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문제 정의
- 본 연구는 이전의 정적 기립상태나 장비에 의해 수행된 방법이 아닌 뇌졸중 환자의 보행 주기 (cycle)에서뇌졸중환자의보행향상을위한치료적전략을지각학습에 기반하여 훈련을 적용하고자 한다. 보행구간(phase) 중 보행훈련 전략을 프로그램화 하여 뇌졸중 환자에게 적용시키고 뇌졸중 환자의 보행 수행 시 하지 지면에 대한 힘(force)과 시간적, 공간적 보행능력의 변화를 바탕으로 중재 프로토콜로써 적용 가능성에 대해 알아보고자한다.
- 본 연구는 뇌졸중 환자의 보행능력 향상을 위하여 보행 주기에서 지각학습을기반으로한보행훈련즉, 지지면에대한발의압력지각 을 자극시켜 하지 족저근을 활성 및 하지의 부하를 지각할 수 있는 프로그램을 제공하여 뇌졸중 환자의 보행 수행 시 하지의 지면에 대 한 힘과 보행 능력의 변화를 연구하고자 하였다. 본 연구에서 제시하 는 하지 지각학습 훈련은 발 전체에 대한 감각 지각을 대상자 스스로 인지할 수 있도록 학습시키는데 목적이 있었다.
- 시 · 지각을 이용한 훈련 방법들에 효과적인 보고들이 있으나 실제 임상에서 중재자를 위한 전략이 많지 않다. 본 연구는 이전의 정적 기립상태나 장비에 의해 수행된 방법이 아닌 뇌졸중 환자의 보행 주기 (cycle)에서뇌졸중환자의보행향상을위한치료적전략을지각학습에 기반하여 훈련을 적용하고자 한다. 보행구간(phase) 중 보행훈련 전략을 프로그램화 하여 뇌졸중 환자에게 적용시키고 뇌졸중 환자의 보행 수행 시 하지 지면에 대한 힘(force)과 시간적, 공간적 보행능력의 변화를 바탕으로 중재 프로토콜로써 적용 가능성에 대해 알아보고자한다.
- 본 연구는 뇌졸중 환자의 보행능력 향상을 위하여 보행 주기에서 지각학습을기반으로한보행훈련즉, 지지면에대한발의압력지각 을 자극시켜 하지 족저근을 활성 및 하지의 부하를 지각할 수 있는 프로그램을 제공하여 뇌졸중 환자의 보행 수행 시 하지의 지면에 대 한 힘과 보행 능력의 변화를 연구하고자 하였다. 본 연구에서 제시하 는 하지 지각학습 훈련은 발 전체에 대한 감각 지각을 대상자 스스로 인지할 수 있도록 학습시키는데 목적이 있었다. 본 연구에서는 뇌졸 중 환자들 개개인의 체중에 대한 기준 압력 값을 제공하여 하지의 힘 을 지각할 수 있는 4단계의 운동 프로토콜을 제시하였으며, 수행이 가능해지면 다음 단계로 진행하는 방법으로 집중적인 보행훈련을 강조하였다.
제안 방법
- 촉각 및 압각을 지각하기 위해 도구 윗면에 부착된 Rubber는 두께 5 mm의 단단함 정도가 있는 Rubber를 사용하였다.11 또한 서기와 걷기 동안 지면에서 높이 차이로 인한 불안요소를 배제 시키고 낙상을 방지하기 위해 지면의 높이를 훈련도구 높이와 맞춘 보행판을 제작하여 세번째 단계 훈련 시 사용하였다.
- 85)에서 높은 신뢰도를 보인다고 하였다.18 측정은 대상자에게 트레드밀 위에서 가장 편안하게 걸을 수 있는 속도를 결정하게 한 후 보행 개시 후 완전한 보행주기 단계가 나올 수 있도록 약 30초간 워밍업을 한 후 30초간 측정을 실시하였다. 보행의 안전을 위해 검사가가 옆에서 손을 뻗으면 닿을 수 있는 거리에서 있으면서 보행을 지도하였다.
- 이때 보행 각 단계마다 발등굽힘 각도가 나올 수 있는 초기 입각기 부분과 발끝 떼기 직전의 종아리세갈래근이 신장 자극될 수 있는 부분에서 훈련받은 내용을 재교육하며 보행하게 하였다. 대조군은 하지와 발에 부하되는 지각훈련의 요소를 배제한 일반 지면에서 보행 훈련을 하였다. 치료사는 기본적인 신체 정렬을 알려 주어 앉았다 일어서기를 하도록 하였다.
- 발의 압력에 대한 지각 피드백을 받을 수 있는 도구가 없는 보행로에 서 훈련한 지각적 요소를 구두로 지시를 받으며 걷는 훈련을 하였다. 이때 보행 각 단계마다 발등굽힘 각도가 나올 수 있는 초기 입각기 부분과 발끝 떼기 직전의 종아리세갈래근이 신장 자극될 수 있는 부분에서 훈련받은 내용을 재교육하며 보행하게 하였다.
- 18 측정은 대상자에게 트레드밀 위에서 가장 편안하게 걸을 수 있는 속도를 결정하게 한 후 보행 개시 후 완전한 보행주기 단계가 나올 수 있도록 약 30초간 워밍업을 한 후 30초간 측정을 실시하였다. 보행의 안전을 위해 검사가가 옆에서 손을 뻗으면 닿을 수 있는 거리에서 있으면서 보행을 지도하였다.
- 본 연구에서 제시하 는 하지 지각학습 훈련은 발 전체에 대한 감각 지각을 대상자 스스로 인지할 수 있도록 학습시키는데 목적이 있었다. 본 연구에서는 뇌졸 중 환자들 개개인의 체중에 대한 기준 압력 값을 제공하여 하지의 힘 을 지각할 수 있는 4단계의 운동 프로토콜을 제시하였으며, 수행이 가능해지면 다음 단계로 진행하는 방법으로 집중적인 보행훈련을 강조하였다. 하지 지각학습을 기반으로 한 보행 훈련에 따른 마비측 과 비마비측 각각에 대한 입각기 시 최대 앞발 지면에 대한 힘, 중간 발 지면에 대한 힘 그리고 뒤꿈치에 대한 힘을 측정하여 결과를 비교하였다.
- 실험군은 하지 지각학습을 기반으로 한 보행 훈련을 일 2회 각각 30분씩, 주 5회, 총 8주간 동안 시행하였고 대조군은 하지, 발에 부하 되는 지각훈련의 요소를 배제한 일반지면에서 보행 훈련을 일 2회 각각 30분씩, 주 5회, 총 8주간 동안 제공받았다. 초기평가후 4주, 8주재 평가를시행하였다.
- 앉은 자세에서 일어서기 동작 훈련으로 체중이 전방과 상방으로 이 동할 시에도 발 아래 두개의 체중계에 발을 지각하여 체중 지지가 되 도록 하지방향으로 싣고 일어나도록 구두 지시하였다. 이때 발의 위 치는 발목의 종아리세갈래근(triceps surae)이 신장(stretch) 자극을 받 을 수 있는 발등 굽힘 각도가 10-15°가 될 수 있게 한 후 마비측의 체 중이 해당 압력점까지 실리고 있는 상태 즉, 계기판의 변화를 지속적으로 알려주어환자가 자신의 발의 힘을 지각할 수 있게하였다.
- 발의 압력에 대한 지각 피드백을 받을 수 있는 도구가 없는 보행로에 서 훈련한 지각적 요소를 구두로 지시를 받으며 걷는 훈련을 하였다. 이때 보행 각 단계마다 발등굽힘 각도가 나올 수 있는 초기 입각기 부분과 발끝 떼기 직전의 종아리세갈래근이 신장 자극될 수 있는 부분에서 훈련받은 내용을 재교육하며 보행하게 하였다. 대조군은 하지와 발에 부하되는 지각훈련의 요소를 배제한 일반 지면에서 보행 훈련을 하였다.
- 실험군은 하지 지각학습을 기반으로 한 보행 훈련을 일 2회 각각 30분씩, 주 5회, 총 8주간 동안 시행하였고 대조군은 하지, 발에 부하 되는 지각훈련의 요소를 배제한 일반지면에서 보행 훈련을 일 2회 각각 30분씩, 주 5회, 총 8주간 동안 제공받았다. 초기평가후 4주, 8주재 평가를시행하였다.
- 대조군은 하지와 발에 부하되는 지각훈련의 요소를 배제한 일반 지면에서 보행 훈련을 하였다. 치료사는 기본적인 신체 정렬을 알려 주어 앉았다 일어서기를 하도록 하였다. 이때 발의 위치와 정면을 응시하여 일어설 수 있도록 지시 안내해 주었다.
- 치료사들은 대상자들의 양 발을 모아 놓은 자세에서 10 cm 간격으로 측방으로 움직이게 될 위치와 전방으로 움직이게 될 위치를 정하여 발의 힘을 지각할 수 있는 체중계의 위치를 정하였다.17
- 본 연구에서는 뇌졸 중 환자들 개개인의 체중에 대한 기준 압력 값을 제공하여 하지의 힘 을 지각할 수 있는 4단계의 운동 프로토콜을 제시하였으며, 수행이 가능해지면 다음 단계로 진행하는 방법으로 집중적인 보행훈련을 강조하였다. 하지 지각학습을 기반으로 한 보행 훈련에 따른 마비측 과 비마비측 각각에 대한 입각기 시 최대 앞발 지면에 대한 힘, 중간 발 지면에 대한 힘 그리고 뒤꿈치에 대한 힘을 측정하여 결과를 비교하였다. 하지 지각학정습 훈련군과 일반 지지면에서 훈련군은 훈련 후 힘의 양적인 증가가 나타났다.
- 하지의 체중과 발의 지각을 도울 체중계를 딛고 바로 선 자세에서 한 쪽 하지를 전방으로 전진시켜 체중을 이동하는 훈련을 하였다. 전방으로 체중 이동시 뒤에 놓인 발끝떼기를 준비하는 하지에서 종아리 세갈래근의 신장 자극이 될 수 있게 발목이 5-15° 정도 되는 위치에 놓이게 훈련하였다.
대상 데이터
- 대상자들은 한국형 간이 정신 판별검사(Mini-Mental State Examination–Korea, MMSE-K), 버그 균형 검사(Berg Balance Scale, BBS), 10 m 보행 검사와 관절가동범위 측정을 초기평가로 시행하여 기준 점수에 해당하는지 여부를 확인한 후 선정하였으며 대상자들 모두 병원 에 입원한 환자로 물리치료, 작업치료, 언어치료 등의 포괄적인 재활 치료를 받았다.
- 본 연구의 대상은 경기도에 위치한 B 병원에서 2015년 5월부터 9월까 지 입원 치료중인 뇌졸중환자 36명으로, 초기평가 후 개인적인 사유로 중재에 참여를 못한 탈락한 대상자를 제외한 최종 24명을 선정하였다. 실험에 앞서 모든 대상자는 피험자 설명문 및 동의서를 작성하였으며, Helsinki 선언에 입각하여 기관생명윤리위원회(IRB)의 승인 (No.
- 하지 지각학습을 기반으로 한 보행 훈련은 처음 훈련 시 발을 지각하는데 시각, 촉각에 도움을 제공할 도구(30 cm square rubber hardness (mattress) + digital weight scale (DWS) equipment (pro-Fit, IPC, Korea) 4 개를 준비하였다. 촉각 및 압각을 지각하기 위해 도구 윗면에 부착된 Rubber는 두께 5 mm의 단단함 정도가 있는 Rubber를 사용하였다.11 또한 서기와 걷기 동안 지면에서 높이 차이로 인한 불안요소를 배제 시키고 낙상을 방지하기 위해 지면의 높이를 훈련도구 높이와 맞춘 보행판을 제작하여 세번째 단계 훈련 시 사용하였다.
- 하지 지각학습을 기반으로 한 보행 훈련은 처음 훈련 시 발을 지각하는데 시각, 촉각에 도움을 제공할 도구(30 cm square rubber hardness (mattress) + digital weight scale (DWS) equipment (pro-Fit, IPC, Korea) 4 개를 준비하였다. 촉각 및 압각을 지각하기 위해 도구 윗면에 부착된 Rubber는 두께 5 mm의 단단함 정도가 있는 Rubber를 사용하였다.
데이터처리
- LEPGT: Lower extremities perception gait training group, GGT: Ground gait training group, BBS: Berg balance scale, MMSE-K: Mini mental state examination-Korea. General characteristics and dependent variables are calculated by Chi-squared test and Independent t-test.
- 두 집단 내의 기간에 따른 유의성을 보기 위해 반복측정 분산분석(repeated measure ANOVA)을 사용하였으며, 훈련 전, 4주그리고 8주후 기간에 따른 유의성을 비교하기위해 사후검정 Bonferroni correction을 하였다. 두 집단 간의 훈련 후 효과 차이를 비교하기 위해 훈련 후 8주의 변화량을 구하여 독립표본 t검정(Independent t-test)를 이용하여 분석하였다. 자료의 모든 통계학적 유의수준은 p < 0.
- 두 집단의 일반적 특성과 종속변수의 동질성검정은 카이제곱(Chi-squared test)과독립표본 t검정(Independent ttest)를 실시하였다. 두 집단 내의 기간에 따른 유의성을 보기 위해 반복측정 분산분석(repeated measure ANOVA)을 사용하였으며, 훈련 전, 4주그리고 8주후 기간에 따른 유의성을 비교하기위해 사후검정 Bonferroni correction을 하였다. 두 집단 간의 훈련 후 효과 차이를 비교하기 위해 훈련 후 8주의 변화량을 구하여 독립표본 t검정(Independent t-test)를 이용하여 분석하였다.
- 모든변수의자료는 Shapiro-Wilk test로정 규 분포함을 확인하였다. 두 집단의 일반적 특성과 종속변수의 동질성검정은 카이제곱(Chi-squared test)과독립표본 t검정(Independent ttest)를 실시하였다. 두 집단 내의 기간에 따른 유의성을 보기 위해 반복측정 분산분석(repeated measure ANOVA)을 사용하였으며, 훈련 전, 4주그리고 8주후 기간에 따른 유의성을 비교하기위해 사후검정 Bonferroni correction을 하였다.
성능/효과
- 12 환측 하지에 체중부하율을 향상시키는 다양한 방법들이 시도되어 왔지만 많은 연구들에서 지각을 이용한 훈련 방법이 더 효과적이라고 보고하였고,13,14 인지운동개입(cognitive motor interference)은 재활의 영역에서 보행과 균형 증진에 더욱 일반적이고 활용적 접근이 되고 있다.15 뇌졸중 환자에게 단일 운동만 접근하였을 때보다 인지를 자극시키고 환자 스스로 인지적 요소를 피드백 받을 때 효과적으로 균형 능력이 향상된다.16 하지에 대한 지각 훈련, 정확한 감각 피드백은 운동조절의 적응, 특히 서 있는 동안 균형과 체중 이동에 중요한 요소임에도 불구하고 하지의 감각훈련(sensory training)에 대한 유용한 기술에 대한 보고들은 알려진 바가 적다.
- 1 뇌졸중 환자의 예후 및 재활 결과에 중요한 영향을 미칠 수 있는 몇 가지 감각 소실이 있는 뇌졸중 환자는 뇌졸중 환자의 60% 이상이라고 보고된 바 있다.2,3 하지(lower-extremities)의 감각 소실은 뇌졸중 환자의 서기 균형, 보행 속도, 보행 시 동적균형 그리고 대칭적 보행에 영향을 주고, 4 특히 하지에서 지면에 대한 부하(loading) 지각은 보행에 영향을 준다. 시간적, 공간적, 운동적 측면에서 뇌졸중 환자의 보행 비대칭성은 하지의 부하와 연관되는데 대표적인 결과로써 마비측 하지는 입각기 유지 시간이 비마비측보다 짧고, 유각기의 지연 및 지면반발력의 감소현상이 나타난다.
- 24 뇌졸중 환자 는 마비측 하지의 발바닥굽힘근의 활동성이 증가되어 마비측의 체 중 지지의 저하와 마비측 하지의 동원의 부족 등으로 결국 발이 지지 되는 분포를 전방으로 이동시키는 전형적인 보행형태를 보이며, 25 뒤 꿈치에 실리는 힘과 접촉 면적이 작아진다. 26 하지만 본 연구에서 제 공된 프로토콜 훈련 후 훈련군의 뒤꿈치에서 힘의 양적 증가가 나타 나 입각기 시 발의 지면에 대한 지지력이 증가되었음을 확인할 수 있 었다. 마비측뿐만 아니라 비마비측에서도 전반적인 힘에 대한 양적 증가를 보였는데, 이것은 시각 및 청각적 자극에 대한 대상자의 반응이 비교적 대칭적으로 힘을 쓰고자 한 노력의 시도라 판단된다.
- LEPGT에서 측정시 점 간 유의한 차이가 있었고(p < 0.05), 사후검정결과 기초선과 4주후 간, 기초선과 8주후간에 유의한 차이가 있었다(p < 0.05).
- LEPGT에서마비측과비마비측에서측정시점간유의한차 이가 있었고(p < 0.05), 사후검정결과 마비측과 비마비측 모두 기초선 과 4주간, 기초선과 8주간에 유의한 차이가 있었다(p < 0.05).
- LEPGT의 마비측과 비마비측에서 최대 뒤꿈치 압력은 측정시점 간에 유의한 차이가 있었고(p < 0.05), 사후검정 결과 기초선과 4주후간, 기초선과 8주후간에 유의한 차이가 있었다 (p < 0.05).
- 두 군 간 중재 후 최대 뒤꿈치 압력은 유의한 차이가 있었다 (p < 0.05)(Table 2).
- 두 군에서 중재 후 보폭(Step length)의 변화를 비교한 결과 두 군 간 비마비측에서 유의한 차이가 있었다 (p < 0.05).
- 두 군에서 중재 후 한걸음거리(stride length)의 변화를 비교한 결과 두 군 간 유의한 차이가 있었다(p < 0.05)(Table 3).
- , Chicago, IL)을사용하였다. 모든변수의자료는 Shapiro-Wilk test로정 규 분포함을 확인하였다. 두 집단의 일반적 특성과 종속변수의 동질성검정은 카이제곱(Chi-squared test)과독립표본 t검정(Independent ttest)를 실시하였다.
- 이때 발의 위치와 정면을 응시하여 일어설 수 있도록 지시 안내해 주었다. 보행과 관련한 기능 훈련을 받았고 보행훈련 시 대상자들이 자신의 힘을 지각할 수 있는 피드백 요소를 제외한 발의 위치, 하지의 각 관절을 거상하는 양상, 전 진하는 하지의 보폭 및 힘을 주는 방향에 대한 기본적인 정보는 제공하여 낙상의 위험을 최소화하며 안전하게 훈련하였다.
- 28 Dru-bicki 등26의 바 이오 피드백 트레드밀 보행 훈련 결과를 보면, 비마비측의 입각기 변 화가뇌졸중환자의마비측의보폭및보행속도의영향을준것을알 수 있다. 본 연구 결과 마비측의 입각기 비율의 증가는 비마비측 보폭 이 증가된 결과와 비교하였을 때 체중이동을 위한 지지력의 향상이 결과에영향을주었다고할수있다. 보폭은 한 쪽 발의 뒤꿈치부터 다른 발뒤꿈치까지의 보행이 진행 되는 방향으로의 거리이다.
- 사후검정 결과, 기초선과 8주후간에 유의한 차이가 있었 다(p < 0.05).
- 2,3 하지(lower-extremities)의 감각 소실은 뇌졸중 환자의 서기 균형, 보행 속도, 보행 시 동적균형 그리고 대칭적 보행에 영향을 주고, 4 특히 하지에서 지면에 대한 부하(loading) 지각은 보행에 영향을 준다. 시간적, 공간적, 운동적 측면에서 뇌졸중 환자의 보행 비대칭성은 하지의 부하와 연관되는데 대표적인 결과로써 마비측 하지는 입각기 유지 시간이 비마비측보다 짧고, 유각기의 지연 및 지면반발력의 감소현상이 나타난다.5
- 최대 앞발 압력은 LEPGT와 GGT 모두 마비측과 비마비측에서 측정시점 간 유의한 차이가 있었다(p < 0.05).
- 최대 중간발 압력은 LEPGT에서 측정시점간 유의한 차이가 있었고(p < 0.05), 사후검정결과 마비측과 비마비측에서 기초선과 8주후 간에 유의한 차이가 있었다(p < 0.05).
- 하지 지각학습을 기반으로 한 보행 훈련에 따른 마비측 과 비마비측 각각에 대한 입각기 시 최대 앞발 지면에 대한 힘, 중간 발 지면에 대한 힘 그리고 뒤꿈치에 대한 힘을 측정하여 결과를 비교하였다. 하지 지각학정습 훈련군과 일반 지지면에서 훈련군은 훈련 후 힘의 양적인 증가가 나타났다.
후속연구
- 보행시압력 의 분포가 뒤꿈치, 중간과 앞발로 이동되는 것과 족저근의 적절한 활 성을 측정하지 못하였다. 뇌졸중 환자의 일상생활활동의 제한점을 해결하기 위해서 보행 속도의 증가가 필요하게 되는데 실제적인 보행 속도를 측정하지 못하고 보폭과 한걸음 거리로 추정한 것을 제한점 이라 할 수 있다. 또한 환자 스스로 지각하고 학습하기 위한 충분한 기간이필요할것으로생각된다.
- 운동의 효과를 증대시키기 위해 운동 조절의 원칙이 치료 프로그 램에 적용되어야 한다는 사실은 이미 숙지하고 있다. 향후 재활치료 의 모든 부분에 걸쳐 의미를 부여하고 있는 운동학습(motor learning) 의 개념에서 지각이라는 필수 요소이자 기본요소를 운동의 단계에 다양하게 접목하고 유용하게 이용할 수 있는 방법을 제시하여 장기 적이고체계적인연구가지속되어야할것이다.
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