[논문]편마비 환자에게 적용된 경두개직류자극이 하지 근 활성도 및 보행능력에 미치는 영향

이연섭

doi:10.15268/ksim.2022.10.2.105

편마비 환자에게 적용된 경두개직류자극이 하지 근 활성도 및 보행능력에 미치는 영향
Effect of Trans Cranial Directed Current Stimulus on Lower Extremity Muscle Activation and Walking Capacity for Hemiparalysis Patients 원문보기

Journal of the Korean Society of Integrative Medicine = 대한통합의학회지, v.10 no.2, 2022년, pp.105 - 113

이연섭 (대원대학교 물리치료과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: The purpose of this study is to investigate the effect of non-invasive transcranial direct current stimulation (tDCS) on muscle activity, including 10 m WT, TUG, and BBS, in hemiplegic stroke patients. Methods: This study was conducted on 42 inpatients diagnosed with hemiplegia due to stroke at hospital B in Daejeon for more than 6 months. Walking training was conducted for six weeks, five times a week for 30 minutes, with a general walking group (14 people), tDCS walking group (14 people), and tDCS (sham) walking group (14 people). Results: As a result of the study, the change in the muscle activity before and after tDCS intervention was significantly increased in the tibialis anterior muscle in the CG group. In the EG group, the erector spine (lumbar), rectus femoris, and tibialis anterior muscles significantly increased. In the SEG group, significant increases were observed in the rectus femoris and tibialis anterior muscles. Significant differences were found in the rectus femoris and tibialis anterior muscles in the comparison between groups after intervention according to tDCS application. Also, 10 m WT, TUG, and BBS were significantly increased in the CG, EG, and SEG groups after intervention, and there were significant differences in 10 m WT, TUG, and BBS in comparison between groups after intervention according to tDCS application. Conclusion: As a result, tDCS is an effective in improving the walking ability of stroke patients, and in particular, it effectively increases the muscle activity of the rectus femoris and tibialis anterior muscles, which act directly on walking, and also improves the speed and stability of walking. It is considered being an effective method to increase the gait of stroke patients by combining it with the existing gait training.

주제어

표/그림 (3)

표 Table 1. General characteristics of subject (n=42)
표 Table 2. Comparison of muscle activation pre and post test (n=42)
표 Table 3. Comparison of 10 m WT, TUG, BBS between the groups (n=42)

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

경두개 직류전류에 대한 효과성 연구는 뇌졸중 후 인지, 언어상실증, 팔 기능 등의 기능회복에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있으며(Fridrikssion 등, 2011; Lindenberg 등, 2010; Tanaka & Watanabe, 2009), Tanaka 등(2009)은 경두개 직류전류자극이 물리치료적 중재 방법들과 같이 병행된다면 효과를 더욱 향상시킬 수 있다고 하였고, Sawaki 등(2006)도 말초신경계와 중추신경계의 다양한 자극이 뇌의 신경가소성, 보행 및 운동 기능의 향상에 도움이 된다고 보고하여 본 연구에서는 다양한 접근의 한 방법으로 tDCS의적용을 통하여 이 보행에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
본 연구에서는 뇌의 비침습적인 자극치료인 경 두 개 직류전류 자극의 연구가 아직은 뇌졸중 환자의 인지적인 측면과 상지에 국한되어 있으며 하지의 적용한 연구들도 고정된 자세에서 개별기능에 미치는 영향을 알아보고자 한 연구들이 대부분으로, 본 연구에서는 현재 진행되고 있는 비침습적 자극방법을 보행 시 적용하여 뇌졸중으로 인한 편마비 환자의 하지의 근 활성도, 보행에 어떠한 효과가 있는지를 알아보고자 한다.

제안 방법

뇌졸중 환자의 보행기능지수 평가를 위하여 보행속도는 10 mWT, 균형능력은 TUG, BBS를 측정하였다. 연구 결과 tDCS 적용에 따른 중재 전·후 10 mWT, TUG, BBS 에서 CG, EG, SEG그룹 모두에서 유의하게 증가하였으며, tDCS 적용에 따른 중재 후 그룹 간 비교에서 10 mWT, TUG, BBS에서 유의한 차이를 나타내었다.
뇌졸중 환자의 효과적인 치료방법을 찾기 위하여 과거에서부터 최근까지 많은 수의 선행연구들이 진행되고 있으며, 최근 뇌 영상의 발전으로 뇌를 비침습적으로 자 극하는 경두개 직류자극을 통한 운동겉질을 효과적으로 활성화하고 반응 및 효과를 알아보고자 선행연구를 바탕으로 적용방법을 수정 보완하여 tDCS를 2 ㎃로 20분 간 자극하여 뇌졸중으로 인한 편마비 환자의 근 활성도, 10 m WT, TUG, BBS의 변화를 알아보고자 CG 보행군, EG 보행군, SEG 보행군로 나누어 그 차이를 비교하여 뇌졸중으로 인한 편마비 환자의 임상적 치료기법으로의 활용에 필요한 기초 자료를 제공하고자 하였다.
뇌졸중으로 인한 편마비 환자의 보행 기능증진을 확인하기 위하여 보행 시 근 수축력의 변화를 평가하였으며, 근 활성도는 마비 측의 중간 디딤기부터 다음 말기디딤기까지의 변화를 등뼈 바로세움근, 허리뼈 바로세움근, 넙다리곧은근, 넙다리두갈래근, 앞정강근, 장딴지근에서 각각 측정하여 보행 훈련과 병행한 tDCS가 보행 동안 근 활성도에 미치는 영향을 알아보았다. 연구결과 tDCS 중재 전·후에 따른 근 활성도 변화에서 CG 보행 군에서 앞정강근에서 유의하게 증가하였다.
본 연구는 뇌졸중으로 인한 편마비 환자의 효과적인 보행 훈련에서 tDCS가 미치는 효과를 알아보기 위하여 EG 보행군, SEG보행군, CG 보행군으로 실시하였다. 42 명의 편마비 환자를 대상으로 6주간 주 5회 tDCS를 적용하였으며, tDCS가 뇌졸중으로 인한 편마비 환자의 몸통근, 넙다리근, 장딴지근의 근 활성도, 보행의 기능평가에서 BBS, 10 mWT, TUG를 비교하여 뇌졸중으로 인한 편 마비 환자의 보행능력을 효과적으로 증가시키는 것으로 나타났다.
연구에 참여한 대상자의 선정기준은 CT나 MRI에 의해 편측 뇌손상으로 확인된 자 중 연구내용과 측정 방법 등을 수행할 수 있는 보행능력과 인지능력을 가지고 있는 자로 하였으며 중추신경계 손상 환자 중 보행 보조 장치 없이 50 m 독립보행이 가능한 자, 보행에 관련된 정형외과적 질환이 없는 자, 특별히 전기적 자극에 이상 징후가 없는 자, 한국형 간이 정신 상태 판별검사 24점 이상인 자를 대상으로 주 5회, 1일 30분, 6주간 실시하였다.

대상 데이터

본 연구는 대전광역시에 소재한 B 병원에서 뇌졸중으로 진단받은 지 6개월이 경과된 입원환자 중 헬싱키 선언을 바탕으로 한 연구에 참여하기로 동의하였고 연구조건을 충족시킬 수 있는 중추신경계 손상 환자 45명을 대상으로 하였다. 대상자 선정에서 전기 과민을 보이는 환자 3명을 중도 탈락시킨 후 42명을 대상으로 무선 표본추출(simple random sampling)로 할당하여 일반보행군 14명, tDCS 보행군 14명, tDCS (sham) 보행군 14명을 대상으로 하였다.
본 연구는 대전광역시에 소재한 B 병원에서 뇌졸중으로 진단받은 지 6개월이 경과된 입원환자 중 헬싱키 선언을 바탕으로 한 연구에 참여하기로 동의하였고 연구조건을 충족시킬 수 있는 중추신경계 손상 환자 45명을 대상으로 하였다. 대상자 선정에서 전기 과민을 보이는 환자 3명을 중도 탈락시킨 후 42명을 대상으로 무선 표본추출(simple random sampling)로 할당하여 일반보행군 14명, tDCS 보행군 14명, tDCS (sham) 보행군 14명을 대상으로 하였다.
본 연구의 대상자는 총 42명으로 CG 보행군 14명, EG 보행군 14명, SEG 보행군 14명을 대상으로 측정하여 수집된 자료를 SPSS (version 18.0) 통계 프로그램을 이용하여 분석하였다. 각 군의 일반적 특성에 대한 검정을 위해 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 사용하였으며, 연구결과에 대한 분석은 훈련 전과 훈련 6주 후 훈련 기간에 따른 그룹 내 전·후 비교를 위하여 대응표본 t-test, 그룹 간 비교를 위해 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 사용하고 사후 검정은 LSD를 사용하였으며, 유의수준 a=.

데이터처리

각 군의 일반적 특성에 대한 검정을 위해 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 사용하였으며, 연구결과에 대한 분석은 훈련 전과 훈련 6주 후 훈련 기간에 따른 그룹 내 전·후 비교를 위하여 대응표본 t-test, 그룹 간 비교를 위해 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 사용하고 사후 검정은 LSD를 사용하였으며, 유의수준 a=.05로 하였다.

성능/효과

본 연구는 뇌졸중으로 인한 편마비 환자의 효과적인 보행 훈련에서 tDCS가 미치는 효과를 알아보기 위하여 EG 보행군, SEG보행군, CG 보행군으로 실시하였다. 42 명의 편마비 환자를 대상으로 6주간 주 5회 tDCS를 적용하였으며, tDCS가 뇌졸중으로 인한 편마비 환자의 몸통근, 넙다리근, 장딴지근의 근 활성도, 보행의 기능평가에서 BBS, 10 mWT, TUG를 비교하여 뇌졸중으로 인한 편 마비 환자의 보행능력을 효과적으로 증가시키는 것으로 나타났다. 결과적으로 tDCS는 뇌졸중 환자의 보행능력 향상에 효과적인 영향을 미치며, 특히 보행에 직접적으로 작용하는 넙다리곧은근과 앞정강근의 근 활성도를 효과적으로 증가시키며, 보행의 기능적 측면인 속도와 안정성을 효과적으로 증가시키는 효과적인 방법으로 기존의 보행 훈련과 결합하여 뇌졸중 환자의 보행 및 보행 기능을 효과적으로 증가시킬 수 있는 방법 중 하나라고 생각된다.
42 명의 편마비 환자를 대상으로 6주간 주 5회 tDCS를 적용하였으며, tDCS가 뇌졸중으로 인한 편마비 환자의 몸통근, 넙다리근, 장딴지근의 근 활성도, 보행의 기능평가에서 BBS, 10 mWT, TUG를 비교하여 뇌졸중으로 인한 편 마비 환자의 보행능력을 효과적으로 증가시키는 것으로 나타났다. 결과적으로 tDCS는 뇌졸중 환자의 보행능력 향상에 효과적인 영향을 미치며, 특히 보행에 직접적으로 작용하는 넙다리곧은근과 앞정강근의 근 활성도를 효과적으로 증가시키며, 보행의 기능적 측면인 속도와 안정성을 효과적으로 증가시키는 효과적인 방법으로 기존의 보행 훈련과 결합하여 뇌졸중 환자의 보행 및 보행 기능을 효과적으로 증가시킬 수 있는 방법 중 하나라고 생각된다.
연구 결과 tDCS 적용에 따른 중재 전·후 10 mWT, TUG, BBS 에서 CG, EG, SEG그룹 모두에서 유의하게 증가하였으며, tDCS 적용에 따른 중재 후 그룹 간 비교에서 10 mWT, TUG, BBS에서 유의한 차이를 나타내었다
연구결과 tDCS 중재 전·후에 따른 근 활성도 변화에서 CG 보행 군에서 앞정강근에서 유의하게 증가하였다
이상의 연구결과를 토대로 tDCS가 중추신경계 손상 환자의 하지 기능회복에 영향을 미친다고 생각되며, tDCS의 적용이 뇌의 운동영역에 활성화를 일으켜 상지에서와 마찬가지로 하지에도 기능에 영향을 미치는 것으로 생각된다. 하지만 tDCS가 앞운동영역의 활성화를 일으키기는 하지만 적절한 치료적 중재 방법과의 병행 없이는 하지에서 어떠한 기능적 증가를 발생시킬 수 없으며 단지 개별 근육의 근력만 증가시킬 것이라 생각된다.
종아리 근 활성도에서 앞정강근에 대한 tDCS 적용 전·후 그룹 내 평균비교에서 EG 보행군, SEG 보행군, CG 보행군에서 모두 통계학적으로 유의하게 증가하였다(p<.05)(Table 2)

후속연구

하지만 tDCS가 앞운동영역의 활성화를 일으키기는 하지만 적절한 치료적 중재 방법과의 병행 없이는 하지에서 어떠한 기능적 증가를 발생시킬 수 없으며 단지 개별 근육의 근력만 증가시킬 것이라 생각된다. 앞으로 뇌졸중 환자의 보행 기능증진 치료에서 기존치료 방법들과의 적절한 병행이 이루어진다면 뇌졸중 환자의 보행 기능증진에 효과적으로 사용할 수 있는 방법으로 제시될 수 있을 것이라 생각된다. 연구의 제한점으로는 tDCS의 적용이 동작 중 변형, 뇌졸중 환자의 보행 시 돌발변수, 뇌졸중 환자의 일반 치료에서 발생하는 회복률 등을 완전히 통제하지 못하였다.
앞으로 뇌졸중 환자의 보행 기능증진 치료에서 기존치료 방법들과의 적절한 병행이 이루어진다면 뇌졸중 환자의 보행 기능증진에 효과적으로 사용할 수 있는 방법으로 제시될 수 있을 것이라 생각된다. 연구의 제한점으로는 tDCS의 적용이 동작 중 변형, 뇌졸중 환자의 보행 시 돌발변수, 뇌졸중 환자의 일반 치료에서 발생하는 회복률 등을 완전히 통제하지 못하였다.
하지만 그와 유사한 연구에서 Jeffry 등(2007)은 하지의 운동겉질 영역의 활성화에 따른 운동유발전위의 활성화만 일어남을 주장하기도 하였으며, Nitche 등(2003)의 연구에서도 대뇌겉질의 활성화는 1시간 이상 지속되지만 말초로 이어지는 겉질척수로의 변화는 이루어지지 않는다고 하여 선행 연구의 결과와 본 실험의 결과를 비교해보면 하지의 폄근의 근 활성도에서 증가는 본 연구의 결과와 같았다. 하지만 본 연구에서 보고자 한 보행의 기능적인 측면의 변화는 발견되지 않아 앞운동겉질의 활성화를 하지의 기능적 동작으로 이끌어내는 치료방법의 연구가 이어져야 할 것이며 단순 보행 중에 실시한 tDCS는 하지의 기능적 동작에 미치는 작용이 매우 제한적이라 생각된다.

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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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