만성 뇌졸중 환자에서 거울 치료 시 tDCS의 융합 자극이 다리근력 및 보행능력에 미치는 효과 The Effects of Convergent Stimulation on tDCS during Mirror Therapy to Improve the Muscle Strength and Gait Ability in Chronic Stroke Patients원문보기
본 연구는 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 저항운동이 포함된 거울치료 시 tDCS(transcranial direct current stimulation)의 융합 자극을 통해 마비측 다리의 근력과 보행 능력의 개선을 알아보고자 하였다. 12명의 뇌졸중 환자는 실험군 당 6명씩 무작위로 할당하였다. 실험군I(n=6)은 NDT(neurodevelopmental treatment)와 거울치료 시 sham tDCS의 융합자극군, 실험군II는 NDT와 거울치료 시 tDCS의 융합자극군으로 나누어 각각 30분씩, 주5회, 총4주 동안 실험을 실시하였다. 모든 평가는 중재 전과 중재 4주 후에 실시하였다. 다리근력은 측정한 모든 근육에서 실험군I에 비해 실험군II에서 유의한 차이를 나타냈고(p<.05), 변화량을 통한 군 간 비교에서는 quadriceps(p<.01)와 tibialis anterior(p<.01)에서 유의한 차이를
나타냈다. 보행능력은 실험군I과 실험군II 모두에서 유의한 차이를 나타냈고(p<.05), 변화량을 통한 군 간 비교에서 유의한 차이를 나타냈다(p<.01). 거울치료와 tDCS의 융합자극은 마비측 다리 근력 및 보행능력 향상에 중첩효과를 통한 긍정적인 개선 효과를 주는 것을 알 수 있었다.
본 연구는 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 저항운동이 포함된 거울치료 시 tDCS(transcranial direct current stimulation)의 융합 자극을 통해 마비측 다리의 근력과 보행 능력의 개선을 알아보고자 하였다. 12명의 뇌졸중 환자는 실험군 당 6명씩 무작위로 할당하였다. 실험군I(n=6)은 NDT(neurodevelopmental treatment)와 거울치료 시 sham tDCS의 융합자극군, 실험군II는 NDT와 거울치료 시 tDCS의 융합자극군으로 나누어 각각 30분씩, 주5회, 총4주 동안 실험을 실시하였다. 모든 평가는 중재 전과 중재 4주 후에 실시하였다. 다리근력은 측정한 모든 근육에서 실험군I에 비해 실험군II에서 유의한 차이를 나타냈고(p<.05), 변화량을 통한 군 간 비교에서는 quadriceps(p<.01)와 tibialis anterior(p<.01)에서 유의한 차이를
나타냈다. 보행능력은 실험군I과 실험군II 모두에서 유의한 차이를 나타냈고(p<.05), 변화량을 통한 군 간 비교에서 유의한 차이를 나타냈다(p<.01). 거울치료와 tDCS의 융합자극은 마비측 다리 근력 및 보행능력 향상에 중첩효과를 통한 긍정적인 개선 효과를 주는 것을 알 수 있었다.
The purpose of this study was to investigate the improvement of muscle strength and gait ability of paralyzed lower extremity through convergent stimulation of tDCS(transcranial direct current stimulation) during mirror therapy with resistance exercise in chronic stroke patients. 12 patients with st...
The purpose of this study was to investigate the improvement of muscle strength and gait ability of paralyzed lower extremity through convergent stimulation of tDCS(transcranial direct current stimulation) during mirror therapy with resistance exercise in chronic stroke patients. 12 patients with stroke were randomly assigned and divided into groupI(n=6) and groupII(n=6). GroupI provided NDT(neurodevelopmental treatment) and mirror therapy with sham tDCS, and groupII provided NDT and mirror therapy with tDCS. Each convergent stimulation was conducted 5 times a week, 30 minutes per session for a total of 4 weeks. All evaluation was conducted before intervention and performed after 4 weeks. Lower extremity strength showed a significant improvement in groupII compared to groupI(p<.05), and in comparison between groups by variance, significant difference in the quadriceps(p<.01) and tibialis anterior(p<.01). Gait ability showed a significant improvement in both groupI(p<.05) and groupII(p<.05), and significant difference in comparison between groups by variance(p<.01). In conclusion, mirror therapy with tDCS convergent stimulation had a positive improvement effect on paralyzed lower extremity to strength and gait ability through the overlapping interaction.
The purpose of this study was to investigate the improvement of muscle strength and gait ability of paralyzed lower extremity through convergent stimulation of tDCS(transcranial direct current stimulation) during mirror therapy with resistance exercise in chronic stroke patients. 12 patients with stroke were randomly assigned and divided into groupI(n=6) and groupII(n=6). GroupI provided NDT(neurodevelopmental treatment) and mirror therapy with sham tDCS, and groupII provided NDT and mirror therapy with tDCS. Each convergent stimulation was conducted 5 times a week, 30 minutes per session for a total of 4 weeks. All evaluation was conducted before intervention and performed after 4 weeks. Lower extremity strength showed a significant improvement in groupII compared to groupI(p<.05), and in comparison between groups by variance, significant difference in the quadriceps(p<.01) and tibialis anterior(p<.01). Gait ability showed a significant improvement in both groupI(p<.05) and groupII(p<.05), and significant difference in comparison between groups by variance(p<.01). In conclusion, mirror therapy with tDCS convergent stimulation had a positive improvement effect on paralyzed lower extremity to strength and gait ability through the overlapping interaction.
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문제 정의
따라서, NDT와 거울치료 시 tDCS 융합 자극 유무에 따라 마비측 다리의 근력 향상과 그에 따른 보행 능력에 어떠한 차이를 나타내는지 알아보고자 하였다.
본 연구는 뇌졸중 재활에서 보편적으로 사용하는 NDT와 함께 거울을 매개로 하여 비마비측 팔다리의 시각적 자극을 이용하는 거울치료의 장점을 치료에 활용하고자 하였다. 그러나 거울치료가 균형과 보행에 효과적이라고 하지만, 아직까지 직접적인 근력 증진 효과에 대한 보고는 미비한 실정이다.
본 연구는 만성 뇌졸중 환자의 다리 근력과 보행능력을 향상시키기 위해 저항운동이 포함된 거울치료 시 tDCS의 융합자극을 동시에 30분씩 주 5회 총 4주 동안 적용하여, 그 효과를 알아보고자 하였다. 그 결과, 근력 증진이 보행능력 개선으로 이행되는 것을 확인할 수 있었고, 이러한 결과를 토대로 뇌졸중 환자의 효과적인 물리치료 중재 방법의 하나로 이용될 수 있음을 알 수 있었다.
본 연구는 앞으로 거울치료 시 tDCS의 융합자극을 적용함으로써 뇌졸중 환자의 기능증진에 효과적으로 사용할 수 있는 새로운 중재 방법을 제시하는데 의의가 있다.
본 연구에서는 신경발달학적 치료(NDT)를 받고 있는 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 다리 근력강화를 위해 저항운동이 포함된 거울치료와 함께 tDCS의 융합 자극을 했을 때, 마비측 다리의 근력 및 보행 개선에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다.
그러나 거울치료가 균형과 보행에 효과적이라고 하지만, 아직까지 직접적인 근력 증진 효과에 대한 보고는 미비한 실정이다. 이에 반해 tDCS는 대뇌겉질의 흥분성 조절을 통한 근력 향상에 유의미한 효과가 있음이 보고되고 있어 이들의 융합적 자극 시 그 효과를 규명하고자 하였다.
제안 방법
거울을 이용한 비마비측 다리 운동은 Sütbeyaz 등[17]의 연구를 수정 및 보완하였다.
검사는 팔걸이가 있는 의자에 앉아 검사자의“출발”신호와 함께 의자에서 일어나 3M 거리를 왕복하고 의자에 앉는 시간까지를 측정하였다[19].
다리근력 측정은 디지털 근력 측정기(Model 01163, Lafayette, USA)를 사용하여 최대 등척성 수축 시 압력을 측정하였다. 무릎관절 폄근의 근력 측정은 발목 앞부분에 측정기의 압력판을 접촉시킨 상태에서 측정하고, 굽힘근의 근력 측정은 발 뒤꿈치에 접촉하여 측정하였다.
다리근력 측정은 디지털 근력 측정기(Model 01163, Lafayette, USA)를 사용하여 최대 등척성 수축 시 압력을 측정하였다. 무릎관절 폄근의 근력 측정은 발목 앞부분에 측정기의 압력판을 접촉시킨 상태에서 측정하고, 굽힘근의 근력 측정은 발 뒤꿈치에 접촉하여 측정하였다. 발목관절의 발등 및 발바닥 굽힘근의 근력 측정은 발등의 원위부와 발바닥의 원위부에 측정기의 압력판을 접촉하여 측정하였다[18].
무릎관절 폄근의 근력 측정은 발목 앞부분에 측정기의 압력판을 접촉시킨 상태에서 측정하고, 굽힘근의 근력 측정은 발 뒤꿈치에 접촉하여 측정하였다. 발목관절의 발등 및 발바닥 굽힘근의 근력 측정은 발등의 원위부와 발바닥의 원위부에 측정기의 압력판을 접촉하여 측정하였다[18]. 각 측정값은 3회 반복하여 평균값으로 하였다.
대상자는 제비뽑기를 통해 각 실험군 당 6명씩 무작위로 할당하였다. 실험군Ⅰ(n=6)은 NDT와 거울 치료 시 Sham tDCS 융합자극을 각각 30분씩 적용하였고, 실험군Ⅱ(n=6)은 NDT와 거울치료 시 tDCS 융합자극을 각각 30분씩 적용하여 주 5회 총 4주 동안 실험을 실시하였다. 평가는 실험 전과 실험 4주 후에 실시하였다.
9% 생리식염수에 적셔 사용하였다. 양극 전극은 손상측 반구의 일차 운동영역(primary motor cortex, M1) 부위 자극을 위해 International 10-20 system에 따라 마루엽의 C3, C4에 배치하고, 음극 전극은 반대측 안와 상부(supra orbital area)(Fp2, Fp1)에 배치하였다. 자극 강도와 시간은 2 mA로 30분간 적용하였다[16].
연구에 참여한 물리치료사는 뇌졸중 환자를 3년 이상 치료한 경력자로 120시간 이상의 신경치료 전문과정(NDT, Bobath)을 이수한 자로서, 환자와 1:1로 30분간 치료를 진행하였다. 환자의 비정상적 근 긴장도 조절을 위하여 다양하고 조절된 움직임 제공과 이상적 신체 정렬, 자세 조절 및 정상적 움직임을 재학습 시키고, 기능적 움직임을 교육하였다.
환자의 발목에는 모래주머니를 착용시키고, 엉덩관절과 무릎관절의 90도 굽힘과 발목관절의 발바닥굽힘 자세에서 시작하였다. 첫 번째 동작은 발목관절 발등굽힘, 두 번째 동작은 무릎관절 완전 폄, 세 번째 동작은 무릎관절 90도 굽힘, 그리고 네 번째 동작은 발목관절 발바닥굽힘으로 구성하였고, 이들 네 동작을 1세트로 하여 30회 실시하고, 1분 휴식 후 다시 반복하는 방법으로 30분간 실시하였다.
한편, 뇌졸중 환자의 보행 기능 평가를 위해 특별한 측정 장비나 준비 훈련 없이 비교적 쉽고 간단하게 측정할 수 있는 TUG를 사용하였다. 그 결과 실험 전과 실험 후의 비교에서 실험군Ⅰ과 실험군Ⅱ 모두에서 통계학적으로 유의한 차이를 나타냈고, 실험 전, 후의 변화량에 대한 두 군 간의 비교 결과 통계학적 으로 유의한 차이를 나타냈다(p<.
연구에 참여한 물리치료사는 뇌졸중 환자를 3년 이상 치료한 경력자로 120시간 이상의 신경치료 전문과정(NDT, Bobath)을 이수한 자로서, 환자와 1:1로 30분간 치료를 진행하였다. 환자의 비정상적 근 긴장도 조절을 위하여 다양하고 조절된 움직임 제공과 이상적 신체 정렬, 자세 조절 및 정상적 움직임을 재학습 시키고, 기능적 움직임을 교육하였다.
경두개직류전류자극은 The Brain Driver tDCS v2.1(The Brain Driver Inc,. U.S.A)를 사용하였다. 전극은 5 cm × 5 cm 크기의 원형 스펀지 패드로 0.
연구에 참여한 12명의 뇌졸중 환자는 헬싱키 선언에 맞게 연구참여에 동의서를 작성하였다. 대상자는 뇌혈관 질환으로 인한 편마비가 있는 자(6개월 이상), 한국형 간이 정신상태 판별검사(MMSE-K) 24점 이상인 자. 거울치료 및 tDCS 치료를 받은 적이 없는 자이다.
데이터처리
발목관절의 발등 및 발바닥 굽힘근의 근력 측정은 발등의 원위부와 발바닥의 원위부에 측정기의 압력판을 접촉하여 측정하였다[18]. 각 측정값은 3회 반복하여 평균값으로 하였다.
대상자의 일반적 특성에 대한 동질성 검정은 χ2-test와 Fisher`s exact test로 하였다. 거울치료 시 tDCS 동시 자극에 따른 실험 전, 후의 결과값 비교는 비모수 검정방법인 Wilcoxon signed rank test를 사용하여 분석하였고, 두 군간의 비교는 실험 전과 실험 후의 변화량을 사용하여 Mann-Whitney U test를 사용하였다. 모든 통계학적 유의수준은 α=.
대상자의 일반적 특성에 대한 동질성 검정은 χ2-test와 Fisher's exact test로 하였다.
자료분석은 SPSS 22.0 version for windowsⓇ 프로그램을 사용하여 평균과 표준편차를 산출하였다. 대상자의 일반적 특성에 대한 동질성 검정은 χ2-test와 Fisher`s exact test로 하였다.
이론/모형
보행능력 평가로 일어나 걸어가기(Time Up & Go) 검사 도구를 사용하였다.
성능/효과
그 결과 실험 전과 실험 후의 비교 시, 실험군Ⅰ에 비해 실험군Ⅱ에서 측정한 마비측 다리의 모든 근육(quadriceps, hamstring, tibialis anterior, gastrocnemius)에서 통계학적으로 유의한 차이를 나타냈고, 실험 전, 후의 변화량에 대한 두 군 간의 비교 결과 quadriceps(p<.01)와 tibialis anterior(p<.01)에서 통계학적으로 유의한 차이를 나타냈다.
그 결과 실험 전과 실험 후의 비교에서 실험군Ⅰ과 실험군Ⅱ 모두에서 통계학적으로 유의한 차이를 나타냈고, 실험 전, 후의 변화량에 대한 두 군 간의 비교 결과 통계학적 으로 유의한 차이를 나타냈다(p<.01).
본 연구는 만성 뇌졸중 환자의 다리 근력과 보행능력을 향상시키기 위해 저항운동이 포함된 거울치료 시 tDCS의 융합자극을 동시에 30분씩 주 5회 총 4주 동안 적용하여, 그 효과를 알아보고자 하였다. 그 결과, 근력 증진이 보행능력 개선으로 이행되는 것을 확인할 수 있었고, 이러한 결과를 토대로 뇌졸중 환자의 효과적인 물리치료 중재 방법의 하나로 이용될 수 있음을 알 수 있었다.
본 연구를 통해 근력 증진 및 보행 개선에 대한 생리학적 기전에 대해 충분히 설명하기는 어렵지만, 저항운동을 포함한 거울치료 시 tDCS의 융합자극은 전운동영역과 일차운동영역을 활성화시키는 데 있어서 중첩효과의 역할을 함으로써, 거울치료의 거울신경시스템을 통한 운동학습 효과를 개선시키고, 동시에 운동단위의 동원을 향상시키는데 유의미한 효과를 나타낸 것으로 생각된다.
실험 전과 실험 후의 비교 시 실험군Ⅰ과 실험군Ⅱ 모두에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었고(p<.05), 실험군Ⅰ에 비해 실험군Ⅱ가 좀 더 보행 능력이 개선되었음을 알 수 있었다.
실험군Ⅰ은 실험 전과 실험 후의 비교 시 마비측의 quadriceps, hamstring, tibialis anterior, gastrocnemius에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았으나(p>.05), 실험군Ⅱ는 실험 전과 실험 후의 비교 시 마비측의 quadriceps, hamstring, tibialis anterior, gastrocnemius에서 각각 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<.05).
실험군Ⅰ은 저항운동을 포함한 거울치료의 학습효과로 인해 유의한 근력 개선 없이 단지 보행능력의 개선을 나타냈고, 실험군Ⅱ는 거울치료의 학습효과와 함께 tDCS의 대뇌겉질의 흥분성 증가로 인해 유의한 근력 및 보행능력에 유의한 개선이 나타남을 확인할 수 있었다.
정상 성인의 TUG 결과는 10초 미만이며[19], 60대 남성 TUG 결과는 8～13.1초[36]인데, 본 연구에 참여한 뇌졸중 환자들은 실험군Ⅰ과 실험군Ⅱ 모두 실험 전 TUG 결과가 23초 이상으로 보행에 상당한 어려움이 있었으나 본 연구에서 설계된 중재를 적용한 결과, 두 그룹 모두에서 유의한 향상을 나타냈다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
거울치료란 무엇인가?
거울치료는 거울신경시스템의 활성에 근거를 두며[24], 거울에 반영된 자신의 비마비측 팔다리의 움직임을 관찰함으로써 거울신경원의 활성화를 일으키고 운동겉질의 활성화를 유도하며[25], 대부분 기존 운동 치료는 감각운동 훈련 전략에 초점을 둔 것과 달리 거울치료는 시각적 자극에 중점을 둔 치료법이다[26].
만성 뇌졸중 환자에게 거울치료 시 tDCS의 융합자극을 한 결과는 무엇인가?
본 연구는 만성 뇌졸중 환자의 다리 근력과 보행능력을 향상시키기 위해 저항운동이 포함된 거울치료 시 tDCS의 융합자극을 동시에 30분씩 주 5회 총 4주 동안 적용하여, 그 효과를 알아보고자 하였다. 그 결과, 근력 증진이 보행능력 개선으로 이행되는 것을 확인할 수 있었고, 이러한 결과를 토대로 뇌졸중 환자의 효과적인 물리치료 중재 방법의 하나로 이용될 수 있음을 알 수 있었다.
tDCS의 장점은 무엇인가?
비침습적 대뇌 겉질 자극 방법인 tDCS는 뇌졸중 환자의 특성에 맞춰 원하는 시간, 강도, 자극부위의 선택이 가능하며, 대뇌 겉질의 흥분성을 조절할 수 있어[16] 최근 많은 분야에서 활용 중이다.
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