[논문]COVID-19 이환자의 브루스 프로토콜을 이용한 유산소 운동이 심박수, 산소포화도, 혈압에 미치는 영향

이연섭; 양승수; 장슬기; 설지희; 이지은; 이동진

doi:10.15268/ksim.2023.11.2.141

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Purpose : This study aimed to find out the effect of aerobic exercise using Bruce protocol on heart rate, oxygen saturation, and blood pressure after recovery from COVID-19 infection. Methods : In this study, 34 students from D University located in J city were targeted, COVID-19 infected group (17 ...

Purpose : This study aimed to find out the effect of aerobic exercise using Bruce protocol on heart rate, oxygen saturation, and blood pressure after recovery from COVID-19 infection. Methods : In this study, 34 students from D University located in J city were targeted, COVID-19 infected group (17 people) and non-COVID-19 non-infected group (17 people). The Bruce protocol using a treadmill was applied to the aerobic exercise of this study. The Bruce protocol has in the first stage of METs 4 (slope 10 %, speed 2.7 km/h). The second stage was METs 5 (slope 12 %, speed 4 km/h), and the third stage was METs 6 (slope 14 %, speed 5.4 km/h). All measurements were measured 3 times and the average value was used. Results : As a result of this study, as a result of comparing heart rate changes according to aerobic exercise using the Bruce protocol. EG group and the CG group increased significantly according to the progressive exercise load (METs 4~5), and in the third stage of the Bruce protocol between groups, The EG group showed a significantly lower heart rate. As a result of comparing changes in oxygen saturation and blood pressure, there was no significant difference between the EG and C groups according to the gradual exercise load. Conclusion : In conclusion, there was no difference between normal and pressure when MET of moderate intensity exercise (4 to 6) was applied to the effect on heart rate, oxygen saturation, and blood pressure in healthy adults who were fully recovered from COVID-19. Secondary side effects may occur when high intensity exercise with a MET of 6 or higher, so it is strongly recommended that hospitals or specialized institutions measure exercise and physical ability according to individual exercise intensity.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig 1. Treadmill (AP2010-2)
표 Table 1. General characteristics of subjects (n= 34)
그림 Fig 2. Electronic sphygmomanometer
그림 Fig 3. Pulse oximeter
표 Table 2. Comparison of heart rate the groups (n= 34)
표 Table 3. Comparison of oxygen saturation the group (n= 34)
표 Table 4. Comparison of blood pressure pre & post the groups (n= 34)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 COVID–19에 감염 이후 의학적으로 완전 회복한 건강한 성인과 코로나에 이환되지 않은 건강한 성인을 대상으로 브루스 프로토콜을 이용한 유산소운동이 심박수(heart rate), 산소포화도(oxygen saturation), 혈압(blood pressure) 등에 미치는 영향을 알아보고자 연구되었다
본 연구는 COVID–19에 감염 이후 의학적으로 완전회복한 건강한 성인과 코로나에 이환되지 않은 건강한 성인을 대상으로 브루스 프로토콜을 이용한 점진적 저항 운동이 심박수(heart rate), 산소포화도(oxygen saturation), 혈압(blood pressure) 등에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
본 연구에서는 COVID-19 감염 이후 점진적 저항 트레드밀 운동이 심장 기능에 미치는 영향을 알아보고자 심장 기능의 변화를 COVID-19에 감염되지 않은 건강한 성인과 비교하여 브루스 프로토콜(Bruce protocol)을 이용한 점진적 운동부하량에 따른 심박수(heart rate), 산소포화도(oxygen saturation), 혈압(blood pressure) 등에 미치는 영향을 알아보고자 한다.
현재 대한민국에는 많은 수의 COVID–19에 이환 되었던 많은 수의 국민이 있으며, 코로나 이전으로의 신체기능 개선은 시급히 이루어져야 하며, COVID–19 감염 이후 후유증이 개인차가 많은 질환임에는 틀림이 없으니 지속적인 걷기, 호흡 재활훈련, 유산소운동, 저항운동 등이 필요하다고 권고하고 있다. 하지만 운동 강도의 결정에 있어 부작용이나 효과에 대한 연구는 대부분 산소포화도 및 최대산소섭취량 등 일반인이 수치를 측정하고 일상생활에 적용하기가 불가능하여 본 연구에서는 점진적 운동 강도에 따른 부작용에서 COVID-19 감염 이후 건강을 회복하기 위한 운동 시 심장 기능에 미치는 변화를 알아보고자 하였다.

제안 방법

산소 포화도의 측정은 산소포화도 측정기(Fingertip pulse oximeter, China)를 트레드밀 보행 중 착용상태에서 단계의 마지막 3초 동안 수치의 평균값을 사용하였다. 본 연구에서는 운동 중재효과에 관하여 혈중 산소 농도를 측정하기 위해 근적외선 파장 스펙트럼(약 670~810 nm)의 빛을 사용하여 근육 조직의 근육 산소화 수준과 맥박을 실시간으로 측정한다(Fig 3).
혈압의 측정은 자동혈압계(Bosa Medical Vital, Bosch & Sohn Gmbh, Germany)를 사용하여 오른팔 수축기/이완기 혈압을 2회 측정하여 평균값을 사용하였다. 피험자들은 혈압 측정 전 카페인, 격렬한 신체 활동 및 흡연을 금지하고 대상자가 실험실에 도착한 후 5분 이상 안정을 취한 후 커프를 심장보다 높게 하고 위팔동맥과 정렬이 되도록 한 후 측정하였다(Fig 2).
혈압의 측정은 자동혈압계(Bosa Medical Vital, Bosch & Sohn Gmbh, Germany)를 사용하여 오른팔 수축기/이완기 혈압을 2회 측정하여 평균값을 사용하였다

대상 데이터

본 연구는 J 시에 소재한 D 대학의 건강한 성인을 대상으로 COVID-19 감염 이후 완전회복한 성인 중 헬싱키 선언을 바탕으로 한 연구에 참여하기로 동의하였고 연구조건을 충족시킬 수 있는 34명을 대상으로 하였다. 대상자 선정은 COVID-19 감염군 17명, COVID-19 비감염군 17명을 대상으로 하였다.
본 연구는 J 시에 소재한 D 대학의 건강한 성인을 대상으로 COVID-19 감염 이후 완전회복한 성인 중 헬싱키 선언을 바탕으로 한 연구에 참여하기로 동의하였고 연구조건을 충족시킬 수 있는 34명을 대상으로 하였다. 대상자 선정은 COVID-19 감염군 17명, COVID-19 비감염군 17명을 대상으로 하였다.
본 연구의 대상자는 총 34명으로 COVID-19 감염군 17명, COVID-19 비감염군 17명을 대상으로 측정하여 수집된 자료를 SPSS(version 18.0) 통계 프로그램을 이용하여 분석하였다. 연구 결과에 대한 분석은 감염 여부에 따라 3회 측정 후 평균값을 바탕으로 감염 여부에 따른 그룹 간 비교를 위하여 독립표본 t-검증(paired t-test)으로 분석하였으며, 유의수준 a=.

데이터처리

0) 통계 프로그램을 이용하여 분석하였다. 연구 결과에 대한 분석은 감염 여부에 따라 3회 측정 후 평균값을 바탕으로 감염 여부에 따른 그룹 간 비교를 위하여 독립표본 t-검증(paired t-test)으로 분석하였으며, 유의수준 a=.05로 하였다.

성능/효과

산소포화도(saturation of partial pressure oxygen; SpO2)는 혈액 적혈구의 헤모글로빈(Hb)에 결합된 산소의 양으로 적혈구에 의해 운반되는 산소의 양으로 얼마나 효과적으로 호흡하고 있는지, 산소가 전신에 잘 전달되고 있는지 등을 알아보는 효과적인 검사방법이다. 본 연구에서 브루스 프로토콜을 적용한 점진적 운동부하 훈련에 따른 산소포화도와 혈압의 변화를 비교하여 EG 군과 CG 군에서 점진적 운동부하에 따라 유의한 차이가 없었으며, 산소포화도의 측정에서 두 그룹 모두에서 브루스 프로토콜 1, 2단계 에서는 98~99 %로 안정되게 유지, 브루스 프로토콜 3단계에서 산소포화도가 99 % 이하로 급격히 낮아지고, 95 % 아래로 내려가는 경우 연구 참여자가 모두가 올 아웃 (all out)에 대한 신체적 및 언어적으로 중단을 요구하는 사례가 나타났다. 일반적으로 점진적 운동부하에 따라 심장의 수축과 이완활동에서 혈압의 상승을 일으키고 본 연구의 결과에서도 운동 전·후 혈압이 두 그루 모두에서 상승하였으며 그룹 간 차이는 없었다.
연구결과, METs 중강도 운동(4~6)의 적용에서는 정상 성인에 비해 차이점이 없었으며, METs 6 이상의 고강도 운동의 적용 및 자가 운동은 신체기능 향상에 2차적 부작용 및 악영향을 끼칠 수 있으므로 전문기간을 방문하여 개별적 운동 강도에 대한 신체 능력의 검사 이후 실시하는 것을 권고한다.
유산소운동에 따른 산소포화도 비교에서 안정 시와 유산소운동 종료 후 수축기와 확장기 혈압 비교에서 그룹 내 전·후 비교와 그룹 간 독립 비교에서 유의한 차이는 없었다(Table 4).
유산소운동에 따른 심박수 그룹 간 독립 비교에서 안정 시, 1단계, 2단계, 휴식 시에는 유의한 차이가 없었으며, 3단계에서 COVID-19 비감염군에서 유의하게 증가하였다(Table 2).
이상의 연구 결과를 토대로 점진적 운동을 하였을 때 정상성인에 비해 부하에 반응하는 심장박동수가 METs 6단계서는 유의하게 감소하여 심장 기능이 운동부하에 적절히 반응하지 못하고 있다고 사료되므로 COVID-19 감염 이후 완전히 회복하였다는 의학적 소견에서도 METs 중강도 이상의 운동은 주의하며 운동할 것을 권고한다.

후속연구

연구의 제한점으로는 COVID-19 감염 이후 후유증이 있는 대상자가 아닌 감염 이후 회복자와 정상 성인을 비교하여 점진적 운동의 부작용을 알아보기에는 다소 미흡한 점이 있었으며, 운동 중재를 통한 효과를 검증한 것이 아니고 부하에 따른 변화를 측정한 연구로 제한점이 있다.
추후 연구에서 COVID-19 감염으로 인한 후유장애를 가진 사람을 대상으로 운동 강도와 호흡기능에 대한 연구에서 METs 6단계 이상의 부하를 이용한 고강도 운동이 인체에 미치는 영향에 대한 연구와 허파의 산소 환원률을 알아보기 위해 가스분석을 통하여 COVID-19 이환자의 호흡 및 심장 기능의 변화를 주도면밀히 확인하는 연구가 필요하다는 것을 권고한다.

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