[논문]가상현실을 접목한 로봇보행훈련이 만성 뇌졸중 환자의 균형과 호흡기능에 미치는 영향

황욱

doi:10.15268/ksim.2023.11.2.221

가상현실을 접목한 로봇보행훈련이 만성 뇌졸중 환자의 균형과 호흡기능에 미치는 영향
Effects of Robot Assisted Gait Training Combined Virtual Reality on Balance and Respiratory Function in Chronic Stroke Patients 원문보기

Journal of the Korean Society of Integrative Medicine = 대한통합의학회지, v.11 no.2, 2023년, pp.221 - 230

황욱 (김천대학교 물리치료학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose : This study was performed to evaluate the effects of virtual reality combined robot assist gait training (VRG) on improvement of balance and respiratory function in chronic stroke patients. Methods : A single-blind, randomized controlled trial (RCT) was conducted with 35 chronic stroke patients. They were randomly allocated 2 groups; VRG group (n=18) and conservative treatment group (CG; n=17). The VRG group received 30 minutes robot assisted gait training combined virtual reality training, robot assisted gait training was conducted in parallel using a virtual reality device (2 sessions of 15 minutes in a 3D-recorded walking environment and 15 minutes in a downtown walking environment). In the conservative treatment group, neurodevelopmental therapy and exercise therapy were performed according to the function of stroke patients. Each group performed 30 minutes a day 3 times a week for 8 weeks. The primary outcome balance and respiratory function were measured by a balance measurement system (BioRescue, Marseille, France), Berg balance scale, functional reach test for balance, Spirometry (Cosmed Micro Quark, Cosmed, Italy) for respiratory function Forced vital capacity (FVC), forced expiratory volume in 1 second (FEV1), and maximum expiratory volume (PEF) were measured according to the protocol. The measurement were performed before and after the 8 weeks intervention period. Results : Both groups demonstrated significant improvement of outcome in balance and respiratory function during intervention period. VRG revealed significant differences in balance and respiratory function as compared to the CG groups (p<.05). Our results showed that VRG was more effective on balance and respiratory function in patients with chronic stroke. Conclusion : Our findings indicate that VRG can improve balance and respiratory function, highlight the benefits of VRG. This study will be able to be used as an intervention data for recovering balance and respiratory function in chronic stroke patients.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. General characteristics of subjects
그림 Fig 1. Follow diagram of total experimental procedures
그림 Fig 2. Oculus device
표 Table 2. Comparison of the balance ability between the two groups
표 Table 3. Comparison of the pulmonary function between the two groups

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서 만성 뇌졸중 환자의 균형능력과 호흡기능에 미치는 효과에 대해 알아보기 위해 가상현실을 접목한 로봇보행훈련을 실시하였으며, 그 결과 만성 뇌졸중 환자의 균형과 호흡기능에 긍정적 영향을 확인하였다. 만성 뇌졸중 환자에게 균형능력과 호흡기능의 개선을 일상생활활동을 하는데 중요한 요소이다.
본 연구에서는 가상현실을 접목한 로봇보행훈련이 만성 뇌졸중 환자의 균형 및 호흡기능에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며, 35명의 만성 뇌졸중 환자를 가상현실을 접목한 로봇보행훈련군과 보존적 물리치료 군으로 나누어 각 군의 균형과 호흡기능의 군내 변화와 군간 변화의 차이를 비교하기 위해 평가 및 측정하였다.

제안 방법

가상현실은 가상현실기기(Oculus, Samsung, Korea) 장비를 이용하여 사전에 3D로 녹화된 관광지 산책 환경 15분과 시내 걷기 환경 15분의 2세션을 중재 환경으로 설정하였으며, 중재 전 Oculus 장비를 대상자에게 적응하도록 시간을 주어 중재에 문제가 일어나지 않도록 하였다(Fig 2). Oculus 장비는 몰입형 가상현실기기 장비로 장비를 대상자의 얼굴에 안경과 같이 착용하면 기기에서 재생되는 가상현실화면과 오디오를 통해 몰입감을 올려주는 장비이다.
CG군은 기존의 보존적 물리치료에서 추가적으로 보존적치료를 실시하였다. 고유수용성 신경근 촉진법(위 팔, 다리의 고유수용성 신경근 촉진법 움직임 패턴 적용)과 보바스 신경발달치료(각 뇌졸중 환자 별 균형과 호흡기능의 problem solving 접근법)등의 치료를 접목하여 사용하였으며, 이 치료기법들은 뇌졸중 환자에 신체기능에 맞추어 시행하였다. 보존적 물리치료는 균형 및 지구력 훈련, 각 신체 부위 근력운동, 관절가동범위증진운동, ADL 훈련 등으로 구성하였으며, 각 치료당 30분의 치료를 시행하였다.
고유수용성 신경근 촉진법(위 팔, 다리의 고유수용성 신경근 촉진법 움직임 패턴 적용)과 보바스 신경발달치료(각 뇌졸중 환자 별 균형과 호흡기능의 problem solving 접근법)등의 치료를 접목하여 사용하였으며, 이 치료기법들은 뇌졸중 환자에 신체기능에 맞추어 시행하였다. 보존적 물리치료는 균형 및 지구력 훈련, 각 신체 부위 근력운동, 관절가동범위증진운동, ADL 훈련 등으로 구성하였으며, 각 치료당 30분의 치료를 시행하였다.
연구 대상자는 가상현실 훈련을 병행한 로봇보행훈련군(VRG) 18명, 보존적 물리치료 훈련군(CG) 17명으로 컴퓨터 엑셀프로그램을 통해 무작위로 나누어 배정하였으며, 하루 30분, 주 3회, 8주간 훈련을 실시하였다(Fig 1). 연구 전 서면을 통하여 연구의 목적, 연구내용과 방법, 비밀 유지에 대하여 충분히 설명하였으며, 참여자들이 원한다면 언제든지 연구 참여를 철회할 수 있다고 충분히 설명 후 진행하였다(Table 1).

대상 데이터

강원도 W시에 위치한 N병원에 입원한 만성 뇌졸중 환자들 중 연구에 참여 동의한 자로, 선정조건에 충족되는 대상자 35명을 선정하여 실시하였다. 연구 참여 대상자들은 연구 진행 과정에 대해 충분하게 설명을 듣고 연구 진행에 대하여 동의하였으며, 선정조건은 뇌졸중으로 처음 진단받고 6개월 이상 경과된 환자, Korean version mini status examination (K-MMSE)의 24점보다 높은 점수를 받아 인지적 손상이 없는 자, 다리에 정형외과 손상이 없는 자, 기타 신경학 손상이 없는 자이며, 제외 조건은 편측 무시나 반맹증이 있는 환자, 시각과 안뜰감각에 문제가 있는 자, 발작의 경험이 있는 자, 고혈압과 심장의 협심증이 조절되지 않는 자, 말초신경장애 또는 파킨슨병과 같이 운동결손이 나타나는 신경 병변 환자, 혈액순환 장애 및 감각 소실, 감각 과민증이 있는 자로 하였다.
강원도 W시에 위치한 N병원에 입원한 만성 뇌졸중 환자들 중 연구에 참여 동의한 자로, 선정조건에 충족되는 대상자 35명을 선정하여 실시하였다. 연구 참여 대상자들은 연구 진행 과정에 대해 충분하게 설명을 듣고 연구 진행에 대하여 동의하였으며, 선정조건은 뇌졸중으로 처음 진단받고 6개월 이상 경과된 환자, Korean version mini status examination (K-MMSE)의 24점보다 높은 점수를 받아 인지적 손상이 없는 자, 다리에 정형외과 손상이 없는 자, 기타 신경학 손상이 없는 자이며, 제외 조건은 편측 무시나 반맹증이 있는 환자, 시각과 안뜰감각에 문제가 있는 자, 발작의 경험이 있는 자, 고혈압과 심장의 협심증이 조절되지 않는 자, 말초신경장애 또는 파킨슨병과 같이 운동결손이 나타나는 신경 병변 환자, 혈액순환 장애 및 감각 소실, 감각 과민증이 있는 자로 하였다. 이 연구는 헬싱키 선언 원칙을 준수하고 김천대학교 기관생명윤리위원회(GU-202212-HRa-13-02)의 승인을 받았다.

데이터처리

0 소프트웨어 프로그램을 사용하였다. 대상자의 일반적 특성 중 마비 측, 성별, 뇌졸중 유형은 카이제곱 검정으로, 나이, 두 집단의 훈련 이전의 종속변수의 동질성은 독립표본검정을 통해 검정하였다. 집단 내 치료 전·후 변화는 짝 비교 검정을 시행하였으며, 집단 간 변화를 비교하기 위해 독립표본 검정을 시행하였다.
중재를 통한 효과 크기를 알아보기 위해 훈련 전 후 평균값의 차이인 변화량을 사용하였으며 집단 간 사후검정은 Cohen's d를 사용하였다
집단 내 치료 전·후 변화는 짝 비교 검정을 시행하였으며, 집단 간 변화를 비교하기 위해 독립표본 검정을 시행하였다

이론/모형

로봇보조보행훈련 장비는 로봇보조보행훈련시스템(WALKBOT, P&S Mechanics, Korea)를 이용하였다

성능/효과

만성 뇌졸중 환자에게 균형능력과 호흡기능의 개선을 일상생활활동을 하는데 중요한 요소이다. 뇌졸중 환자에게 가상현실을 접목한 로봇보행훈련을 통해만성 뇌졸중 환자가 보다 쉽고 안정적이며, 균형능력과 호흡기능에 효과가 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 가상현실을 접목한 로봇보행훈련이 대조군에 비해 균형능력과 호흡기능에 더욱 효과적일 것으로 사료되며 뇌졸중 환자의 기능을 개선하는데 중재방법으로 사용될 수 있다.
두 그룹 간의 전·후 변화량을 비교한 결과 가상현실을 병행한 로봇보행훈련군이 대조군보다 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<.05)(Table 2).
두 그룹 간의 전·후 변화량을 비교한 결과 가상현실을 병행한 로봇보행훈련군이 대조군보다 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<.05)(Table 3).

후속연구

뇌졸중 환자에게 가상현실을 접목한 로봇보행훈련을 통해만성 뇌졸중 환자가 보다 쉽고 안정적이며, 균형능력과 호흡기능에 효과가 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 가상현실을 접목한 로봇보행훈련이 대조군에 비해 균형능력과 호흡기능에 더욱 효과적일 것으로 사료되며 뇌졸중 환자의 기능을 개선하는데 중재방법으로 사용될 수 있다.
본 연구의 제한점으로는 입원환자를 대상으로 가상현실을 접목한 로봇보행훈련을 실시하여 모든 만성 뇌졸중 환자에게 일반화하여 해석하는 것은 어려운 점이 있다. 보행과 관련한 가상현실 과제의 다양성 부족과 대상자들의 일상생활 및 심리요인을 통제하지 못하였다.
또한 중재 이후 추적검사를 실시하지 않아 효과의 기간이 얼만큼 지속되었는지 관찰할 수 없었다. 앞으로는 다양한 가상현실 접근 방식, 대상자의 신체기능에 따른 로봇보조의 차이, 평가 요소의 다양성 등을 고려하는 등의 다양한 연구가 필요하다고 사료된다.

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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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