특수교육재활과학연구 Journal of Special Education & Rehabilitation Science Vol. 50, No. 2, pp. 149~165, 2011. 수중트레드밀훈련이만성뇌졸중환자의보행능력에 미치는영향 * 박석우 ** ㆍ송창호 *** < 요약 > 본연구는수중트레드밀훈련이만성뇌졸중환자의보행능력에미치는영향을확인하고자시행하였다. 연구의대상은 I재활병원에입원하고있는편마비뇌졸중환자 20명이었으며, 수중트레드밀군 10명과대조군 10명으로구분하였다. 수중트레드밀군과대조군모두동일하게 1회 30분씩주 5회, 총 4주동안일반적인재활프로그램을시행하였으며, 수중트레드밀군에게추가로훈련을 1회 30분씩주 2회, 총 4주동안실시하였다. 훈련전과후에보행시공간보행변수를검사하였으며다음과같은결과를얻었다. 보행능력은시간적인변수와공간적인변수모두에서수중트레드밀군에서는유의한증가를보였으며 (p<.05) 대조군에서는유의한증가를보이지않았다. 본연구를통해수중트레드밀훈련이만성뇌졸중으로인한편마비환자의보행능력을증진시키는데있어효과적인운동방법임을확인하였다. 앞으로뇌졸중및다양한질환의환자의운동프로그램의연구를통해수중운동을적극적으로활용할수있을것으로생각한다. 핵심어 : 뇌졸중, 수중치료, 보행, 트레드밀훈련 * 이논문은 2011학년도삼육대학교학술연구비지원에의한논문임. ** 삼육대학교물리치료학과대학원생 Department of Physical Therapy, The Graduate School of Sahmyook University *** 삼육대학교물리치료학과조교수 ( 교신저자 : chsong@syu.ac.kr) Department of Physical Therapy, Sahmyook University
150 특수교육재활과학연구 ( 제 50 권제 2 호 ) Ⅰ. 서론 1. 연구배경및필요성 뇌졸중은의식장애, 언어장애, 인지장애, 마비및부전마비와같은운동장애와감각장애등의증상들을갖게되는대표적인질환이다 (Jorgensen, Nakayama, Raaschou, & Olsen, 1995). 특히뇌졸중후운동장애가있는편마비환자에게신경재활은독립적생활을영위해나가기위해필수적이라할수있다 (Hesse, 2006). 편마비환자의보행의회복은뇌졸중환자의재활에있어중요한목표로환자자신에게있어가장중요시되는능력이다 (Mauritz, 2002; Werner, Bardeleben, Mauritz, Kirker, & Hesse, 2002). 보행능력증진을위한치료방법으로단일움직임을강화하기위한기능적접근방법이나다양한신경촉진기법을적용하였다 (Hesse, et al., 1995). 신경촉진기법으로공동운동 (synergistic movement) 을이용한브론스트롬 (brunnstrom) 기법 (Katz, Alexander, & Klein, 1998), 나선과대각선적움직임을이용한고유수용성신경근촉진법 (proprioceptive neuromuscular facilitation)(shimura & Kasai, 2002) 반사의억제성움직임을이용한신경발달치료 (neurodevelopmental therapy) 등이사용되었다 (Oujamaa, Relave, Froger, Mottet, & Pelissier, 2009). 최근에는과제지향적접근법 (task-oriented approach) 에근거한부분체중지지상태에서의체중지지트레드밀보행훈련은편마비환자의보행능력을좀더빠르게회복할수있게도움을주고, 하체를안정시키며, 근력강화, 균형및보행패턴의운동조절을재인식시킨다고보고하고있다 (Sullivan, Knowlton, & Dobkin, 2002; Werner, Von Frankenberg, Treig, Konrad, & Hesse, 2002). 이러한연구들은일정한보행속도로체중지지의점진적인감소를통한보행훈련방법으로연구되었으며, 체중지지상태에서의트레드밀보행훈련은뇌졸중후초기편마비환자의보행회복을위한운동으로적절하다고하였다 (Werner, Bardeleben, et al., 2002). 편마비환자의트레드밀보행은마비측의체중지지시간을연장시켜자세의대칭성을향상시키며 (Hesse, Konrad, & Uhlenbrock, 1999), 반복적보행패턴을통해 (Malouin, Potvin, Prevost, Richards, & Wood-Dauphinee, 1992) 정상적인보행을위한감각입력을제공함으로보행의개선에효과가있다고하였다 (Chen, et al., 2003). 특히심혈관계능력, 보행능력, 체중지지의증가를통한보행의개선이지상에서걷기보다유효한차이가있다고말하고있다 (Parvataneni, Ploeg, Olney, & Brouwer, 2009; Resnick, et al., 2008; Yagura, Hatakenaka, & Miyai, 2006). 또한안전보조장치를착용한트레드밀보행훈련은보행속도의향상과비정상보행의보폭및형태를개선시킨다고하였으며 (Hesse,
수중트레드밀훈련이만성뇌졸중환자의보행능력에미치는영향 151 Schmidt, & Werner, 2006), 중력이제거된수중에서도트레드밀보행훈련을적용한연구가보고되고있다 (Hall, Macdonald, Maddison, & O Hare, 1998). 수중운동은하지관절에부담이적은운동으로물의저항과부력을이용하여근력, 근지구력, 평형능력, 심폐지구력도증진시키며 (Bates, 1996), 지상치료에비해서편마비환자를안정적으로훈련시킬수있을뿐아니라심리적안정감을부여함으로써자신있게운동을할수있어보다큰효과를얻을수있다 (Matsumoto, et al., 1999). 또한온도가조절된수중보행은물속에서부력에의한체중지지의감소로손쉽게근력및근지구력강화, 관절가동범위의증진, 평형능력, 심폐능력도향상시킬수있어 (Hall, et al., 1998), 운동능력과안정성이좋아져삶의질을높일수있다 (Cider, Schaufelberger, Sunnerhagen, & Andersson, 2003). 그리고노인에게수중운동을적용하여인지기능, 심리적안정감, 자세의안정성도증가되어낙상을예방할수있다고하였다 (Chu, et al., 2004; Genthon, Vuillerme, Monnet, Petit, & Rougier, 2007; Molloy, Richardson, & Crilly, 1988). 최근에는수중보행을노인환자보다뇌졸중환자에게접목시켜 (Chu, et al., 2004), 체중지지의어려움이해소된상태에서쉽게걸을수있고트레드밀보행훈련과같은효과를줄수있는보행훈련방법으로적용하고있다고하였다 (Simmons & Hansen, 1996). 수중트레드밀보행훈련이일정한속도로보행할수있어서수중보행보다많은유효한효과가있다고하였다 (Bates, 1996). 수중트레드밀보행훈련은환자가제한된깊이의수중에서일정한속도로정해진시간내에구간을반복하여보행을하도록하는훈련으로 (Jung, Lee, Charalambous, & Vrongistinos, 2010), 연령의구분없이고관절의굴곡근과신전근의강화및배측굴곡의감소로보행속도를증가시킨다고하였다 (Masumoto, et al., 2007). 또한활보장과활보장율이증가로보행속도가증가하여산소섭취량및심박동율이증가될뿐만아니라 (Masumoto, Shono, Hotta, & Fujishima, 2008) 뇌졸중환자에마비측발목부하를준수중트레드밀보행은고관절굴곡과외전을감소시켜보행입각기안정성을제공하여단하지지지율과동적평형능력이향상된다고하였다 (Jung, et al., 2010). 중추신경계손상에따른장애인들의재활에있어무엇보다중요한것은스스로능동적인움직임을갖게하는것이며, 반복적인운동학습을통해기능적인움직임에대한재교육을실시하는것이다. 이러한의미에서최근에는지상보다능동적인움직임이수월하며, 여러가지물의특성을이용하여비정상적인관절의가동범위나근육의긴장도및기능적인움직임등의개선을위해수중에서의재활운동이다양한시각에서활발하게연구되고있다 ( 이용희, 김종휘, 이형국, 2005; 천승철, 윤성익, 오덕원, 심재훈, 이규완, 안창식, 2006; 정병국, 2006). 여러선행연구를통해뇌졸중환자의수중보행훈련의효과가제시되고
152 특수교육재활과학연구 ( 제 50 권제 2 호 ) 있으나 ( 정하영, 김범석, 천영진, 2011), 종합적인수중운동프로그램을제시하고있다. 그러나단일화된보행증진운동인수중트레드밀보행훈련에대한실험연구는미진하여명확한근거를제시하고있지못하다. 따라서본연구에서는뇌졸중으로인한편마비환자에게수중트레드밀보행훈련을적용하여환자의보행능력에미치는영향을확인하여그결과를통해임상에서적용할수있는중재방법의하나를제시하여임상의기초자료로삼고자한다. Ⅱ. 연구방법 1. 연구대상 본연구는인천에소재한 I병원재활병동에입원중인유병기간이 6개월이상 2년이하인뇌졸중환자 40명을대상으로하였다. 연구의대상자는보조기구나한사람의도움으로최소한 10m의거리를이동할수있으며, 하지에편마비가있는자중중심부전이나부정맥등불완전한심혈관계질환이있는자, 다른특이사항으로의학적처치를받고있는자, 안정시맥박수가분당 100회이상이거나수축기혈압이 180 이상인자, 이완기혈압이 110 이상인자, 심각한지각능력손상, 인지장애, 의사장애등으로구두지시를이해하지못하여평가장비를수행할수없는자는제외하였다. 모든대상자는연구의절차와목적을설명한후동의서를배부하여서명한자를대상으로시행하였다 (Janssen, et al., 2008; Katz-Leurer, Sender, Keren, & Dvir, 2006). 전체 40명중독립보행이불가능한자 10명, 인지장애가있는자 5명, 실험참여거부한자 3명을포함한총 18명을제외한 22명이대상으로선정되어연구에참여하였다. 2. 실험방법 선정된대상자 22명을선정편견 (selection bias) 를최소화하기위해처치방법에따라무작위로수중트레드밀군과대조군으로분류하였고, 각각 11명씩포함시켰다. 사전검사로대상자의일반적인특성, 보행분석기로시공간적인보행변수를검사하였다. 두군은물리치료사에의해주 5회의일반적인재활프로그램을 30분간적용하였고, 수중트레드밀군은병행하여주 2회 30분간수중트레드밀보행훈련을실시하였다. 또한운동시작과끝에각각준비운동과마무리운동을각 5분씩실시하도록하였다. 4주간의중재가끝난후모든대상자는사전검사와동일한사후검사를받았다. 연구참여율이 80% 미만인대상자는연구의
수중트레드밀훈련이만성뇌졸중환자의보행능력에미치는영향 153 대상에서제외하기로하였다. 4주후수중트레드밀군은개인사정으로퇴원하여 1명이탈락되어 10명이사후검사를받았으며, 대조군은 1명이낙상사고로인해 1명이탈락하여 10 명이사후검사를받았다. 수중트레드밀군 10명, 대조군 10명으로구성하였다. 1) 수중트레드밀보행훈련본운동프로그램은수중에서일어날수있는사고의예방과심리적안정감을얻을수있도록준비운동을 5분간실시하였고 (Ruoti, 2002), 본운동은 30분을실시하였으며, 마지막으로본운동을통해발생한근긴장을이완시키고, 근피로를회복시키기위하여스트레칭을포함한정리운동을 5분간실시하였다. 훈련은주 2회, 4주동안실시하였다. 훈련중수중트레드밀의초기속도는지상보행의 36% 의속도로설정하였고 (Barela, et al., 2006) 0.1의속도를높여서편안하고좋은보행패턴이유지할수있는가능한빠른속도를선택하였으며, 속도는대상자의능력에따라다르게하였다. 익일훈련속도는전일훈련의최고속도에서시작하였으며 (Masumoto, et al., 2007), 대상자의능력에비해트레드밀의속도가빨라몸통과사지의정렬이불안해지거나보행이불균형하게되면속도를낮추었다. 훈련은매회 30분씩주 2회, 4주간실시하였으며, 트레드밀발판위발바닥의미끌림방지를위하여수중신발을착용하여실시하였다. 마지막으로본운동으로생긴근긴장을이완시키고, 근피로를회복시키기위하여스트레칭을포함한정리운동을 5분간실시하였다. 보행풀의물의온도는 34 이며, 물의깊이는환자의몸앞쪽의검상돌기까지적용하였다 (Jung, et al., 2010). 수중트레드밀보행훈련도구는 Hydrophysio-Focus(Hydrophysio, USA, 2009) 를사용하였다. Hydrophysio-Focus 는터치스크린조작부가있어개인별신장에맞춰수위조절 (0 ~ 1,280mm) 이쉽고, 환자의상태에맞춰보행속도 (0.1 8km/h) 를조절하여수중트레드밀에서걷거나뛸수있는환경 (3,500 1,400 2,100mm) 에서 Hydrokinetic Exercise 를제공한다.
154 특수교육재활과학연구 ( 제 50 권제 2 호 ) < 그림 2-1> < 그림 2-2> 2) 일반적인재활훈련본연구의일반적인재활프로그램은운동치료와기능적전기자극치료, 작업치료로구성하였다. 운동치료는주 5회, 일 1회, 30분동안실시하였다. 운동치료는중추신경계발달을위한자세조절운동, 보행훈련, 균형운동등으로구성하여환자의수준에맞는프로그램으로실시하였다. 30분동안기구를이용한근력훈련도실시하였다. 기능적전기자극치료는상지와하지에각각 1회 15분씩적용하였다. 작업치료는일상생활동작을위한상지훈련으로주 5회, 일 1회, 30분동안시행하였다 (Franceschini, et al., 2009). 3. 측정및도구 1) 보행분석보행분석은족압력측정식보행분석기인 GAITRiteR(CIR System, USA, 2009) 를사용하였다. GAITRiteR 는보행의시간적, 공간적변수를분석하기위하여길이 8.3, 폭 0.89 인전자식보행판으로직경 1의 13,824개의센서가 1.27마다보행판을따라수직으로배열되어운동형상학적변수중시간적, 공간적변수에대한정보를수집한다 (McDonough, et al., 2001; van Uden & Besser, 2004). 그리고보행판의전장중중심을기준으로길이 7.32, 폭 0.61는이들센서가압력을인지하는활성부위이다. 기기는실험자가보행시실험자발에의한부하를초당 80의표본율로수집하여, 이들정보를직렬인터페이스
수중트레드밀훈련이만성뇌졸중환자의보행능력에미치는영향 155 케이블에의하여컴퓨터로보내게된다. 공간적변수에대한정보는 GAITRiteR Gold, Version 3.2 소프트웨어로처리한다. 본연구의보행검사는피실험자가가장편안한속도로걷도록하였으며, 총 3회를측정하여평균값을사용하였다. 신발과보조기는환자의특성에따라사용하였으며, 사전-사후검사에서동일한조건으로측정하도록하였다. 시간적보행변수검사를위해보행속도 (velocity), 분속수 (cadence), 마비측단하지지지기 (single limb support), 마비측양하지지지기 (double limb support) 를, 공간적보행능력을위해마비측보장 (step length), 마비측활보장 (stride length) 을수집하여분석하였다. 보행능력검사의측정자신뢰도는 r =.90 이고, 편안한보행속도의모든측정내상관계수는 (ICC) 는.96 이상이다 (van Uden & Besser, 2004). 4. 분석방법 본연구는모든통계적분석은 SPSS 17.0을이용하였다. 본자료는 Sapiro-Wilk 정규성검정결과정규분포가정을만족하였고, 각군내운동전ㆍ후효과를비교하기위하여대응표본 t 검정을실시하였다. 그룹간차이를비교하기위하여독립표본 t 검정과검정을실시하였다. 자료의모든통계학적유의수준은.05 이하로하였다. Ⅲ. 연구결과 1. 연구대상자의일반적인특성 수중트레드밀군과대조군의일반적특성은통계적으로유의한차이가없어동질한것으로나타났다. 연구의참여한대상자는총 20명으로수중트레드밀군은남자 6명, 여자 4명이었고, 대조군은남자 5명, 여자 5명이었다. 수중트레드밀군은좌측편마비가 4명, 우측편마비가 6명이었고, 대조군은좌측편마비가 5명, 우측편마비가 5명이었다. 수중트레드밀군의연령은 61.80세이고, 대조군은 60.60세이었다. 신장은수중트레드밀군은 170.00 이었고, 대조군은 163.10이었다. 체중은수중트레드밀군은 67.50이었고, 대조군은 63.80 이었다 < 표 3-1>.
156 특수교육재활과학연구 ( 제 50 권제 2 호 ) < 표 3-1> 연구대상자의일반적특성과동질성검정 (N=20) 분류 수중트레드밀군 (n=10) 대조군 (n=10) /t 성별 ( 남 / 여, 명 ) 6/4 5/5 부위 ( 좌 / 우, 명 ) 4/6 5/5 1.978 연령 ( 세 ) 61.80 ± 11.96 a 60.60 ± 11.82 0.226 신장 (cm) 170.00 ± 9.27 163.10 ± 11.15 1.505 체중 (kg) 67.50 ± 8.92 63.80 ± 8.40 0.955 주. a 평균 ± 표준편차 2. 시간적보행능력의변화 수중트레드밀군과대조군의실험전시간적보행능력은유의한차이가없었다. 보행속도에서수중트레드밀군이 37.75cm/s 이었고, 대조군은 43.02cm/s 이었다. 수중트레드밀군은훈련전 37.75cm/s에서훈련후 61.56cm/s로 23.81cm/s 증가한유의한차이를보였고 (p<.001), 대조군은훈련전 43.02cm/s 에서 45.42cm/s 로 2.40cm/s 증가하였으나유의한차이를보이지않았다. 두집단간의훈련전ㆍ후변화량비교에서유의한차이를보였다 (p<.01). 분속수에서수중트레드밀군은 80.57 이었고, 대조군에서 78.29 이었다. 수중트레드밀군은훈련전 80.57 에서훈련후 94.29 로 13.72 증가한유의한차이를보였고 (p<.001), 대조군도훈련전 78.29 에서훈련후 82.60 로 4.31 증가하였으나유의한차이를보이지않았다. 두집단간의훈련전ㆍ후변화량비교에서유의한차이를보였다 (p<.05). 마비측의단하지지지기에서수중트레드밀군은 25.00% 이었고, 대조군에서 25.97% 이었다. 수중트레드밀군은훈련전 25.00% 에서훈련후 29.43% 로 5.29% 증가한유의한차이를보였고 (p<.01), 대조군도훈련전 25.97% 에서훈련후 26.01% 로 0.04% 증가하였으나유의한차이를보이지않았다. 두집단간의훈련전ㆍ후변화량비교에서유의한차이를보였다 (p<.05).
수중트레드밀훈련이만성뇌졸중환자의보행능력에미치는영향 157 마비측의양하지지지기에서수중트레드밀군은 48.52% 이었고, 대조군에서 41.19% 이었다. 수중트레드밀군은훈련전 48.52% 에서훈련후 38.09% 로 10.44% 감소한유의한차이를보였고 (p<.01), 대조군은훈련전 41.19% 에서훈련후 41.85% 로 0.66% 증가하였으나유의한차이를보이지않았다. 두집단간의훈련전ㆍ후변화량비교에서유의한차이를보였다 (p<.01) < 표 3-2>. < 표 3-2> 실험방법에따른시간적보행능력의변화 (N=20) 수중트레드밀군 (n=10) 대조군 (n=10) t 치료전 37.75 ± 22.04 a 43.02 ± 24.69 0.054 보행속도 (cm/s) 치료후 38.50 ± 11.16 34.08 ± 13.10 전ㆍ후차 23.81 ± 9.96 2.04 ± 5.77 5.883 * t 7.563 ** 1.327 치료전 80.57 ± 19.85 78.29 ± 18.81 0.264 분속수 (steps/min) 치료후 94.29 ± 18.74 82.60 ± 15.21 전ㆍ후차 13.72 ± 4.92 4.31 ± 12.65 2.192 * t 8.818 ** 1.472 치료전 25.00 ± 9.67 a 25.97 ± 8.48 0.501 마비측단하지지지기 (%) 치료후 29.43 ± 8.26 26.01 ± 9.51 전ㆍ후차 5.29 ± 5.72 0.04 ± 5.14 2.158 * t 2.923 ** 0.025 치료전 48.52 ± 18.10 41.19 ± 12.22 1.061 마비측양하지지지기 (%) 치료후 38.09 ± 9.72 41.85 ± 12.47 전ㆍ후차 10.44 ± 12.12 0.66 ± 4.66 2.701 ** 주. a 평균 ± 표준편차, * <.05, ** <.01, *** <.001 t 2.722 ** 0.450
158 특수교육재활과학연구 ( 제 50 권제 2 호 ) 3. 공간적보행능력의변화 수중트레드밀군과대조군의실험전공간적보행능력은유의한차이가없었다. 마비측보장은수중트레드밀군이 31.93cm 이었고, 대조군에서 34.08cm 이었다. 마비측보장에서수중트레드밀군은훈련전 31.93cm 에서훈련후 38.50cm 로 6.57cm 증가하여유의한차이를보였고 (p<.01), 대조군은훈련전 32.17cm에서훈련후 34.08cm로 1.91cm 증가하였지만유의한차이를보이지못하였다. 두집단간의훈련전ㆍ후변화량비교에서유의한차이를보이지않았다. 마비측활보장은수중트레드밀군이 58.51cm 이었고, 대조군은 63.23cm 이었다. 마비측활보장에서수중트레드밀군은훈련전 58,51cm 에서훈련후 78.07cm로 19.55cm 증가하여유의한차이를보였고 (p<.01), 대조군은훈련전 63.23cm 에서훈련후 67.24cm 로 4.01cm 증가하였지만유의한차이를보이지못하였다. 두집단간의훈련전ㆍ후변화량비교에서유의한차이를보였다 (p<.05) < 표 3-3>. < 표 3-3> 실험방법에따른공간적보행능력의변화 (N=20) 수중트레드밀군 (n=10) 대조군 (n=10) t 치료전 31.93 ± 14.45 a 32.17 ± 14.52 0.037 마비측보장 (cm) 치료후 38.50 ± 11.16 34.08 ± 13.10 전ㆍ후차 6.57 ± 5.51 1.91 ± 3.29 2.295 * t 3.766 ** 1.001 치료전 58.51 ± 38.11 63.23 ± 27.51 0.317 마비측활보장 (cm) 치료후 78.07 ± 22.61 67.24 ± 22.79 전ㆍ후차 19.55 ± 18.69 4.01 ± 12.86 2.617 * t 3.309 ** 0.992 주. a 평균 ± 표준편차, * <.05, ** <.01
수중트레드밀훈련이만성뇌졸중환자의보행능력에미치는영향 159 Ⅳ. 논의 보행능력의향상은뇌졸중으로인한편마비환자들의재활연구에서주요한관심사가되고있고 (Ada, Dean, Hall, Bampton, & Crompton, 2003; Salbach et al., 2004; Yang, Yen, Wang, Yen, & Lieu, 2005), 뇌졸중환자가독립생활을영위해나가는데큰장애가되며, 대부분의뇌졸중환자들의회복수준을가늠할수있는척도로사용된다 (Kim & Eng, 2003). 최근에는뇌졸중환자들에게수중보행을적용하여신체에미치는영향에대한연구가발표되고있다 (Franceschini, et al., 2009; Jung, et al., 2010). 본연구에서는뇌졸중편마비환자에게수중트레드밀보행훈련을 4주간적용한후보행분석시스템을통해대상자의시간적ㆍ공간적보행능력을분석하였다. 대상자의시간적보행능력을비교한결과보행속도에서수중트레드밀군은훈련전ㆍ후비교에서 63% 의유의한증가를보였고 (p<.05), 분속수는훈련전ㆍ후비교에서 17% 의증가의유의한차이를보였다 (p<.05). 트레드밀보행훈련이물리치료사중재의보행훈련보다보행속도의증가에효과적인치료방법으로제시하였다. 또한 Barela 등 (2006) 의연구에서는 2주동안수중운동프로그램후노인 10명에게지상서행보행과수중트레드밀보행을동작분석한결과, 수중트레드밀보행이대둔근의근력최대정점이지상보행보다 10% 지연되어나타났고, 보행입각기시대퇴근막장근, 외측장근, 대퇴이두근의활동이증가됨을확인하였다. 이에본연구의결과는수중트레드밀보행훈련이고관절굴곡근활동의증가가보행속도와분속수의증가를가져온다고할수있다. 다른연구들을보면트레드밀보행훈련과수중트레드밀보행훈련모두보행속도증가의유의한결과가나타났지만, 수중트레드밀보행훈련은트레드밀보행훈련보다부력과물의저항을통해대퇴직근, 대퇴이두근, 내측광근의강화로보행의안정성이증가되어보행속도를증가시키며, 활보장율의증가로입각기의안정성이증가되어분속수를증가시켰다 (Masumoto, et al., 2008; Masumoto, et al., 2007). 그리고지상보행보다수중보행은부력을이용하여부분체중지지가쉽고안정적으로적용가능하여심리적안정감을줄수있어 (Matsumoto, et al., 1999) 편마비환자의공간적보행능력의보행속도와분속수의향상을유도했을것이라사료된다. Masumoto 등 (2007) 의연구에서는 1회치료사후비교를통해노인보행의속도변화에따른수중트레드밀보행훈련이느린속도보행훈련보다적정한속도와빠른속도의보행훈련에서고관절의굴곡근의강화와배측굴곡의감소로보행속도가증가하였고, 활보장율의증가로분속수의증가가나타난다고하였다. 따라서물의역학적요소들이뇌졸중환자의보행에사용되는근육들을활성화하여편마비환자의보행속도와활보장율, 분속수를향상
160 특수교육재활과학연구 ( 제 50 권제 2 호 ) 시킨것으로사료된다. 본연구에서는수중트레드밀속도는편마비환자의지상보행속도의 36% 를설정하여 (Barela, et al., 2006) 환자에맞게속도를조절하여적용한것이제한점으로나타날수있을것으로사료된다. 본연구에서는공간적보행능력의전ㆍ후변화를알아보기위해대상자의마비측보장과활보장을측정하였다. 연구결과수중트레드밀군은마비측보장이훈련전ㆍ후비교에서 20% 증가한유의한차이를보였고 (p<.05), 대조군은유의한차이를나타나지않았지만두집단간의훈련전ㆍ후비교에서유의한차이를보였다 (p<.05). 마비측활보장에서수중트레드밀군의훈련전ㆍ후비교에서 20% 의증가의유의한차이를보였고 (p<.05), 대조군은유의한차이를나타나지않았지만두집단간의훈련전ㆍ후비교에서유의한차이를보였다 (p<.05). Masumoto 등 (2007) 의연구에서는 1회치료사후비교를통해노인의보행에속도변화에따른수중트레드밀보행훈련이적정한속도에서훈련전ㆍ후비교에서 14% 의활보장의증가가나타났고, 빠른속도에서는훈련전ㆍ후비교에서 22% 의활보장의증가가유의하게나타났으며 (p<.05), 모든속도에서는훈련전ㆍ후비교에서활보장율이유의하게증가하였다 (p<.001). 그리고 Masumoto 등 (2008) 의연구에서도 1회치료사후비교를통해노인의수중트레드밀보행훈련이물의저항운동으로인한고관절굴곡근의강화가보행속도와활보장율을증가시키고보장의길이와배측굴곡이감소시킨다고하였고, 수중트레드밀보행훈련이적정한속도와빠른속도의훈련에서고관절의굴곡근의강화와배측굴곡의감소로보행속도의증가하였으며, 활보장율의증가로분속수의증가가나타난다고하였다. 정하영등 (2011) 의연구에서는 12주동안뇌졸중환자의수중프로그램을통한전반적인공간적, 시간적보행능력의증가와협응능력의증가로정상측과마비측의불균형이효과적으로줄어든결과가나타난다고하였다. 연구들을통해보면수중트레드밀보행훈련의상황에따라보행능력의향상과감소의형태가나타난다고볼수있으며, 수중이라는변수와트레드밀속도의변화, 실험대상자등에따라연구의결과가유사하게나타났지만직접적비교가어려워앞으로많은수중트레드밀보행훈련이보행능력의미치는연구가진행되어야한다고생각한다. 본연구에서는수중트레드밀보행훈련이편마비환자의마비측하지의고관절의굴곡근과신전근의강화가자세의안정성및보행입각기의안정성이증가되어보장및활보장의증가로나타난것으로판단되며, 뇌졸중으로인한편마비환자의수중트레드밀보행훈련은보행지표의시간적보행능력의보행속도와분속수를증가시키고, 공간적보행능력의보장과활보장을증가시키는수중운동치료방법으로보행능력의향상에도움이된다고판단된다.
수중트레드밀훈련이만성뇌졸중환자의보행능력에미치는영향 161 Ⅴ. 결론 본연구는수중트레드밀훈련이만성뇌졸중환자의운동형상학적보행변수에미치는영향을확인하고자시행하였다. 수중트레드밀보행훈련을총 4주동안실시하여다음과같은결과를얻었다. 보행능력은시간적인변수와공간적인변수모두에서수중트레드밀군에서는유의한증가를보였으며 (p<.05) 대조군에서는유의한증가를보이지않았다. 본연구의결과를통하여수중트레드밀보행훈련이편마비환자의보행능력을향상시키는효과적인운동방법으로일반적인재활프로그램에더해적극적으로활용할수있을것으로생각한다. 앞으로뇌졸중및다양한질환의환자의운동프로그램의연구를통해수중운동이적극적으로활용할수있을것으로생각한다. 참고문헌 이용희, 김종희, 이형국 (2005). 수중재활운동이만성요통환자의요추부관절가동범위에미치는영향. 한국특수체육학회지, 17(20), 121-141. 정병국 (2006). 수중재활운동중재방법이경직성뇌성마비아의기능적움직임에미치는영향. 미간행박사학위논문, 한양대학교대학원, 서울. 정하영, 김범석, 천영진 (2011). 12주간수중재활운동이뇌종중환자의보행변인및협응에미치는영향. 한국사회체육학회지, 43(43), 619-628. 천승철, 윤성익, 오덕원, 심재훈, 이규완, 안창식 (2006). 수중이완운동이편마비환자의근긴장도에미치는영향. 한국전문물리치료학회지, 13(3), 84-91. Ada, L., Dean, C. M., Hall, J. M., Bampton, J., & Crompton, S. (2003). A treadmill and overground walking program improves walking in persons residing in the community after stroke: a placebo -controlled, randomized trial. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 84(10), 1486-1491. Barela, A. M., Stolf, S. F., & Duarte, M. (2006). Biomechanical characteristics of adults walking in shallow water and on land. Journal of Electromyography and Kinesiology, 16(3), 250-256. Bates, A. H. N. (1996). Aquatic exercise therapy (1-14). Kelowna, British Columbia: W.B. Saunders. Chen, C. L., Chen, H. C., Tang, S. F., Wu, C. Y., Cheng, P. T., & Hong, W. H. (2003). Gait performance with compensatory adaptations in stroke patients with different degrees of motor recovery. American Journal of Physical Medicine & Rehabiitationl, 82(12), 925-935. Chu, K. S., Eng, J. J., Dawson, A. S., Harris, J. E., Ozkaplan, A., & Gylfadottir, S. (2004). Water-based exercise for cardiovascular fitness in people with chronic stroke: a randomized
162 특수교육재활과학연구 ( 제 50 권제 2 호 ) controlled trial. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 85(6), 870-874. Cider, A., Schaufelberger, M., Sunnerhagen, K. S., & Andersson, B. (2003). Hydrotherapy--a new approach to improve function in the older patient with chronic heart failure. European Journal of Heart Failure, 5(4), 527-535. Franceschini, M., Carda, S., Agosti, M., Antenucci, R., Malgrati, D., & Cisari, C. (2009). Walking after stroke: what does treadmill training with body weight support add to overground gait training in patients early after stroke?: a single-blind, randomized, controlled trial. Stroke, 40(9), 3079-3085. Genthon, N., Vuillerme, N., Monnet, J. P., Petit, C., & Rougier, P. (2007). Biomechanical assessment of the sitting posture maintenance in patients with stroke. Clin Biomech (Bristol, Avon), 22(9), 1024-1029. Hall, J., Macdonald, I. A., Maddison, P. J., & O Hare, J. P. (1998). Cardiorespiratory responses to underwater treadmill walking in healthy females. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 77(3), 278-284. Hesse, S. (2006). Gait training after stroke: a critical reprisal. Annales de Readaptation et de Medicine Physique, 49(8), 621-624. Hesse, S., Bertelt, C., Jahnke, M. T., Schaffrin, A., Baake, P., & Malezic, M. (1995). Treadmill training with partial body weight support compared with physiotherapy in nonambulatory hemiparetic patients. Stroke, 26(6), 976-981. Hesse, S., Konrad, M., & Uhlenbrock, D. (1999). Treadmill walking with partial body weight support versus floor walking in hemiparetic subjects. Archives Physical Medicine and Rehabilitation, 80(4), 421-427. Hesse, S., Schmidt, H., & Werner, C. (2006). Machines to support motor rehabilitation after stroke: 10 years of experience in Berlin. Journal of Rehabilitation Research and Development, 43(5), 671-678. Janssen, T. W., Beltman, J. M., Elich, P., Koppe, P. A., Konijnenbelt, H., & de Haan, A. (2008). Effects of electric stimulation-assisted cycling training in people with chronic stroke. Archives Physical Medicine and Rehabilitation, 89(3), 463-469. Jorgensen, H. S., Nakayama, H., Raaschou, H. O., & Olsen, T. S. (1995). Recovery of walking function in stroke patients: the Copenhagen Stroke Study. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 76(1), 27-32. Jung, T., Lee, D., Charalambous, C., & Vrongistinos, K. (2010). The influence of applying additional weight to the affected leg on gait patterns during aquatic treadmill walking in people poststroke. Archives Physical Medicine and Rehabilitation, 91(1), 129-136. Katz-Leurer, M., Sender, I., Keren, O., & Dvir, Z. (2006). The influence of early cycling training on balance in stroke patients at the subacute stage. Results of a preliminary trial. Clinical
수중트레드밀훈련이만성뇌졸중환자의보행능력에미치는영향 163 Rehabilitation, 20(5), 398-405. Katz, D. I., Alexander, M. P., & Klein, R. B. (1998). Recovery of arm function in patients with paresis after traumatic brain injury. Archives Physical Medicine and Rehabilitation, 79(5), 488-493. Kelly, M., & Darrah, J. (2005). Aquatic exercise for children with cerebral palsy. Developmental Medicine and Child Neurology, 47(12), 838-842. Kim, C. M., & Eng, J. J. (2003). The relationship of lower-extremity muscle torque to locomotor performance in people with stroke. Physical Therapy, 83(1), 49-57. Malouin, F., Potvin, M., Prevost, J., Richards, C. L., & Wood-Dauphinee, S. (1992). Use of an intensive task-oriented gait training program in a series of patients with acute cerebrovascular accidents. Physical Therapy, 72(11), 781-789; discussion 789-793. Masumoto, K., Shono, T., Hotta, N., & Fujishima, K. (2008). Muscle activation, cardiorespiratory response, and rating of perceived exertion in older subjects while walking in water and on dry land. Journal of Electromyograph and Kinesiology, 18(4), 581-590. Masumoto, K., Shono, T., Takasugi, S., Hotta, N., Fujishima, K., & Iwamoto, Y. (2007). Age-related differences in muscle activity, stride frequency and heart rate response during walking in water. Journal of Electromyograph and Kinesiology, 17(5), 596-604. Matsumoto, I., Araki, H., Tsuda, K., Odajima, H., Nishima, S., & Higaki, Y. (1999). Effects of swimming training on aerobic capacity and exercise induced bronchoconstriction in children with bronchial asthma. Thorax, 54(3), 196-201. Mauritz, K. H. (2002). Gait training in hemiplegia. European Journal of Neurology, 9 Suppl 1, 23-29; dicussion 53-61. McDonough, A. L., Batavia, M., Chen, F. C., Kwon, S., & Ziai, J. (2001). The validity and reliability of the GAITRite system s measurements: A preliminary evaluation. Archives Physical Medicine and Rehabilitation, 82(3), 419-425. Molloy, D. W., Richardson, L. D., & Crilly, R. G. (1988). The effects of a three-month exercise programme on neuropsychological function in elderly institutionalized women: a randomized controlled trial. Age and Ageing, 17(5), 303-310. Oujamaa, L., Relave, I., Froger, J., Mottet, D., & Pelissier, J. Y. (2009). Rehabilitation of arm function after stroke. Literature review. Annals of Physical and Rehabilitation Medicine, 52(3), 269-293. Parvataneni, K., Ploeg, L., Olney, S. J., & Brouwer, B. (2009). Kinematic, kinetic and metabolic parameters of treadmill versus overground walking in healthy older adults. Clinical Biomechanics (Bristol, Avon), 24(1), 95-100. Resnick, B., Michael, K., Shaughnessy, M., Kopunek, S., Nahm, E. S., & Macko, R. F. (2008). Motivators for treadmill exercise after stroke. Topics in Stroke Rehabilitation, 15(5), 494-502.
164 특수교육재활과학연구 ( 제 50 권제 2 호 ) Ruoti, R. G. (2002). Hydrotherapy. Perth, Western Australia: Reed Educational & Professional Ltd. Salbach, N. M., Mayo, N. E., Wood-Dauphinee, S., Hanley, J. A., Richards, C. L., & Cote, R. (2004). A task-orientated intervention enhances walking distance and speed in the first year post stroke: a randomized controlled trial. Clinical Rehabilitation, 18(5), 509-519. Shimura, K., & Kasai, T. (2002). Effects of proprioceptive neuromuscular facilitation on the initiation of voluntary movement and motor evoked potentials in upper limb muscles. Human Movement Science, 21(1), 101-113. Simmons, V., & Hansen, P. D. (1996). Effectiveness of water exercise on postural mobility in the well elderly: an experimental study on balance enhancement. The Journals of Gerontology. Series A, Biological Sciences and Medical Sciences, 51(5), M233-238. Sullivan, K. J., Knowlton, B. J., & Dobkin, B. H. (2002). Step training with body weight support: effect of treadmill speed and practice paradigms on poststroke locomotor recovery. Archives Physical Medicine and Rehabilitation, 83(5), 683-691. van Uden, C. J., & Besser, M. P. (2004). Test-retest reliability of temporal and spatial gait characteristics measured with an instrumented walkway system (GAITRite). BMC Musculoskeletal Disorders, 5, 13. Werner, C., Bardeleben, A., Mauritz, K. H., Kirker, S., & Hesse, S. (2002). Treadmill training with partial body weight support and physiotherapy in stroke patients: a preliminary comparison. European Journal of Neurology, 9(6), 639-644. Yagura, H., Hatakenaka, M., & Miyai, I. (2006). Does therapeutic facilitation add to locomotor outcome of body weight--supported treadmill training in nonambulatory patients with stroke? A randomized controlled trial. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 87(4), 529-535. Yang, Y. R., Yen, J. G., Wang, R. Y., Yen, L. L., & Lieu, F. K. (2005). Gait outcomes after additional backward walking training in patients with stroke: a randomized controlled trial. Clinical Rehabilitation, 19(3), 264-273.
수중트레드밀훈련이만성뇌졸중환자의보행능력에미치는영향 165 <Abstract> The Effect of Under-water Treadmill Training on Gait Ability in Chronic Stroke Park, Seok Woo ㆍ Song, Chang Ho This study aimed at investigating the effect of the gait training using underwater treadmills on gait ability of chronic stroke patients. A total of 20 hemiplegic stroke patients hospitalized in I rehabilitation hospital in Incheon were screened and randomized for the group selections, under-water treadmill and control groups. 10 under-water treadmill group patients were treated with the under-water treadmill while the rest left untreated. All the patients from both groups received their usual rehabilitation therapy two times a week, 30 minutes per session for four weeks, and only the under-water treadmill group was subjected to additional 30 minutes of under-water treadmill training two times a week. Changes of gait ability before and after planned treatment were examined, and the results are as follows. Significant improvement in gait ability was observed in all subjects that spatial and temporal factors irrespective of the under-water treadmill treatment(p<.05) and did not observed in all subjects irrespective of the control groups(p<.05). It was confirmed in this study that the gait training using under-water treadmill was effective therapy in improving walk capability of chronic stroke patients as proven by resulting improvements in gait speed and cadence, affected area step and stride length after the treatment. Therefore, it is expected that the use of the under-water treadmill training method would actively be employed in the field through further studies on training programs designed not only for chronic stroke patients, but also for others suffering from various diseases. Key Wards : Stroke, Aquatic Exercise, Gait, Treadmill training 논문접수 : 2011. 05. 01 / 수정본접수 : 2011. 06. 08 / 게재승인 : 2011. 06. 30