[논문]Effects of Transcranial Direct Current Stimulation on the Static Balance Ability of Patients with Back Pain

Oh, Seung Keun; Kim, Yong Nam

doi:10.18857/jkpt.2019.31.5.328

Effects of Transcranial Direct Current Stimulation on the Static Balance Ability of Patients with Back Pain 원문보기

Journal of Korean Physical Therapy : JKPT = 대한물리치료학회지, v.31 no.5, 2019년, pp.328 - 332

Oh, Seung Keun (Department of Physical Therapy, Nambu University) , Kim, Yong Nam (Department of Physical Therapy, Nambu University)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: This study examined the effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on the static balance ability of patients with back pain. Methods: The subjects comprised of 30 males and females in their 20s, who were divided into two groups with and without tDCS. The balance posture ratio score was calculated to determine the changes in balance ability before and after the application of tDCS using balance equipment. A paired t-test was conducted to determine the changes over time, and an independent t-test was performed to determine the changes between the groups. The significance level was set to ${\alpha}=0.05$. Results: A significant difference in the changes in the static balance ability of CTDCSG between before and after applying tDCS was observed while the subjects' eyes were open (p<0.05). A comparison between the groups after the experiments revealed significantly increased changes in CTDCSG compared to STDCSE (p0.05). Conclusion: The application of tDCS positively changed the static balance ability of patients with back pain. The results of this study showed that tDCS could be used as an intervention to increase the static balance ability of patients with back pain in the clinical field. The study results could be used further as foundational data for future studies on tDCS.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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

문제 정의

이처럼 경두개 직류자극의 긍정적인 효과에 대하여 잘 알려져 있지만 본 연구에서 확인하고자 하는 허리 통증이 있는 자를 대상으로 경두개 직류자극을 적용 후 정규화된 자세균형 측정시스템인 space balance 3D를 이용하여 균형에 대한 연구는 아직 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 경두개 직류자극을 적용 후 균형 측정 시스템을 이용하여 만성 허리 통증이 있는 자의 균형 능력에 미치는 영향을 확인하고자 한다.
본 연구는 허리 통증이 있는 자를 대상으로 경두개 직류전류 적용이 정적 균형에 미치는 영향을 확인하고자 수행되었다. 균형 측정 장비로 이용된 자세균형 측정시스템은 다양한 운동과 정확한 시간을 설정할 수 있다는 장점으로 부상에 있어 안전하며 몸통 안정화 운동을 시행하는 사람에게 적합한 운동장치이며²⁶ 균형 평가도구로 자주 이용되고 있는 장비이다.
이러한 효과들로 인해 CZ 부위에 경두개 직류자극이 허리 통증을 가지고 있는 자의 정적균형 능력에 미치는 영향을 알아보고자 본 연구를 설계하였다. 하지만 선행연구들의 결과는 본 연구와 다소 차이가 있었다.

제안 방법

두 군 모두 양극전극은 international 10-20 system에 따라 코와 귀에서 이은 점이 만나는 마루엽의 Cz에 배치하고, 음극 전극은 왼쪽 눈확 위쪽에 배치하였다.²³ 자극 시 강도는 2 mA,²⁴ 적용 시간은 의자에 앉아서 10분 자극하였고 주 3회 총 4주 적용하였다.
경두개 직류자극 적용은 대상자가 편안하게 앉은 자세에서 직류자극기(Endomed 581, Enraf Nonius Co., The Netherlands)를 사용하여 자극을 주었다. 전극은 7×5 cm 크기의 스펀지 전극을 사용하였으며 흔들림을 방지하기 위해 밴드를 이용하여 고정하였다.
평가 시 대상자들은 기기장치 위로 올라가 발판에 발이 움직이지 않게 고정한 후 대상자용 모니터를 응시한 채 가슴 앞에 X자로 팔을 놓고 검사를 시작한다. 균형 평가는 눈을 뜬 상태와, 눈을 감은 상태 2가지로 구성되어 있고 눈을 뜬 상태와 눈을 감은 상태에서 균형 능력을 평가하였다. 그리고 두 가지 균형검사는 각각 20초씩 소요되며 자세균형 측정시스템 모니터에 표시된 balance posture ratio (BPR) 점수는 A-E 구역(zone)의 비율(ratio)에 가중치(A=100%, B = 80%, C = 60%, D = 40%, E =20%)를 곱해서 점수를 계산하고 최대 점수는 100점, 최저 점수는 20점이다.
본 연구는 허리 통증으로 병원에서 허리 통증 진단을 받고 허리 통증이 있는 대상으로 VAS 2-3점에 해당되는 자로 선정하였다. 대상자는 20대 총 남녀 30명을 대상으로 대상자에게 군에 대한 정보를 알리지 않고 단일맹검법(single-blind test)으로 단순무작위추출방법을 사용하여 경두개 직류자극을 거짓으로 적용군(sham transcranial direct current stimulation group, STDCSG) 15명, 경두개 직류자극을 지속적 적용군(continuous transcranial direct current stimulation group CTDCSG) 15명으로 분류하여 실험을 하였다. 실험 전 연구에 대한 목적 및 운동 방법 등을 설명하고 자발적인 연구 참여를 희망하고 연구 동의서를 작성한 자로 선정하여 연구를 시행하였고 실험 전 대상자의 동질성 검정 결과 연령, 신장, 체중에서 유의한 차이가 없어 동일한 집단임을 확인하였고 일반적 특성은 Table 1과 같다.
CZ부위에 양극전극을 부착한 선행연구 또한 음극과 양극 차이를 본 연구로 본 연구의 적용 방법과 다소 차이가 있었다. 본 연구는 4주간 주3회씩 10분간 CZ 위치에만 양극 전극을 적용하여 적용 위치와 자극빈도가 상대적으로 낮아 눈 뜬 상태에서의 균형 능력 변화만 발생하였고 눈 감고 측정한 균형능력은 차이가 없었던 것으로 생각된다.Madhavan 등³⁴은 경두개 직류자극을 일차 운동피질 영역인 M1에 적용하여 다리의 근육의 흥분성을 증가시킨다고 하여 시각을 차단했을 때 균형에 영향을 미치는 다리 근육의 흥분성을 증가시키기에 본연구에서 CZ에만적용된자극이부족하지않았나생각이든다.

대상 데이터

본 연구는 허리 통증으로 병원에서 허리 통증 진단을 받고 허리 통증이 있는 대상으로 VAS 2-3점에 해당되는 자로 선정하였다. 대상자는 20대 총 남녀 30명을 대상으로 대상자에게 군에 대한 정보를 알리지 않고 단일맹검법(single-blind test)으로 단순무작위추출방법을 사용하여 경두개 직류자극을 거짓으로 적용군(sham transcranial direct current stimulation group, STDCSG) 15명, 경두개 직류자극을 지속적 적용군(continuous transcranial direct current stimulation group CTDCSG) 15명으로 분류하여 실험을 하였다.
전극은 7×5 cm 크기의 스펀지 전극을 사용하였으며 흔들림을 방지하기 위해 밴드를 이용하여 고정하였다.

데이터처리

0 통계 프로그램을 이용하여 평균과 표준편차를 산출하였다. 그룹 내 실험 전후 비교를 위하여 대응 t-검정(paired t-test)을 사용하였고, 그룹 간 비교와 실험 전과 후의 평균 값을 비교하기 위해 독립 t-검정(independent t-test)을 사용하였다. 통계학적유의성을검증하기위해유의수준은α= 0.
본 연구의 결과 분석은 SPSS for Window ver 18.0 통계 프로그램을 이용하여 평균과 표준편차를 산출하였다. 그룹 내 실험 전후 비교를 위하여 대응 t-검정(paired t-test)을 사용하였고, 그룹 간 비교와 실험 전과 후의 평균 값을 비교하기 위해 독립 t-검정(independent t-test)을 사용하였다.

성능/효과

결론적으로 경두개 직류자극은 허리 통증이 있는 자의 균형 능력에 미흡하지만 긍정적으로 적용된다는 점을 확인할 수가 있었다. 본연구는 표본집단의 크기가 작았고 20대 요통 환자만을 대상으로 하여 급성과 만성 질환 환자나 노인과 같은 특수성을 가진 집단에는 일반화하기에는 어렵다.
그 결과 눈을 뜬 상태에서 균형 변화는 CTDCSG에서 시기별 변화에서 유의한 차이가 있었고, 그룹 간 비교에서 경두개 직류자극 적용 후와 적용 전 평균 차이에서 유의한 차이가 있었다. 눈을 감은 상태에서 균형 변화는 시기별과 그룹 간 변화에서 유의한 차이가 없었다.
그룹간 비교에서 경두개 직류자극 적용 후 STDCSG (M = 64.8)와 CTDCSG(M = 65.3)는 통계적으로 유의한 차이가 없었고(p> 0.05), 경두개 직류자극 적용 전과 적용 후의 평균 차이에서는 STDCSG (M =1.2)와 CTDCSG (M = 5.5)는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p> 0.05)(Table 3).
균형 평가는 눈을 뜬 상태와, 눈을 감은 상태 2가지로 구성되어 있고 눈을 뜬 상태와 눈을 감은 상태에서 균형 능력을 평가하였다. 그리고 두 가지 균형검사는 각각 20초씩 소요되며 자세균형 측정시스템 모니터에 표시된 balance posture ratio (BPR) 점수는 A-E 구역(zone)의 비율(ratio)에 가중치(A=100%, B = 80%, C = 60%, D = 40%, E =20%)를 곱해서 점수를 계산하고 최대 점수는 100점, 최저 점수는 20점이다.²⁵ 실험 전 측정은 본 실험 1주 전에 측정하였고 각 3회 측정 후 평균값을 이용하였다.
눈을 감은 상태에서 측정된 정적 균형 변화는 STDCSG는 경두개 직류자극 적용 전(M = 63.6)과 적용 후(M = 64.8)에 통계적으로 유의한 차이가 없었고(p> 0.05), CTDCSG는 경두개 직류자극 적용 전(M = 59.8)과 적용 후(M = 65.3)에 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p> 0.05).
눈을 뜬 상태에서 측정된 정적 균형 변화는 STDCSG는 경두개 직류자극 적용 전(M = 84.7)과 적용 후(M = 86.3)에 통계적으로 유의한 차이가 없었고(p> 0.05), CTDCSG는 경두개 직류자극 적용 전(M =75.6)보다 적용 후(M = 85.7)에 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p 0.05), 경두개 직류자극 적용 전과 적용 후의 평균 차이에서는 STDCSG(M =1.7)보다 CTDCSG (M =10.1)가 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p < 0.05)(Table 2).

후속연구

하지만 실험을 통해 발생한 변화량은 긍정적으로 생각되며 향후 연구에서는 근뼈대계 질환과 신경계 질환, 특수성을 가진 대상자들로 심도 있는 연구가 필요해 보이며 본 연구에서 확인하지 못한 균형과 관련된 근육의 특성에 대한 연구가 필요해 보인다. 결론으로 경두개 직류자극을 이용한 중재 방법은 요통 환자의 균형 능력에 긍정적으로 작용되어 임상에서 요통 환자의 중재로서 활용가치와 기초자료로 활용가능성을 기대해본다.
결론적으로 경두개 직류자극은 허리 통증이 있는 자의 균형 능력에 미흡하지만 긍정적으로 적용된다는 점을 확인할 수가 있었다. 본연구는 표본집단의 크기가 작았고 20대 요통 환자만을 대상으로 하여 급성과 만성 질환 환자나 노인과 같은 특수성을 가진 집단에는 일반화하기에는 어렵다. 하지만 실험을 통해 발생한 변화량은 긍정적으로 생각되며 향후 연구에서는 근뼈대계 질환과 신경계 질환, 특수성을 가진 대상자들로 심도 있는 연구가 필요해 보이며 본 연구에서 확인하지 못한 균형과 관련된 근육의 특성에 대한 연구가 필요해 보인다.
본연구는 표본집단의 크기가 작았고 20대 요통 환자만을 대상으로 하여 급성과 만성 질환 환자나 노인과 같은 특수성을 가진 집단에는 일반화하기에는 어렵다. 하지만 실험을 통해 발생한 변화량은 긍정적으로 생각되며 향후 연구에서는 근뼈대계 질환과 신경계 질환, 특수성을 가진 대상자들로 심도 있는 연구가 필요해 보이며 본 연구에서 확인하지 못한 균형과 관련된 근육의 특성에 대한 연구가 필요해 보인다. 결론으로 경두개 직류자극을 이용한 중재 방법은 요통 환자의 균형 능력에 긍정적으로 작용되어 임상에서 요통 환자의 중재로서 활용가치와 기초자료로 활용가능성을 기대해본다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	음극성 경두개 직류자극은 어떤 효과를 유발할 수 있는가?	11 경두개 직류자극은 약한 직류(1-2 mA)를 5분에서 20분 동안 적용하여 대뇌피질 흥분성에 영향을 주는 방법으로12 운동영역과 감각영역, 인지영역 등을 조절할 수 있는 방법으로 새롭게 제안되고 있다.11 운동피질 흥분성에 대한 연구에 따르면 양극성 경두개 직류자극은 신경의 탈분극을 유발하는 반면 음극성 경두개 직류자극은 과분극을 발생시켜 흥분성 억제 효과를 유발할 수 있음을 보여준다.13 경두개 직류자극은 안전하며 다른 비침습적인 뇌 자극 장비에 비해 경제적이라서 연구 또는 임상적 중재를 목적으로 이용되고 있고14 적용 질환의 폭도 넓다.
	경두개 직류자극은 무엇인가?	최근 만성 질환의 운동 중재로 단점들을 개선하여 쉽게 적용 가능하고 효과가 좋은 중재 방법으로 경두개 직류자극(transcranial direct current stimulation, tDCS)이 보고되고 있다.11 경두개 직류자극은 약한 직류(1-2 mA)를 5분에서 20분 동안 적용하여 대뇌피질 흥분성에 영향을 주는 방법으로12 운동영역과 감각영역, 인지영역 등을 조절할 수 있는 방법으로 새롭게 제안되고 있다.11 운동피질 흥분성에 대한 연구에 따르면 양극성 경두개 직류자극은 신경의 탈분극을 유발하는 반면 음극성 경두개 직류자극은 과분극을 발생시켜 흥분성 억제 효과를 유발할 수 있음을 보여준다.
	약물치료와 물리치료 중재 등 여러가지 허리 통증을 감소시키기 위한 방법들의 문제점 또는 단점은 무엇인가?	9 허리 통증을 감소시키기 위해 약물치료와 물리치료 중재 등이 제안되어 왔다.10 그러나 정확한 진단과 기준이 없어 치료에 있어 어려움이 있고 중재 기간 역시 오래 걸리는단점이있다.

참고문헌 (35)

Buchbinder R, van Tulder M, Oberg B et al. Low back pain: A call for action. The Lancet. 2018;391(10137):2384-8.

상세보기
Hurwitz EL, Randhawa K, Yu H et al. The global spine care initiative: A summary of the global burden of low back and neck pain studies. Eur Spine J. 2018;27(6):796-801.

상세보기
Dunn KM, Hestbaek L, Cassidy JD. Low back pain across the life course. Best Pract Clin Rheumatoi. 2013;27(5):591-600.

상세보기
Imamura M, Imamura ST, Targino RA et al. Paraspinous lidocaine injection for chronic nonspecific low back pain: A randomized controlled clinical trial. J Pain. 2016;17(5):569-76.

상세보기
Chung SG. Rehabilitative treatments of chronic low back pain. Journal of the Korean Medical Association. 2007;50(6):494-506.

상세보기
Jacobs JV, Lyman CA, Hitt JR et al. Task-related and person-related variables influence the effect of low back pain on anticipatory postural adjustments. Hum Mov Sci. 2017;54:210-9.

상세보기
Tsao H, Galea M, Hodges P. Reorganization of the motor cortex is associated with postural control deficits in recurrent low back pain. Brain. 2008;131(8):2161-71.

상세보기
Jacobs JV, Lomond KV, Hitt JR et al. Effects of low back pain and of stabilization or movement-system-impairment treatments on induced postural responses: A planned secondary analysis of a randomised controlled trial. Man Ther. 2016;21:210-9.

상세보기
Kim J, Lee C, Suk K. Prevalence of neuropathic pain and patient-reported outcomes in korean adults with chronic low back pain. J Korean Soc Spine Surg. 2016;23(23):S8-10.
Chou R, Cote P, Randhawa K et al. The global spine care initiative: Applying evidence-based guidelines on the non-invasive management of back and neck pain to low-and middle-income communities. Eur Spine J. 2018;27(6):851-60.
Nitsche MA, Paulus W. Transcranial direct current stimulation-update 2011. Restor Neurol Neurosci. 2011;29(6):463-92.

상세보기
Utz KS, Dimova V, Oppenlander K et al. Electrified minds: Transcranial direct current stimulation (tdcs) and galvanic vestibular stimulation (gvs) as methods of non-invasive brain stimulation in neuropsychology-a review of current data and future implications. Neuropsychologia. 2010;48(10):2789-810.

상세보기
Kropotov JD. Functional neuromarkers for psychiatry: Applications for diagnosis and treatment. Cambridge, Academic Press, 2016.
Schlaug G, Renga V. Transcranial direct current stimulation: A noninvasive tool to facilitate stroke recovery. Expert Rev Med Devices. 2008; 5(6):759-68.

상세보기
Lefaucheur JP, Antal A, Ayache SS et al. Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tdcs). Clin Neurophysiol. 2017;128(1):56-92.

상세보기
Kwon YH, Cho JS. Effect of transcranial direct current stimulation on visuomotor coordination task in healthy subjects. J Kor phys Ther. 2014;26(6):386-90.
Kim JY, Park SD, Song HS et al. The effect of transcranial direct current stimulation on cognitive function and biochemical change of rats with alzheimers desease. J Kor phys Ther. 2014;26(6):436-41.
Workman C, Kamholz J, Rudroff T. Transcranial direct current stimulation (tdcs) for the treatment of a multiple sclerosis symptom cluster. Brain Stimul. 2019; Available online 25.
Ahmadizadeh MJ, Rezaei M, Fitzgerald PB. Transcranial direct current stimulation (tdcs) for post-traumatic stress disorder (ptsd): A randomized, double-blinded, controlled trial. Brain Res Bull. 2019.
Yang DJ, Park SK, Uhm YH. Influence of transcranial direct current stimulation on lower limb muscle activation and balance ability in soccer player. J Kor Phys Ther. 2018;30(6):211-7.

원문보기 상세보기
Kwon YH, Cho JS. Effect of transcranial direct current stimulation on movement variability in repetitive-simple tapping task. J Kor Phys Ther. 2015;27(1):38-42.

원문보기 상세보기
Cogiamanian F, Marceglia S, Ardolino G et al. Improved isometric force endurance after transcranial direct current stimulation over the human motor cortical areas. Eur J Neurosci. 2007;26(1):242-9.

상세보기
Nitsche MA, Cohen LG, Wassermann EM et al. Transcranial direct current stimulation: State of the art 2008. Brain Stimul. 2008;1(3):206-23.

상세보기
Jeffery DT, Norton JA, Roy FD et al. Effects of transcranial direct current stimulation on the excitability of the leg motor cortex. Exp Brain Res. 2007;182(2):281-7.

상세보기
Choi JM, Lee JH, Ha HG et al. Reliability and concurrent validity of the balance evaluation using space balance 3d and tinetti mobility test in subacute stroke patients. The Journal of the Korea Contents Association. 2012;12(8):264-73.

원문보기 상세보기
Yu JY, Park JC, Jeong JG. Influence of multi-directional dynamic stabilization exercise on thickness of abdominal muscles. J Kor Phys Ther. 2016;28(4):249-53.

원문보기 상세보기
Park WS. The effect of sensory motor training and transcranial direct current stimulation to improvement of balance ability for soccer player. Dong Shin University. Dissertation of Master's Degree. 2018.
Lattari E, Costa SS, Campos C et al. Can transcranial direct current stimulation on the dorsolateral prefrontal cortex improves balance and functional mobility in Parkinson's disease? Neurosci Lett. 2017;636:165-9.

상세보기
Kaminski E, Steele CJ, Hoff M et al. Transcranial direct current stimulation (tdcs) over primary motor cortex leg area promotes dynamic balance task performance. Clin Neurophysiol. 2016;127(6):2455-62.

상세보기
Butts RJ, Kolar MB, Newman-Norlund RD. Enhanced motor skill acquisition in the non-dominant upper extremity using intermittent theta burst stimulation and transcranial direct current stimulation. Front Hum Neurosci. 2014;8:451.

상세보기
Boggio PS, Bermpohl F, Vergara AO et al. Go-no-go task performance improvement after anodal transcranial dc stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex in major depression. J Affec Disord. 2007;101(1-3):91-8.

상세보기
Antal A, Nitsche MA, Kruse W et al. Direct current stimulation over v5 enhances visuomotor coordination by improving motion perception in humans. J Cogn Neurosci. 2004;16(4):521-7.

상세보기
Kim HJ. The effects of transcranial direct current stimulation polarity on brain activity, balance and gait in hemiplegic patient. Seonam University. Dissertation of Doctorate Degree. 2014.
Madhavan S, Rogers LM, Stinear JW. A paradox:afterstroke,the non-lesioned lowerlimb motorcortex may bemaladaptive. Eur J Neurosci. 2010;32(6):1032-9.

상세보기
Nitsche MA, Paulus W. Sustained excitability elevations induced by transcranial dc motor cortex stimulation in humans. Neurology. 2001; 57(10):1899-901.

상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증