JKPT pissn Vol. 28, No. 4, August 2016 J Kor Phys Ther 2016:28(4): eissn X Original Article

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1 pissn Vol. 28, No. 4, August 2016 J Kor Phys Ther 2016:28(4): eissn X Original Article Effects of Aerobic Exercise on Disease Severity and Walking Ability in Patients with Parkinson s Disease Dae-Hyouk Bang 1, Hyeon-Jeong Noh 2 1 Department of Physical Therapy, Oriental Hospital, WonKwang University, Iksan; 2 Department of Rehabilitation Center, Design Hospital, Jeonju, Korea Purpose: This study was conducted to explore the effects of aerobic exercise on the severity of disease and walking ability in patients with Parkinson s disease. Methods: Twelve patients with Parkinson s disease participated in the study. Participants were randomly assigned to either an aerobic exercise group (n= 6) or a self-exercise group (n= 6). All participants underwent treadmill training for 30 minutes. In addition, the experimental group (aerobic exercise group) and control group (self-exercise group) participated in a 30 minutes exercise program. In both groups, exercise was performed five times a week for four weeks. Outcome including disease severity (Unified Parkinson s Disease Rating Scale) and walking ability (10 m walking speed test, 6 minutes walking test, timed up-and-go test) were measured at baseline and after 4-weeks. Results: Significant differences in disease severity and walking ability were observed between the pre- and post-exercise groups (p< 0.05). The improvement of disease severity and walking endurance was significantly higher in the experimental group than in the control group (p< 0.05). Conclusion: These findings demonstrate that aerobic exercise is effective at improving disease severity and walking endurance in patients with Parkinson s disease. Keywords: Aerobic exercise, Disease Severity, Parkinson s, Walking 서론파킨슨병 (Parkinson s disease) 은뇌의기저핵 (basal ganglia) 에서도파민 (dopamine) 생성에관여하는신경세포의감소와기능저하로균형, 자세조절, 움직임의속도, 자세변화에반응하는능력이감소되는질환이다. 1 질환이진행됨에따라강직 (stiffness), 안정시떨림 (resting tremor), 운동완서 (bradykinesia), 보행능력감소등과같이점진적운동기능의저하증상을보이며신체활동능력의감소로독립적인삶의능력이제한되는퇴행성뇌질환이다. 2 파킨슨병은주로노인에게서발병되며, 남자가여자보다 3:2의비율로고령의남성이상대적으로높은발병률을보이는특징이있다. 3 보행은인간이생활하기위한가장기본적인움직임이며, 평생동안가장많이수행하는움직임중의하나이다. 또한, 보행은속도뿐만아니라걸음의형태나태도등을의미한다. 4 파킨슨병환자의보행은신체의가동성이점차감소하여움직임을시작하는것이매우어려 워지며, 보폭이짧고빠른발의움직임을몇차례시도후보행을시작하며보행이시작되면멈추기가어려운조절장애를보인다. 2 질환이진행됨에따라몸통이굴곡형태로변하게되며사지의움직임이갈수록느려지며보행시팔을흔드는움직임도감소되어낙상의빈도가증가하게된다. 5 지역사회보행을하기위한보행능력즉보행속도, 균형능력, 보행지구력은매우밀접한관계를가지고있다. 6 균형능력의감소는보행속도의향상에저해요인으로작용하며, 보행지구력의감소또한지속적인보행과지역사회활동의제한요인으로작용한다. 4 따라서, 보행능력의향상을위해서는보행속도, 균형능력, 보행지구력의전반적인향상을가져와야한다. 파킨슨병의가장효과적인관리방법은약물요법과신체활동을지속적으로하게하는것이다. 7 약물요법만으로는파킨슨병환자의균형이나자세불안등과같이움직임장애문제를해결할수없다. 7 선행연구에서트레드밀 (treadmill) 을이용한보행훈련은반복적인보행훈련이자과제지향적훈련 (task-oriented training) 으로파킨슨병환자 Received July 11, 2016 Revised Aug 17, 2016 Accepted Aug 30, 2016 Corresponding author Hyeon-Jeong Noh ta-jung2021@hanmail.net Copylight 2016 The Korea Society of Physical Therapy This is an Open Access article distribute under the terms of the Creative Commons Attribution Non-commercial License ( creativecommons.org/license/by-nc/4.0.) which permits unrestricted non-commercial use, distribution,and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited

2 The Journal of Korean Physical Therapy Dae-Hyouk Bang, et al. 의보행능력을향상시킨다고보고하였다. 8,9 Bang 등 4 은트레드밀훈련은일종의강제사용 (force use) 의한형태로보행속도와보행지구력의양적인면과보행형태인질적인면을모두향상시킬수있는방법이라고보고하였다. 최근연구들에서신경계질환환자의기능향상을위한방법으로유산소운동과순환식과제훈련 (circuit training) 방법이효과적인방법으로제시되고있다. 1,2,10 이중유산소운동은선행연구 11 에서파킨슨병환자의운동신경퇴행을지연시켜기능적변화를완화시킨다고보고하였다. 또한, 유산소운동은잠재적으로신경세포의괴사를감소시키고세포의생존을향상시켜신경발생을자극하고세포의단백질함량수준을향상시킨다고보고하였다. 2 이와같이유산소운동은파킨슨병환자의신체기능향상을위해추천되고있으나아직국내에서연구가부족한실정이며, 유산소운동이질병정도와보행능력의향상에어떠한영향을미치는지알아보는것은중요한문제이다. 따라서본연구는트레드밀을이용한보행훈련과추가적으로시행한고정식자전거를이용한유산소운동이파킨슨병환자의질병정도와보행능력에어떠한영향을미치는지알아보고자한다. 연구방법 정도가심한것으로평가된다. 2) 보행속도검사 10 m 보행속도검사 (10 m walking speed test, 10 MWT) 는치료실에서보행속도를평가하는데매우유용한방법으로편안한보행과빠른보행으로 14 m를걷게하여가속기간과감속기간인시작과끝범위 2 m를제외한중간 10 m 거리에대한시간을측정하였다. 4 본연구에서는대상자가편안한보행을하는동안시간을측정하였다. 검사시행전대상자는먼저한번걷게하여적응하도록한후 3회실시하여평균시간을구하였다. 이때치료사는환자의뒤를따라가면서안전을확보하였다. 3) 보행지구력검사 6분보행검사 (6-minute walking test, 6 MWT) 는 6분동안최대로걸을수있는거리를측정하는보행지구력평가방법이다. 13 운동장의 200 m 트랙에 1 m마다표시를해놓고치료사가시계로 6분을입력한후출발과동시에시계를눌러 6분동안대상자가걸은총거리를계산하였다. 측정은대상자가트랙을돈횟수에대한거리와출발선부터테이프의거리를합하여기록하였다. 1. 연구대상본연구의대상자들은파킨슨병환자로 6개월이상지역내의대학병원이나재활병원의외래를이용하고있는 12명을대상으로하였다. 모든대상자들은병원에서처방해준약물을복용하는상태였으며, 실험이진행되는상태에서도복용하도록하였다. 대상자들은제비뽑기를통한무작위선별로실험군과대조군으로배정하였다. 대상자들은질병등급 (Hoehn-Yahr scale) 2단계인경증의파킨슨병환자로독립보행이가능한대상자이며, 의사소통과연구자의지시에적절하게따를수있는사람으로연구참여에관한충분한설명을듣고연구참여에동의한대상자를선정하였다. 2. 측정도구 1) 질병정도 (Disease severity) 질병정도의변화를알아보기위하여파킨슨병평가척도 (unified Parkinson s disease rating scale, UPDRS) 를이용하였다. 파킨슨병평가척도는크게 4개의부분으로나누어진다. 12 UPDRS-1 은일상생활의비운동성경험으로정신검사에해당하며, UPDRS-2는일생생활활동, UPDRS-3은운동기능검사, UPDRS-4는운동기능과관련된합병증을평가하는항목으로구성되어있다. 본연구에서는중재에따른일생생활활동과운동기능의변화를알아보기위하여일상생활활동과운동기능검사를평가하였다. 본평가는점수가높을수록질병의 4) 동적균형검사일어나걸어가기검사 (timed up-and-go test, TUG) 는운동성과균형을빠르게측정할수있는검사방법으로특히, 보행을하여장애물을회전하고돌아오는과제를수행하는평가를하는데유용하다. 팔걸이가있는 47 cm 높이의의자에서일어나 3 m를걸어간뒤표시해둔부분에서다시돌아와의자에앉는동작을수행하는동안소요된시간을초시계를이용하여기록하였다. 검사는총 3회반복수행하여측정한값의평균을구하였다 중재방법본연구의모든대상자는 30분의트레드밀보행훈련을하루에 30분씩, 주 5회받았다. 대상자의상태에따라트레드밀보행속도는대상자가편안하게할수있는속도를측정하여무리가가지않는정도에서시작하였다. 처음에는트레드밀을지속적으로탈수없는대상자들은 2분에서 4분정도훈련후휴식을주고다시훈련을진행하였다. 대상자가훈련이진행됨에따라보행속도를증가시켜도훈련을지속할수있을시속도를높여진행하였다. 치료사가뒤에위치하여대상자가안전하고편안한상태에서트레드밀을탈수있도록유도하였다. 트레드밀은보행능력에따라환자스스로속도를조절할수있도록계기판이부착되어있으며, 양옆쪽과전방에는안전손잡이가장착되어있어훈련중균형을잃을경우손으로잡을수있도록되어있 228

3 Effects of Aerobic Exercise 다. 훈련중전방계기판과거리가일정거리벌어지면멈추게설계된 탈, 부착센서가달린고리가연결되어있다. 훈련중최대한손을잡 지않고팔을흔들어걷게유도하였다. 4 모든대상자들은훈련전 5 분 정도스트레칭을실시하였으며, 훈련이끝난후심호흡과간단한스 트레칭으로훈련을마무리하였다. 실험군은추가적으로고정식자전거를이용하여유산소운동을 30 분, 주 5 회, 4 주간시행하였다. 훈련이시작되기전에대상자들의최 대맥박수치를맥박측정기 (Pulse Oximeter, Contec Medical System Co., China) 를이용하여기록하였으며, 고정식자전거를타는동안실 험군은최대맥박의 50-80% 를유지하도록하였다. 15 훈련시작후환 자가피로감이나통증호소, 호흡이상, 안색의변화등을보이면즉시 훈련을중지하였다. 대조군은추가적으로 30 분간근력운동, 몸통의유연성을향상시 키는스트레칭, 균형능력을향상시킬수있는운동, 그리고보행훈련 중본인이원하는운동을하도록하였다. 4. 분석방법 본연구의실험에서수집된자료는윈도우용 SPSS 18.0 프로그램을 이용하여통계분석하였다. 연구대상자들의일반적인특성은평균가 Table 1. General characteristics of the subjects Sex (n) Aerobic exercise group (n=6) Control group (n=6) p-value Men Women 3 4 Age (year) 56.63±6.00 a 58.50± Height (cm) ± ± Weight (kg) 63.83± ± Disease duration (month) 16.50± ± MMSE (s) 28.33± ± 표준편차를구하기위해기술통계를시행하였다. 그룹내의중재전후의질병의정도, 보행속도, 보행지구력과동적균형능력의차이를비교하기위하여윌콕슨부호순위검증 (Wilcoxon signed-rank test) 를시행하였다. 그룹간중재전과중재후방법에따른차이를비교하기위하여맨-휘트니유-검증 (Mann-Whitney U-test) 을사용하였다. 모든변인에대한통계학적유의수준은 0.05로설정하였다. 결과본연구에참여한총 12명의대상자들은모든실험과정을마쳤으며, 대상자들의일반적인특징은 Table 1과같다. 실험군인트레드밀보행과유산소훈련을시행한유산소훈련군은총 6명이며, 평균발병일은 16.5개월, 평균연령은 56.6세, 평균한국형간이정신상태검사는 28.3점이다. 대조군인트레드밀보행훈련만시행한군은총 6명이며, 평균발병일은 15.7개월, 평균연령은 58.5세, 평균한국형간이정신상태검사는 27.7 점이다. 연구대상자의일반적특성에대한두그룹간유의한차이는없었다 (p> 0.05). 중재전두그룹간질병정도 (UPDRS-2 (z = , p = 0.514), UP- DRS-3 (z = , p = 0.572)), 보행속도 (z = 0.00, p =1.00), 보행지구력 (z = , p = 0.419) 과동적균형 (z = , p = 0.669) 의사전평가값은유의한차이를보이지않았다 (p > 0.05). 중재후질병정도 (UP- DRS-2, UPDRS-3), 보행속도, 보행지구력과동적균형에서실험군과대조군모두유의한변화를보였다 (p < 0.05). 중재후실험군과대조군비교에서질병정도 (UPDRS-2, UPDRS-3) 와보행지구력은실험군이대조군보다더유의한차이를보였지만 (p < 0.05), 보행속도와동적균형능력에서는유의한차이를보이지않았다 (p> 0.05) (Table 2). 고찰 Significance level at p<0.05 for difference between the groups. MMSE: mini-mental state examination. a Mean±SD. 파킨슨병은약물요법으로치료를하고있으나, 파킨슨병환자는여 전히기능적활동, 보행과균형의문제를가지고있다. 16 이러한문제 Table 2. Comparison of outcome measures Variables Aerobic exercise group (n=6) Control group (n=6) Between groups Z Pre-test Post-test Pre-test Post-test UPDRS-2(s) 15.00±2.61 a 9.83±2.32 * 15.83± ± 2.58 * UPDRS-3(s) 20.83± ±1.47 * 21.84± ± 2.16 * MWT(sec) 14.12± ±1.19 * 14.19± ± 1.11 * MWT(m) ± ±41.21 * ± ± * TUG(sec) 13.45± ±1.96 * 14.29± ± 2.22 * UPDRS: unified Parkinson s disease rating scale, UPDRS-2: section of activities of daily living in UPDRS, UPDRS-3: section of motor examination in UPDRS, 10 MWT: 10 m walking test, 6 MWT: 6-minute walking test, TUG: timed up-and-go test. * Significant difference within groups, Significant difference between groups. a Means±SD

4 The Journal of Korean Physical Therapy Dae-Hyouk Bang, et al. 들을해결하기위하여약물요법과병행하여다양한중재방법들이시행되고있다. 이중본연구에서는파킨슨병환자의보행능력향상에효과적이라고보고된트레드밀보행훈련을시행하였다. 8 하지만파킨스병은단순한신체활동의반복적인연습으로전반적인보행능력을증진시키는데한계가있다. 최근유산소운동이파킨슨병환자의운동신경퇴행을지연시킴으로써기능변화를완화시킨다고하였다. 2 또한, 잠재적으로신경세포의생존을향상시켜신경발생을자극하고세포의단백질함량수준을향상시킨다고보고되고있다. 10 이에본연구는파킨슨병환자들에게트레드밀보행훈련과유산소운동을통하여파킨슨병의질병정도와보행능력에어떠한영향을미치는지알아보고자본연구를시행하였다. 본연구결과보행훈련과유산소운동을병행한실험군에서질병정도의감소와보행능력중보행지구력의향상에도움이되는것으로나타났다. 본연구에서파킨슨병환자의질병정도와보행능력의변화를알아보기위하여평가에적합하고평가민감도가높아기능적인변화를세밀하게반영할수있는파킨슨병평가척도, 10 m 보행속도검사, 6분보행검사와일어나서걷기검사를사용하였다. 8,17 이평가방법들은임상에서환자의동작을관찰, 시간측정, 또는실제로걷는거리를측정하는검사방법으로임상적측면에서측정이간단하며용이하여회복정도와지역사회로의복귀를예측하는데유용한도움이될수있는측정방법을사용하였다. 이중파킨슨병평가척도는정신검사, 일생생활활동, 운동기능검사, 운동기능과관련된합병증의 4가지항목으로구성되어있으며, 이중물리치료영역과밀접한연관이있는일상생활활동 (UPDRS-2) 과운동기능검사 (UPDRS-3) 를측정하여중재에따른파킨슨병의질병정도변화를측정하기위하여사용하였다. Pohl 등 18 은파킨슨병환자에게트레드밀을이용한보행훈련이트레드밀없이보행훈련을시행한군보다보행능력향상에효과적이라고보고하였다. 트레드밀을이용한보행훈련은파킨슨병환자의보폭을강제적으로늘려보행향상에매우중요한인자로작용한다고보고하였다. 본연구결과파킨슨병환자에게트레드밀훈련은질병정도감소와보행능력향상에효과적인것임을다시확인하였다. 실험군과대조군모두에게시행한트레드밀훈련은파킨슨병환자의질병정도를측정하는파킨슨병평가척도중일상생활활동과운동기능검사와관련된부분에서실험전보다실험후유의한향상을보였다. 또한, 보행능력의변화를알아보기위해시행한보행속도, 보행지구력, 일어서서걷기검사에서도모두유의한향상을보였다. 이는파킨슨병환자의질병정도감소와보행능력향상에트레드밀훈련이효과적이라는선행연구들의연구결과와유사하다. 19,20 Miyai 등 21 은트레드밀훈련을이용한파킨스병환자의보행능력향상은반복적사용을통한대뇌피질의보완운동영역의활성화기전이라고하였 다. 하지만, 실험군과대조군비교시보행속도와동적균형능력에서는유의한차이를보이지않았다. 이는트레드밀훈련이두군의보행속도와동적균형능력의향상에는영향을미쳤지만, 유산소운동이보행속도와동적균형능력의향상에는영향을주지못한것으로사료된다. 최근에는신경계손상환자에게유산소운동이적극권장되고있다. 이는심폐기능이자발적회복이이루어지지않아일상생활로복귀를위해서는반드시유산소능력에대한중재프로그램을시행해야만한다. 22 미국심장협회는유산소운동을회당 20-60분, 주 3-7일정도를권장하고있다. 23 본연구에서도미국심장협회에서권고하는유산소운동의범위에서시행하였으며, 이는실험군의파킨슨질병척도를이용한질병정도의감소와보행지구력은대조군에비해유의한차이를보인결과에영향을미쳤을것으로사료된다. 하지만, Tang 등 24 의연구에서는실험군과대조군의유의한차이를보이지않았다. 본연구와선행연구결과가다른이유는선행연구는낮은강도로유산소운동을시행하였지만, 본연구는최대심박수의 50-80% 을유지하면서유산소운동을시행하였기때문이라고사료된다. 이러한강도의유산소운동은파킨슨병환자의뇌유리신경성장인자 (brain-derived neurotrophic factor, BDNF), 아교세포신경성장인자 (glial-derived neurotrophic factor, GDNF), 인슐린 (insulin) 과같은성장인자, 도파민 (dopamine) 과세로토닌 (serotonin) 같은신경전달물질의신경성장인자를증가시켜운동기능의향상과파킨슨병증상의감소를유도한다고하였다. 10,11,25 본연구의결과파킨슨병환자의질병정도감소와보행지구력의향상을위하여유산소운동이효과를제시해주는것이다. 이러한결과는유산소운동이심폐기능에만관여하는것이아니라파킨슨병환자의증상감소와지연에도움이될수있다는것을의미한다. 이는파킨슨병환자의증상감소와보행지구력향상을통한일상생활수행능력의향상과사회참여의기회를줄수있는효과적인방법이될수있을것이다. 하지만, 본연구에서적은대상자의수와단기간의중재로연구결과를모든파킨슨병환자들에대한보편화시키기는힘들다. 하지만, 유산소운동방법으로사용한고정식자전거는일반병원에서흔히사용하는기구로운동강도에대한개념을이해하고대상자에게적절한중재를적용한다면운동의효과를얻을수있을것이다. 향후연구에서는파킨슨병환자에게다양한유산소운동방법을고려하여가장효과적인유산소운동방법을이용한재활이이루어져야할것이다. 또한, 연구의대상자들이경증의파킨슨병증상을보이는대상자들이므로증상의정도에따른효과를알아보는연구가진행되어야할것이다

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012임수진

012임수진 Received : 2012. 11. 27 Reviewed : 2012. 12. 10 Accepted : 2012. 12. 12 A Clinical Study on Effect of Electro-acupuncture Treatment for Low Back Pain and Radicular Pain in Patients Diagnosed with Lumbar