 왼쪽 편마비가 10명이었다.
데이터처리
- 측정된 자료는 SPSS 21.0 Version (IBM SPSS Inc., USA)을 이용하여 통계처리 하였고, 대응표본 t-검정 (paired t–test)을 이용하여 비마비측 하지의 발바닥굽힘근 근피로 유발 전⋅후에 보행 시 양측 하지의 근활성도를 분석하였다.
이론/모형
- 비마비측 발바닥굽힘근의 근피로를 유발하기 위해 Gefen 등[20]의 연구에서 적용한 부하수축 피로검사(forced contraction fatigue test) 방법을 사용하였다. 연구대상자가 선 자세를 유지한 상태에서 비마비측 하지의 반복적인 발바닥굽힘을 유도하였다.
성능/효과
- 본 연구의 결과를 종합하면 만성 뇌졸중 환자의 비마비측 발바닥굽힘근의 근피로는 비마비측 하지의 근수축력뿐만 아니라 마비측 하지의 근육 활성도에도 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 측정한 넙다리곧은근, 앞정강근, 장딴지근의 근활성도 만으로는 복잡한 기능적 활동인 보행과 관련된 근육 활성 특성을 일반화하기에는 어려움이 있다고 생각된다.
- 비마비측 발바닥굽힘근의 근피로 유발에 따른 마비측 넙다리곧은근의 근활성도는 근피로 유발 전 413.99±344.46%RVC에서 근피로 유발 후 352.44±272.25%RVC로 통계학적으로 유의하게 감소하였으며(p<.05), 비마비측 넙다리곧은근의 근활성도는 근피로 유발 전 262.67±213.87%RVC에서 근피로 유발 후 204.14±167.09%RVC로 통계학적으로 유의한 감소를 나타냈다(p<.05)(Table 1).
- 비마비측 발바닥굽힘근의 근피로 유발에 따른 마비측 앞정강근의 근활성도는 근피로 유발 전 1124.86±508.31 %RVC에서 근피로 유발 후 1089.96±808.76%RVC로 감소하였으나 통계학적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며(p>.05), 비마비측 앞정강근의 근활성도는 근피로 유발 전 1181.19±728.61 %RVC에서 근피로유발 후 953.14±559.27 %RVC로 통계학적으로 유의한 감소를 나타냈다(p<.05)(Table 2).
- 비마비측 발바닥굽힘근의 근피로 유발에 따른 마비측 장딴지근의 근활성도는 근피로 유발 전 579.33±375.56%RVC에서 근피로 유발 후 562.13±409.52 %RVC로 감소하였으나, 통계학적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며(p>.05), 비마비측 장딴지근의 근활성도는 근피로 유발 전 602.48±489.33 %RVC에서 근피로 유발 후 459.97±414.53 %RVC로 통계학적으로 유의한 감소를 나타냈다(p<.05)(Table 3).
- 비마비측 하지에서는 넙다리곧은근, 앞정강근, 장딴지근의 근활성도가 통계학적으로 유의하게 감소하였다(p<.05).
- 뇌졸중으로 인한 만성 편마비 환자 20명을 대상으로 비마비측 하지의 발바닥굽힘근에 근피로를 유발한 후, 보행 시 양측 하지의 근활성도에 미치는 영향을 확인하였다. 비마비측 하지의 발바닥굽힘근 근피로 유발 후, 마비측 하지에서는 넙다리곧은근의 근활성도가 통계학적으로 유의하게 감소하였고(p<.05), 앞정강근과 장딴지근의 근활성도는 감소하였으나 통계학적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(p>.05).
- 비마비측 하지의 발바닥굽힘근 근피로가 보행 시 마비측 하지의 근활성도에 미치는 영향에 대한 분석에서 앞정강근과 장딴지근의 근활성도는 감소하였으나 통계학적으로 유의한 차이가 없었으며, 넙다리곧은근의 근활성도는 통계학적으로 유의하게 감소하였다. 이러한 결과는 근피로로 인해 감소된 비마비측 하지의 근활성도가 마비측 하지의 근활성도에 영향을 미친 것으로 생각되며, 이와 같이 마비측과 비마비측의 구조적 및 기능적 관련성을 뒷받침하는 다양한 선행연구들이 보고된 바 있다.
- 비마비측 하지의 발바닥굽힘근 근피로가 보행 시 비마비측 하지의 근활성도에 미치는 영향에 대한 분석에서 넙다리곧은근, 앞정강근, 장딴지근의 근활성도가 통계학적으로 유의하게 감소하였음을 확인하였다. 이는 근피로의 영향으로 인해 장딴지근이 근수축 활동에 필요한 충분한 힘을 발휘하지 못하거나 일정하게 유지하지 못하게 되어[27], 근활성도가 감소된 것으로 생각된다.
- 05). 이를 통해서 비마비측 발바닥굽힘근의 근피로가 비마비측 하지의 근활성도 뿐만 아니라 마비측 하지의 근활성도를 감소시키는 것을 알 수 있다. 따라서, 임상에서 보행훈련 시에는 근피로의 동측 및 반대측 체지에 대한 영향을 고려하고, 근피로를 최소화할 수 있는 적절한 운동프로그램의 개발과 적용이 필요하다고 판단된다.
후속연구
- 본 연구에서 측정한 넙다리곧은근, 앞정강근, 장딴지근의 근활성도 만으로는 복잡한 기능적 활동인 보행과 관련된 근육 활성 특성을 일반화하기에는 어려움이 있다고 생각된다. 따라서, 향후에 하지 근육 활동뿐만 아니라 보행에 영향을 미치는 다른 신체부위의 근육 활동과 보행의 상호관련성에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 본 연구의 결과를 종합하면 만성 뇌졸중 환자의 비마비측 발바닥굽힘근의 근피로는 비마비측 하지의 근수축력뿐만 아니라 마비측 하지의 근육 활성도에도 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 측정한 넙다리곧은근, 앞정강근, 장딴지근의 근활성도 만으로는 복잡한 기능적 활동인 보행과 관련된 근육 활성 특성을 일반화하기에는 어려움이 있다고 생각된다. 따라서, 향후에 하지 근육 활동뿐만 아니라 보행에 영향을 미치는 다른 신체부위의 근육 활동과 보행의 상호관련성에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
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