[국내논문]아급성 뇌졸중 환자에게 무릎 신전 보조기기가 균형과 보행에 미치는 효과 및 유용성 : 사례 연구 The effect and feasibility of knee extension assist orthosis on balance and gait in subacute stroke patients : case study원문보기
Background: This study was to confirm the effect and feasibility of knee extension assist orthosis (KEAO) on balance and gait in subacute stroke patients. Design: Case study. Methods: The subjects of the study were 4 subacute stroke patients, who had an onset period of less than 6 months. The limit ...
Background: This study was to confirm the effect and feasibility of knee extension assist orthosis (KEAO) on balance and gait in subacute stroke patients. Design: Case study. Methods: The subjects of the study were 4 subacute stroke patients, who had an onset period of less than 6 months. The limit of stability (LOS) and berg balance scale (BBS), timed up and go test (TUG) were used to verify the dynamic balance ability, static balance ability, and gait ability pre and post and after wearing the knee extension assist orthosis (KEAO). In addition, the satisfaction survey was to confirm the feasibility of the knee extension assist orthosis (KEAO) through the to Korean quebec user evaluation of satisfaction assistive technology 2.0 (K-QUEST 2.0). Results: After the wearing on KEAO, the distance for the limit of stability decreased by mean 541.25±240.46 mm2, and the score on the berg balance scale improved by mean 5±2.71 point, and the time for the timed up and go test deceased by mean 3.75±1.71 second. The stability and durability were found to be full score, and the control, ease, effectiveness were some high score, and the size, weight, comfort were some low score in the satisfaction and feasibility. Conclusion: The knee extension assist orthosis (KEAO) produce in this study was improved the static balance ability, dynamic balance ability and gait ability of subacute stroke patients, and the satisfaction and feasibility were high in the stability, durability and effectiveness of the user.
Background: This study was to confirm the effect and feasibility of knee extension assist orthosis (KEAO) on balance and gait in subacute stroke patients. Design: Case study. Methods: The subjects of the study were 4 subacute stroke patients, who had an onset period of less than 6 months. The limit of stability (LOS) and berg balance scale (BBS), timed up and go test (TUG) were used to verify the dynamic balance ability, static balance ability, and gait ability pre and post and after wearing the knee extension assist orthosis (KEAO). In addition, the satisfaction survey was to confirm the feasibility of the knee extension assist orthosis (KEAO) through the to Korean quebec user evaluation of satisfaction assistive technology 2.0 (K-QUEST 2.0). Results: After the wearing on KEAO, the distance for the limit of stability decreased by mean 541.25±240.46 mm2, and the score on the berg balance scale improved by mean 5±2.71 point, and the time for the timed up and go test deceased by mean 3.75±1.71 second. The stability and durability were found to be full score, and the control, ease, effectiveness were some high score, and the size, weight, comfort were some low score in the satisfaction and feasibility. Conclusion: The knee extension assist orthosis (KEAO) produce in this study was improved the static balance ability, dynamic balance ability and gait ability of subacute stroke patients, and the satisfaction and feasibility were high in the stability, durability and effectiveness of the user.
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문제 정의
또한 시중에 판매되는 무릎보조기는 많은 종류가 있으나 , 삼점압을 이용하여 무릎의 과신전을 방지하고 능동적인 신전을 도와주는 보조기는 시중에 나와 있지 않다 . 따라서 본 연구에서는 무릎 신전 보조기기 (Knee Extension Assist Orthosis; KEAO) 를 제작하여 뇌졸중 환자의 균형 및 보행능력 향상을 도모하고자 하였고 , 이를 검증하기 위해 프로토타입을 선 제작하고 아급성기 뇌졸중 손상 환자에게 적용하여 실제로 균형 및 보행에 어떠한 영향을 미치는지 확인하고 , 임상적 사용 가능성과 만족도 및 유용성을 알아보고자 한다.
본 연구는 무릎 신전 보조기기를 제작하고 아급성기 뇌졸중 환자에게 적용하여 정적균형능력 및 동적균형능력 , 보행속도에 어떠한 영향을 미치는지 , 또한 사용자 만족도와 유용성이 어느 정도인지 알아보기 위해 시행되었다 . 본 연구의 결론은 다음과 같다 .
본 연구는 무릎 신전 보조기기의 프레임을 경량으로 제작하고 관상면 (coronal plane) 을 기준으로 뒤쪽으로는 대퇴와 하퇴의 압력 포인트 , 앞쪽에는 슬개골을 보조할 수 있는 패드와 내‧ 외측 탄성밴드를 통해 삼점압의 원리를 적용하여 앉은 자세에서 일어나기 , 선 자세 유지 , 보행 시 입각기에서 다리의 신전을 담당하는 주동근인 대퇴사두근의 능동적인 수축을 유도하고 , 이를 통한 대칭적인 체중지지 , 균형 , 보행의 안정성 및 보행의 속도를 증가시키고자 하였다 . 뇌졸중 환자의 경우 많은 환자에게서 균형 및 보행에 문제가 발생하게 된다.
. 본 연구에서도 이러한 삼점압의 원리를 기본 개념으로 채택하여 무릎 신전 보조기기를 제작하고자 한다. .
제안 방법
(Silver-Thorn 등 , 2011; Harris 등 , 2001). 따라서 Fang (2013) 은 조기보행을 위한 보조기의 필요성을 강조하였으며 , 본 연구에서는 무릎관절의 신전을 도와주며 무릎 안정성을 확보할 수 있는 보조기기를 계획‧ 구상하여 제작하였고 , 이에 대한 효과 및 사용자 만족도· 유용성을 확인하기 위해 보조기기 착용 전‧ 후를 비교하게 되었다 . 효과에 대한 결과로는 정적균형능력 및 동적균형능력 , 보행속도 모두 향상되었다 .
(Ernst 등 , 1999; Crossley 등 , 2000). 본 연구에서는 2개의 내‧ 외측 탄성밴드와 1 개의 슬개골 패드를 이용한다. .
기존의 무릎관절 신전 보조기들은 가스식 스프링 실린더 및 압축스프링을 이용하여 신전 토크를 형성하기 때문에 부피가 크다 . 이러한 이유로 본 연구에서는 슬개골 패드와 내‧ 외측 탄성밴드를 적용하였다 . 슬개골 (patella) 은 무릎의 전방에 있는 작은 뼈로 역동적인 움직임 시 무릎의 안정성을 유지하고 무릎관절 신전 시 상방으로 움직이는 특성을 가지고 있으며, 대퇴사두근 (quadriceps) 과 함께 작용하여 무릎관절의 신전 시 31% 의 신전 토크 형성에 기여한다.
. 프로토타입으로 선 제작된 무릎 신전 보조기기를 연구대상자에게 적용하기 위해 연구대상자를 의자에 앉힌 후 , 손상 측 다리의 무릎 아래를 받혀주어 대퇴커프와 하퇴커프 순으로 착용하고 슬개골 패드를 잡아주는 스트랩을 착용시켜 주었다.
대상 데이터
대전광역시 중구 소재 C 대학병원에서 입원 치료를 받고 있는 환자 중 다음의 연구 조건을 충족시키며 본 연구를 수행하는데 어려움이 없는 환자를 대상으로 하였다 . 연구대상자의 선정기준은 뇌졸중으로 인해 편마비가 된 자 , 발병한지 6 개월 이내인 자 , 자기 공명 영상 (Magnetic Resonance Imaging) 진단을 통해 뇌경색 또는 뇌출혈이 확인된 자 , 18 세 이상인 자 , 실내에서 최소 10m 이상 보행이 가능한 자 , 경직 평가 척도인 수정된 애쉬워스 척도 (Modified Ashworth Scale) 점수가 2 점 이내인 자 , 본 연구의 참여를 동의한 자 4 명을 대상으로 하였으며 , 제외기준은 실험을 인지할 수 없을 정도로 인지장애가 있는 자 , 시· 지각 장애가 있는 자 , 심혈관 장애가 있는 자 , 뇌졸중과 무관한 근골격계 문제가 있는 자로 하였다( 최동성과 손민균 , 2014) .
본 연구의 대상자는 아급성기 뇌졸중 환자 4 명을 대상으로 하였으며 , 성별 , 마비측 , 나이 , 경직의 정도 , 유병기간은 다음과 같다<;Table 1>.
수행하는데 어려움이 없는 환자를 대상으로 하였다 . 연구대상자의 선정기준은 뇌졸중으로 인해 편마비가 된 자 , 발병한지 6 개월 이내인 자 , 자기 공명 영상 (Magnetic Resonance Imaging) 진단을 통해 뇌경색 또는 뇌출혈이 확인된 자 , 18 세 이상인 자 , 실내에서 최소 10m 이상 보행이 가능한 자 , 경직 평가 척도인 수정된 애쉬워스 척도 (Modified Ashworth Scale) 점수가 2 점 이내인 자 , 본 연구의 참여를 동의한 자 4 명을 대상으로 하였으며 , 제외기준은 실험을 인지할 수 없을 정도로 인지장애가 있는 자 , 시· 지각 장애가 있는 자 , 심혈관 장애가 있는 자 , 뇌졸중과 무관한 근골격계 문제가 있는 자로 하였다( 최동성과 손민균 , 2014) . 모든 대상자는 연구에 대한 설명을 들었으며 실험동의서의 작성과 함께 연구가 진행되었다.
이론/모형
(Berg Balance Scale), 일어서서 걷기 검사 (Timed Up and Go test) 를 실시하였다 . 또한 , 제작된 무릎 신전 보조기기의 만족도 및 유용성을 확인하기 위해 보조기기 착용 후 한국판 보조기기 사용자 만족도 평가도구 (Korean Quebec User Evaluation of Satisfaction assistive Technology 2.0; K-QUEST 2.0) 를 사용하였다 .
무릎 신전 보조기기의 만족도와 유용성을 평가하기 위해 이상헌 등 (2013) 이 번안한 보조기기 만족도 검사 (Quebec User Evaluation of Satisfaction assistive Technology 2.0; QUEST 2.0) 을 사용하였다 . 각 항목은 1-5 점까지의 리커트척도 (likert scale) 로 설계되어 있으며, 총 12 가지의 검사항목으로 크기 , 무게 , 조절성 , 안정성 , 내구성 , 용이성 , 편안함 , 효과성 총 8 가지 보조기기 항목과 서비스 전달프로그램 , 수리와 유지관리 , 전문서비스 , 사후 관리 서비스 총 4 가지의 보조기기 서비스에 관한 항목으로 구성되어 있다.
보조기기 착용 전· 후 대상자들의 균형 능력 및 보행속도를 확인하기 위해 안정성의 한계 (Limit of stability), 버그균형척도 (Berg Balance Scale), 일어서서 걷기 검사 (Timed Up and Go test) 를 실시하였다 . 또한 , 제작된 무릎 신전 보조기기의 만족도 및 유용성을 확인하기 위해 보조기기 착용 후 한국판 보조기기 사용자 만족도 평가도구 (Korean Quebec User Evaluation of Satisfaction assistive Technology 2.
본 연구에서 측정도구로 사용되는 안정성의 한계는 환자의 정적균형유지 능력을 평가하는 검사로 Biorescue(RM INGENERIE, France) 를 이용하였다 . Biorescue(RM INGENERIE, France) 는 컴퓨터 스크린을 통한 시각적인 지시를 장비의 발판위에서 체중이동을 통해 수행하는 방법이다 .
성능/효과
검사 결과 대상자의 안정성의 한계는 보조기 착용 전 평균 2901.50mm2에서 착용 후 평균 3442.75mm2로 평균 541.25mm2인 18.65% 향상되었으며 , 버그균형척도 점수는 보조기 착용 전 평균 41.75 점에서 착용 후 평균 46.75 점으로 평균 5 점인 11.98% 향상되었다 . 일어서서 걷기 검사는 보조기 착용 전 평균 22 초에서 착용 후 평균 18.
Cohen (1988) 의 기준에 따라 안정성의 한계는 낮은 정도의 효과크기가 나타났지만 , 버그균형척도 및 일어서서 걷기 검사에서는 대체적으로 중간에서 큰 효과크기가 나타났다 . 또한 , 사용자 만족도 및 유용성을 확인한 결과 안정성과 내구성 , 조절성 , 용이성 , 효과성에서는 높은 점수를 받았으나 , 크기 , 무게 , 편안함에서는 낮은 점수를 받았다 . 이는 본 연구에서 적용한 무릎 신전 보조기기가 견고하며 본 기능에는 충실하나 , 크기나 무게 등 외형적인 부분에서는 부족하기에 이러한 결과가 나타났다 사료된다.
본 연구에서는 제작된 무릎 신전 보조기기를 아급성기 뇌졸중 환자에게 적용하는 것은 환자의 정적 균형 능력증진과 동적균형능력 , 보행능력을 향상시켜 주었으며 , 사용자의 안정성 및 내구성 , 효과성에서 만족도 및 유용성이 높게 나타났다 . 하지만 , 본 연구에서는 아급성기 뇌졸중 환자들만을 대상으로 실시하였으며 사례연구로 진행되었다 .
. 본 연구의 결과와 효과크기의 확인을 통해 본 연구에서 사용된 무릎 신전 보조기기가 아급성기 뇌졸중 환자의 균형 및 보행의 향상을 도모했다고 할 수 있다. 하지만 , 표본수가 매우 작으며 , 중재연구가 아닌 사례연구를 진행했다는 점 , 또한 전문가를 통한 안정성 검증이 되지 않는 점이 제한적이었다 .
한국판 보조기기 사용자 만족도 평가도구를 통해 사용자 만족도 및 유용성을 확인한 결과 안정성 , 내구성은 만점으로 나타났으며 , 조절성 평균 4.75 점 , 용이성 평균 4.25 점 , 효과성 3.5 점으로 다소 높은 점수로 평가되었고 , 크기 평균 2 점 , 무게 평균 1.5 점 , 편안함 2.75 점으로 다소 낮은 점수로 평가되었다 (Figure 2).
효과에 대한 결과로는 정적균형능력 및 동적균형능력 , 보행속도 모두 향상되었다 . 효과 크기를 이용하여 실제로 보조기기 착용 전‧ 후 차이를 표준화된 평균차이 (the standardized mean difference) 로 확인한 결과 , 안정성의 한계에서는 0.264, 버그균형척도에서는 0.655, 일어서서 걷기 검사에서는 0.77 가 확인되었다 . Cohen (1988) 의 기준에 따라 안정성의 한계는 낮은 정도의 효과크기가 나타났지만 , 버그균형척도 및 일어서서 걷기 검사에서는 대체적으로 중간에서 큰 효과크기가 나타났다 .
따라서 Fang (2013) 은 조기보행을 위한 보조기의 필요성을 강조하였으며 , 본 연구에서는 무릎관절의 신전을 도와주며 무릎 안정성을 확보할 수 있는 보조기기를 계획‧ 구상하여 제작하였고 , 이에 대한 효과 및 사용자 만족도· 유용성을 확인하기 위해 보조기기 착용 전‧ 후를 비교하게 되었다 . 효과에 대한 결과로는 정적균형능력 및 동적균형능력 , 보행속도 모두 향상되었다 . 효과 크기를 이용하여 실제로 보조기기 착용 전‧ 후 차이를 표준화된 평균차이 (the standardized mean difference) 로 확인한 결과 , 안정성의 한계에서는 0.
후속연구
Winstein 등 (2003) 은 뇌졸중 환자의 회복에서 운동능력과 기능수준은 발병 후 3 개월 이내에 회복이 가장 많이 나타난다고 하였다 . 그러므로 뇌졸중 손상 환자의 체중지지 , 균형 능력 향상 , 보행의 안정성 및 보행속도의 증가 , 무릎의 과신전을 예방시키기 위해서는 뇌졸중 발병 6 개월 이내의 아급성 기간에 능동적으로 무릎관절을 적절히 신전 시켜줄 수 있는 보조기를 적용하는 것이 많은 도움이 될 것이다. .
하지만 , 표본수가 매우 작으며 , 중재연구가 아닌 사례연구를 진행했다는 점 , 또한 전문가를 통한 안정성 검증이 되지 않는 점이 제한적이었다 . 따라서, 추후 보완된 무릎 신전 보조기기를 이용하여 안정성 검증 연구 및 표본수를 많이 확보한 중재연구가 필요하다 사료된다.
본연구에서의 내‧ 외측 탄성밴드는 대퇴사두근의 외측 힘선에 대한 보조와 내측광근의 내측 힘선을 서포트 해주어 슬개골의 상방 트래킹을 유도하여 무릎의 신전 토크를 형성하고 , 무릎관절의 안정성을 증가시킬 수 있을 것이라 사료되어진다 . 또한 , 본 연구에서는 탄성밴드 소재인 스트랩을 적용하였기 때문에 스트랩의 장력 조절을 통하여 무릎관절의 신전 서포트 양을 조절할 수 있으며 이는 , 다양한 종류의 환자 및 질환에 적용할 수 있을 것이다. .
이러한 대퇴사두근의 외측 당김의 균형을 잡아주는 근육이 바로 내측광근인데 이 근육은 대퇴사두근건의 내측에서 50-55 도 각도로 사선으로 슬개골과 인접하여 슬개골의 과도한 외측 이동을 조절하고 무릎의 안정성에 많은 영향을 미친다 (Lieb, 1968; Horton 과 Hall, 1989). 본연구에서의 내‧ 외측 탄성밴드는 대퇴사두근의 외측 힘선에 대한 보조와 내측광근의 내측 힘선을 서포트 해주어 슬개골의 상방 트래킹을 유도하여 무릎의 신전 토크를 형성하고 , 무릎관절의 안정성을 증가시킬 수 있을 것이라 사료되어진다 . 또한 , 본 연구에서는 탄성밴드 소재인 스트랩을 적용하였기 때문에 스트랩의 장력 조절을 통하여 무릎관절의 신전 서포트 양을 조절할 수 있으며 이는 , 다양한 종류의 환자 및 질환에 적용할 수 있을 것이다.
. 안정성에 있어서도 만점을 받기는 하였으나 , 이는 의지 보조 기사 및 여러 전문가에게 검증된 보조기기가 아니므로 , 추후 외형적인 단점의 보완과 안정성이 검증되는 연구가 필요하다 사료된다. .
하지만 , 본 연구에서는 아급성기 뇌졸중 환자들만을 대상으로 실시하였으며 사례연구로 진행되었다 . 향후 연구에서는 무릎 신전 보조기기의 외형적인 단점을 보완하고 안정성을 검증하여 , 뇌졸중 환자 뿐만 아니라 정형외과 등 다른 질환이 있는 환자들에게도 무릎의 통증과 무릎관절 기능에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구가 필요하며 , 사례연구가 아닌 보조기기 착용을 통한 중재연구가 필요하다 사료된다. .
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