[논문]발목관절의 시각되먹임 운동 이후 기능적 전기자극이 만성 뇌졸중 환자의 균형 및 보행에 미치는 영향에 관한 융합적 연구

김동훈; 김경훈

doi:10.15207/jkcs.2020.11.5.253

발목관절의 시각되먹임 운동 이후 기능적 전기자극이 만성 뇌졸중 환자의 균형 및 보행에 미치는 영향에 관한 융합적 연구
A Convergence Study on the effects of Ankle Joint Functional Electrical Stimulation after Visual feed-back Ankle training to Improve on Balance, Gait ability in Patient with Chronic Stroke 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.11 no.5, 2020년, pp.253 - 260

초록
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본 연구의 목적은 시각적 되먹임 발목관절 운동 이후 기능적전기자극치료가 만성 뇌졸중 환자의 균형능력 및 보행능력에 대한 영향을 알아보기 위함이다. 선정기준에 따라 만성 뇌졸중 환자를 22명을 대상으로 두 군으로 실시하였다. VFAF군은 시각되먹임 발목관절운동 이후 기능적전기자극치료(n=11), CON군(n=11)은 보존적 물리치료를 시행하였다. 훈련은 1일 60분, 1주 5번, 총 8주간 시행하였다. 중재 전·후에 균형과 보행능력을 검사하였다. 훈련결과 VFAF군이 COP, LOS, BBS, FRT, 10m WT에서 CON군에 비해 통계학적으로 유의한 차이를 보였다. 그러므로 시각적 되먹임 발목관절 운동 이후 기능적전기자극치료의 융합은 뇌졸중 환자의 균형능력 및 보행능력의 향상을 위한 효과적인 중재로 임상에서 활용 될 수 있으며, 향후 졸중 환자를 위한 융합중재개발이 요구된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was performed to evaluate the effects of Visual feed-back ankle training combined with Ankle joint Functional electrical stimulation on balance, gait ability on patient with Chronic Stroke. A total of 22 chronic stroke patients were divided into VFAF Group, CON group. Each group performed 60 minutes a day 5 times a week for 8 weeks. VFAF group revealed significant differences in balance and gait ability as compared to the CON groups(p<.05). The exercises were conducted for 60 min per day, five, per week for eight weeks. Balance and gait ability were examined at 0 week and after 8 weeks of intervention. Our results showed that VFAF was more effective on balance ability and gait ability in chronic stroke patients. We suggest that this study will be able to be used as an clinical intervention data for recovering balance and gait ability in chronic stroke patients.

주제어

표/그림 (3)

표 Table 1. Ankle joint training program.
표 Table 2. General characteristics of subjects (N = 22).
표 Table 3. Comparison of the balance and gait ability between the two groups (N = 22).

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 뇌졸중 환자에게 시각적 되먹임 훈련 이후 기능적 전기자극을 실시하는 방법이 뇌졸중 환자의 균형과 보행능력에 효과적이다. 또한 만성 뇌졸중 환자의 균형 및 보행 능력의 향상을 위한 중재 방법을 제시함으로써 오랜 시간의 치료가 요구되는 뇌졸중 환자 중재 방법에 의의가 있다.
본 연구는 만성 뇌졸중 환자의 균형능력과 보행능력에 미치는 효과를 알아보기 위해 선행 연구를 바탕으로 시각되먹임 훈련 이후 기능적 전기자극을 실시하였다. 그 결과 만성 뇌졸중 환자의 균형과 보행에 긍정적 영향이 있음을 확인하였다.
본 연구는 시각되먹임 훈련과 발목관절 기능적 전기자극을 병행한 군(11명)과 보존적 치료군(11명)의 중재를 통해 만성 뇌졸중 환자의 균형능력과 보행능력에 미치는 영향을 알아보았다. 본 연구의 주요결과는 다음과 같다.
본 연구는 시각적 되먹임의 발목관절 운동 이후 기능적 전기자극 치료의 영향을 규명하기 위하여 유사실험연구의 비 동등성 대조군 전후설계로 시행하였다.
본 연구의 목적은 시각 되먹임 훈련과 기능적 전기 자극이 만성 뇌졸중 환자의 자세 균형능력과 보행의 변화에 미치는 영향을 알아보아 만성 뇌졸중 환자의 균형 능력 및 보행 기능 증진을 위한 중재에 참고자료를 제시하고자 한다.

가설 설정

본 연구의 구체적 가설은 시각적 되먹임을 통한 발목관절 운동이후 기능적 전기자극 훈련이 만성 뇌졸중 환자의 균형능력 및 보행능력에 미치는 영향을 미칠 것이다.

제안 방법

10m 보행검사는 일정한 거리의 두 지점의 직선거리를 테이프를 이용해 14 m를 연결하여 구성되며, 양쪽 끝의 2 m는 보행 시 가속과 감속을 위한 거리로 설정하였다[22]. 10m의 거리에 대하여 시간을 전자 초시계로 보행시간을 측정하고 거리와의 계산을 시행하여 속도를 구한 뒤 측정 변수로 사용하였다. 대상자가 균형을 잡지 못하거나 낙상에 위험이 있으면 안전을 위해 대기 중인 보조 측정자가 보조한 뒤 재측정 하였다.
대상자가 균형을 잡지 못하거나 낙상에 위험이 있으면 안전을 위해 대기 중인 보조 측정자가 보조한 뒤 재측정 하였다. 3번 측정하여 모든 연구 대상자들의 보행 평균값을 구하였다.
FES군 선행 연구를 바탕으로 VFAF군은 30분간 시각되먹임 발목관절훈련을 시행 후 30분간 기능적 전기 자극을 시행하였다[15,18].
10m의 거리에 대하여 시간을 전자 초시계로 보행시간을 측정하고 거리와의 계산을 시행하여 속도를 구한 뒤 측정 변수로 사용하였다. 대상자가 균형을 잡지 못하거나 낙상에 위험이 있으면 안전을 위해 대기 중인 보조 측정자가 보조한 뒤 재측정 하였다. 3번 측정하여 모든 연구 대상자들의 보행 평균값을 구하였다.
대상자의 선 자세의 정적 균형능력을 알아보기 위해 힘판에 선 자세에서 압력중심점(COP)의 총 이동 거리를 측정한다. 측정을 위해 Biorecue (Analysis system by biofeedback, AP1153 biorescue.
또한 LOS 측정은 측정 장비의 평가 프로그램을 이용하여 대상자를 앞·뒤, 좌·우, 대각선의 8개 방향으로 신체중심을 이동하여 이동 면적을 측정하게 한다.
FRT는 대상자를 편안하게 선 자세에서 base of support를 안정적으로 유지하면서 팔을 전방으로 이동시켜 최대한 전방에 닿을 수 있는 거리를 측정하는 것이다. 보상움직임이나 균형을 잃으면 재측정 하였다. FRT는 간편하고, 경제적이며, 신뢰도가 높은 검사 도구로써 측정 대상자의 선 자세의 안정성 한계를 잘 측정할 수 있으며 대상자의 균형 장애를 찾거나 균형 수행력이 시간에 따른 변화를 측정하기 위하여 개발되었다.
보존적 치료 훈련군은 8 주간, 주 5회, 1일 2회, 30분씩 마비측 하지에 일반적인 수동 및 능동 관절운동, 뻗침 운동과 함께 신경발달 물리치료와 같은 신경생리학적 치료법을 적용하였다.
선행연구를 바탕으로 8주간 중재를 실시하였으며[17], 실험전과 8주간의 실험 후 모든 대상자들은 균형능력과 보행능력에 대하여 평가하였다. 연구 대상자는 시각되먹임 훈련 발목 관절 FES군(VFAF group) 11명, 보존적 물리치료 훈련군(Control group) 11명으로 컴퓨터 프로그램을 사용하여 무작위로 배정하였으며, 하루 60분, 주 5회, 8주간 훈련을 실시하였다.
시각되먹임 발목관절 훈련은 30분으로 구성하였고, 발목관절 전략운동 시 시각되먹임 중재방법으로 이동식 전신 거울을 이용하였으며, 대상자의 안전을 위하여 중재자가 근접한 거리를 유지하였다. 발목관절 훈련 프로그램은 안정한 판에 서서 하는 운동과 Aero-step 위에서 하는 운동으로 구성되었으며, 발목관절 훈련 프로그램은 Table 1과 같다.
선행연구를 바탕으로 8주간 중재를 실시하였으며[17], 실험전과 8주간의 실험 후 모든 대상자들은 균형능력과 보행능력에 대하여 평가하였다. 연구 대상자는 시각되먹임 훈련 발목 관절 FES군(VFAF group) 11명, 보존적 물리치료 훈련군(Control group) 11명으로 컴퓨터 프로그램을 사용하여 무작위로 배정하였으며, 하루 60분, 주 5회, 8주간 훈련을 실시하였다. 연구 전 서면을 통해 연구의 목적, 연구내용 및 방법, 비밀유지에 대해 충분히 설명하였으며, 참여자들이 원한다면 원하는 시기에 언제 든지 연구 참여 철회가 가능하다고 충분히 설명 후 진행하였다.
측정 항목 당 최소 0점에서 최고 4점을 적용하고 모두 14개 항목으로 구성되어 있으며 총합은 56점이다. 이 척도는 높은 수준의 측정자 내 신뢰도(r =.99)와 측정자 간 신뢰도(r = .97)로 되어있으며[20], 총 3회씩 측정하여 평균값을 기록하였다.
기능적 전기 자극은 기능적 전기자극 치료기 Microstim(Medel GmbH, Germant, 2008)을 사용하였으며, 대상자는 바로 누운 자세에서 환측 앞정강근, 가쪽번짐근, 뒤 너다리근, 넙다리네갈래근에 FES 전극을 부착하였다. 적용 시 직각파형, 펄스 폭 400 ㎲, 자극 주파수는 40 ㎐로 고정, 자극강도는 근육의 정확한 움직임을 유도해 내기 위해 치료사의 관찰을 통해 총비골신경에 30 ~ 70 ㎃으로 조절하였다. 전기 자극 상승과 하강의 시간은 0.
적용 시 직각파형, 펄스 폭 400 ㎲, 자극 주파수는 40 ㎐로 고정, 자극강도는 근육의 정확한 움직임을 유도해 내기 위해 치료사의 관찰을 통해 총비골신경에 30 ~ 70 ㎃으로 조절하였다. 전기 자극 상승과 하강의 시간은 0.3 sec로 하고 전기자극으로 인한 근 수축 및 피로도를 최소화하기 위해 주어진 전기 자극은 대상자에게 안정 시 역치 이하로 적용하였다[23].
균형과 보행 측정에 있어 낙상에 위험을 대비하여 보조 측정자가 상시 환자의 옆에서 안전을 위해 준비하고 있으며, 휴식 매트를 준비하여 대비하였다. 총 6명의 측정자가 측정하였으며, 버그균형척도와 기능적팔뻗기검사는 2명의 치료사가 팀을 이루어 측정하였고, 정적 균형능력과 10m 보행검사는 각각 1명의 측정자가 측정하였다.
총 COP의 이동거리 측정은 우선 대상자는 바로 선 자세에서 다리를 30°정도 벌리고 시선은 전방을 주시하게 한 뒤, 중심을 바로 잡고 1분간 서 있도록 하여 신체중심점의 총 이동거리를 측정하였다.
대상자의 선 자세의 정적 균형능력을 알아보기 위해 힘판에 선 자세에서 압력중심점(COP)의 총 이동 거리를 측정한다. 측정을 위해 Biorecue (Analysis system by biofeedback, AP1153 biorescue., France)를 사용하였다. 총 COP의 이동거리 측정은 우선 대상자는 바로 선 자세에서 다리를 30°정도 벌리고 시선은 전방을 주시하게 한 뒤, 중심을 바로 잡고 1분간 서 있도록 하여 신체중심점의 총 이동거리를 측정하였다.

대상 데이터

제외 조건은 (1) 균형능력에 영향을 미치는 체성감각적 결손 환자. (3) 선 자세 균형에 영향을 주는 근 골격계 손상, 퇴행성 질환 환자로 하였다.
경기도 S시에 위치한 B병원에 입원 및 외래로 내원한 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 실험을 진행하였다. 본 연구 참여에 동의한 자로 연구 목적에 대하여 충족되는 대상자 30명을 선정하여 실시하였고, 중도 탈락자를 제외하였으며 최종 22명이 실험에 참여하였다.
경기도 S시에 위치한 B병원에 입원 및 외래로 내원한 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 실험을 진행하였다. 본 연구 참여에 동의한 자로 연구 목적에 대하여 충족되는 대상자 30명을 선정하여 실시하였고, 중도 탈락자를 제외하였으며 최종 22명이 실험에 참여하였다. 연구에 참여한 대상자들은 연구 진행에 대해 충분하게 설명을 듣고 연구 진행에 동의 하였으며 선정 조건은 (1) 처음으로 뇌졸중 진단 이후 6개월 이상 경과된 환자, (2) 시각 및 청각적 장애가 없는 자, (3) Korean Version of Mini Status Examination (K-MMSE) 검사에서 24점 이상으로 인지적 손상이 없는 자, (4) 지지 없이 1분간 서있을 수 있는 자, (5) 지팡이와 보조기 도움 없이 보행이 가능한 자, (6) 대상자 본인 및 보호자가 연구의 목적을 충분히 이해하고 참여하는 것을 동의한 환자로 선정하였다.
본 연구에 참여한 22명의 대상자를 두 군으로 무작위 분류하여 진행하였으며, 대상자의 일반적 특성에서 유의한 차이가 나타나지 않았다(Table 2 참고).

데이터처리

집단 내 중재 전·후의 차이는 대응표본 t-검정을 시행하였으며, 집단 간 변화량의 차이를 비교하기 위해서 독립표본 t-검정으로 분석하였다.
0을 사용하였다. 참여대상자의 일반적 특성 중 마비 측, 성별, 뇌졸중 유형은 카이제곱 검정을 나이, 두 집단의 훈련 이전의 종속변수의 동질성은 독립표본 t-검정을 통해 검정하였다. 집단 내 중재 전·후의 차이는 대응표본 t-검정을 시행하였으며, 집단 간 변화량의 차이를 비교하기 위해서 독립표본 t-검정으로 분석하였다.

이론/모형

기능적 전기 자극은 기능적 전기자극 치료기 Microstim(Medel GmbH, Germant, 2008)을 사용하였으며, 대상자는 바로 누운 자세에서 환측 앞정강근, 가쪽번짐근, 뒤 너다리근, 넙다리네갈래근에 FES 전극을 부착하였다. 적용 시 직각파형, 펄스 폭 400 ㎲, 자극 주파수는 40 ㎐로 고정, 자극강도는 근육의 정확한 움직임을 유도해 내기 위해 치료사의 관찰을 통해 총비골신경에 30 ~ 70 ㎃으로 조절하였다.
대상자의 균형능력을 측정하기 위해 본 연구에서는 버그균형척도를 실시하였다. 버그균형척도는 모두 14개의 항목으로 구성되며 다양한 자세 변화의 3개영역으로 나누어 시행한다.

성능/효과

본 연구는 만성 뇌졸중 환자의 균형능력과 보행능력에 미치는 효과를 알아보기 위해 선행 연구를 바탕으로 시각되먹임 훈련 이후 기능적 전기자극을 실시하였다. 그 결과 만성 뇌졸중 환자의 균형과 보행에 긍정적 영향이 있음을 확인하였다. 만성 뇌졸중 환자에게 균형능력과 보행능력의 회복은 일상생활에서 매우 중요한 요소이다.
본 연구의 주요결과는 다음과 같다. 두 군 모두 군내의 증진이 있었으며 군간 비교에서는 VFAF군에서 통계학적으로 더 유의한 향상이 있었다.
그러나 실제 임상에서 균형능력과 보행능력에 대하여 회복하는 것은 많은 장애가 있는 실정이다. 본 연구는 뇌졸중 환자에게 시각적 되먹임 훈련 이후 기능적 전기자극을 실시하는 방법이 뇌졸중 환자의 균형과 보행능력에 효과적이다. 또한 만성 뇌졸중 환자의 균형 및 보행 능력의 향상을 위한 중재 방법을 제시함으로써 오랜 시간의 치료가 요구되는 뇌졸중 환자 중재 방법에 의의가 있다.
또한 불안정 판의 균형 훈련이 여성 대학생의 균형에 미치는 영향에서 균형능력의 향상으로 본 연구의 결과와 일치하였으나[26], Kim (2018)은 균형에 가상현실 사이버 멀미의 영향을 알아본 결과 COP변화량에서 유의하지 않은 결과가 나타났다고 보고하였다[27]. 본 연구에서도 시각되먹임 훈련과 발목관절 기능적 전기자극을 병행한 후 균형능력의 변화에서 두 군 모두 증진이 있었으며, VFAF군에서 더 유의한 향상이 나타났다. 뇌졸중 환자의 재활 접근에서 새로운 기술에 대해 학습하기보다 손상 이전의 학습된 운동기술에 대한 재학습하는 것이라고 볼 수 있기 때문에 훈련 과정에서 거울신경원을 근거로 하는 모방 운동을 사용한다[28].
본 연구에서의 보행능력의 변화는 두 군 모두 군내에서 유의한 증가를 보였고, 군간 비교에서는 VFAF군에서더 유의한 증진을 보였다. 이는 전신 거울을 통해 트레드밀 보행 훈련을 받은 실험군이 전신 거울이 없는 트레드밀 보행 훈련을 한 대조군보다 보행 속도에서 시간 및 거리 변수의 개선을 나타냈다고 한 연구와[30], 전신 거울 앞에서 로봇 보행 훈련을 받은 후 보행 속도, 6분 보행이 향상되었음을 보고한 연구와 일치하였다[24].
총 COP의 이동거리 측정은 우선 대상자는 바로 선 자세에서 다리를 30°정도 벌리고 시선은 전방을 주시하게 한 뒤, 중심을 바로 잡고 1분간 서 있도록 하여 신체중심점의 총 이동거리를 측정하였다. 이 평가에서 나온 COP수치는 작을수록 동요가 작다는 것을 의미하여 균형 능력이 좋다는 것을 의미한다. 연구대상자들은 모두 3번의 측정 후 측정 값의 평균값을 선정하였다.

후속연구

1) 만성 뇌졸중 환자에게 시각되먹임 훈련 이후 기능적 전기자극이 균형 및 보행능력에 관련한 다양한 중재를 모색해야 할 것이다.
2) 시각되먹임 훈련 이후 기능적 전기자극에 대한 중재 이후 지속적 효과를 입증하는데 연구가 필요하다.
3) 시각되먹임 훈련 이후 기능적 전기자극의 중재 효과에서 균형 및 보행능력의 이외에 효과에 관한 연구가 필요하다.
본 연구의 제한점으로는 대상자의 일상생활을 완전히 통제 할 수 없어 일상생활이 대상자의 종속 변수에 영향이 나타날 수 있음을 배제 할 수 없었다. 선정기준을 통해 기준을 충족하는 대상자를 통해서 본 연구를 실시하였으므로 결과를 모든 뇌졸중 환자의 균형 및 보행에 일반화하여 해석하는 것은 제한이 있다는 것이다.
본 연구의 제한점으로는 대상자의 일상생활을 완전히 통제 할 수 없어 일상생활이 대상자의 종속 변수에 영향이 나타날 수 있음을 배제 할 수 없었다. 선정기준을 통해 기준을 충족하는 대상자를 통해서 본 연구를 실시하였으므로 결과를 모든 뇌졸중 환자의 균형 및 보행에 일반화하여 해석하는 것은 제한이 있다는 것이다. 앞으로는 발목훈련에 다양화, 대상자의 전기자극에 순응 및 적응성, 다양한 균형과 보행 평가 도구를 고려하는 것과 같은 다양한 추가적 연구가 필요하다고 사료된다.
선정기준을 통해 기준을 충족하는 대상자를 통해서 본 연구를 실시하였으므로 결과를 모든 뇌졸중 환자의 균형 및 보행에 일반화하여 해석하는 것은 제한이 있다는 것이다. 앞으로는 발목훈련에 다양화, 대상자의 전기자극에 순응 및 적응성, 다양한 균형과 보행 평가 도구를 고려하는 것과 같은 다양한 추가적 연구가 필요하다고 사료된다.

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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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