특수교육재활과학연구 Journal of Special Education & Rehabilitation Science Vol. 54, No. 1, pp. 75~94, 2015. 수중운동치료가경직형뇌성마비아동의 운동기능및균형능력에미치는영향 * 김병욱 ** ㆍ이효정 *** < 요약 > 본연구에서는경직형뇌성마비아동에게수중운동치료를적용하여뇌성마비아동의운동기능및균형능력에미치는영향을평가하고효과및변화를분석해보고자하였다. 경직형뇌성마비아동 20명을대상으로하였으며수중운동치료를적용한실험군 10명과신경발달치료 (NDT) 를적용한대조군 10명으로나누어배정하였다. 하루 30분, 주 2회, 총 6주간의운동전후에대동작운동기능과균형능력을측정하였다. 실험군과대조군대상자의성별, 나이, 뇌성마비유형에는유의차가나타나지않는동일한집단이었다. 대동작운동기능에서는기기와무릎서기, 걷기와뛰기및달리기항목에서실험군은전후유의한차이가나타났고군간변화량도유의한차이를보였다. 대동작운동기능에서서기항목에서는실험군은전후유의한차이가나타났지만군간변화량에선유의한차이가나타나지않았다. 균형능력에서실험군은전후유의한차이가나타났으며군간변화량에서도유의한차이가나타났다. 본연구를바탕으로수중운동치료를적용하여다양한연령대와다양한뇌성마비유형간의비교, 더많은대상자에게적용하는등지속적인연구가필요할것으로사료된다. 핵심어 : 경직형뇌성마비아동, 수중운동치료, 운동기능, 균형능력 * 이논문은한국교통대학교대학원석사논문을수정및보완한것임. ** 대덕구장애인종합복지관물리치료사 Physical Therapist of Daedeok-Gu Community Rehabilitation Center *** 한국교통대학교물리치료학과교수 ( 교신저자 : pttdspt@gmail.com) Professor of Department of Physical Therapy, Korea National University of Transportation
76 특수교육재활과학연구 ( 제 54 권제 1 호 ) Ⅰ. 서론 뇌성마비는성장발달의초기단계에생긴여러가지병변이나손상으로인해발생하는비진행성장애를말하는포괄적인용어이다. 2차적으로운동장애와자세이상을비롯한정신지체, 언어, 시각, 청각, 지각, 행동장애등의동반장애가나타날수있으며, 이로인하여신체기능뿐만아니라일상생활에서의활동과참여에어려움을가진다 ( 김태호등, 2006). 뇌성마비아동은운동발달이지체되어항중력자세를유지하기어려우며, 몸체의안정성과운동성의결여로평형의불균형을유발하는미발달된자세반사기전을가지고있다. 이런발달의정체는체간의안정성과운동성을떨어뜨리고, 지나친경직으로인한비정상적인자세긴장과연합된근과긴장이나저긴장으로나타나며 ( 이병희, 고주연, 2009), 이는근골격계의비정상발달을초래하게된다 (Gudjonsdottir & Mercer, 1997). 특히경직형뇌성마비아동은전체뇌성마비의약 80% 를차지하고있으며, 중추신경계손상으로인한비정상적인근육의긴장도증가를보이는데 (Mutch et al., 1992), 이런비정상적인근긴장도는불균형한움직임패턴을만들고, 운동조절능력에장애를초래한다 (Sharp & Brouwer, 1997). 이를완화하는것은신체의움직임속도와적용방향에관계되며더효율적인재활을가능하게해준다 (Nuyens et al., 2002). 또한긴장도의감소는뇌성마비아동이스스로의신체조절과움직임조절을경험하는데유리하며, 이경험자체가행위능력과인식의확장을가져오고, 개별적인감각통로를통해자신의신체를알아가고인식하여행동에대한기능적통합으로발전할수있다고하였다 (Kiphard, 1989). 이런이유에서뇌성마비아동의재활에근긴장도의감소는중요한의미를가지고있는데, 그중에서치료방법중하나로주목받고있는것이수중운동치료이다. 수중운동치료는지상에서수행하는운동중재방법과비교했을때, 물이가지는특성으로인하여더안전하고효율적인수준의개입을하게해준다. 지상이나수중의모든대상은중력의영향을받게된다. 하지만수중에서는부력으로인하여중력의영향을감소시키게되고, 이로인하여관절에가해지는부하가줄어들어관절손상의위험성을줄여준다. 또한부력은 Fair 등급미만의근력을지닌아동의신체를보조해주어움직임을더쉽게가질수있도록해준다 (Kelly & Davah, 2005). 그외에도부력으로인해자세유지에도움을주어운동기능에손상이있더라도자세의변화나동작을쉽게할수있게되며 (Koury, 1996), 보다많은관절과근육이움직여근육의긴장도에영향을주었다고볼수있다. 여기에따뜻한물에서의운동은이완효과및통증역치의상승, 근육경련의감소로인해근긴장도를낮춰줄수있어 (Ruoti et al., 1997), 더욱효과적인운동을가능하게해준다. 이처럼수중운동
수중운동치료가경직형뇌성마비아동의운동기능및균형능력에미치는영향 77 치료는뇌성마비아동의재활에유용한물리치료방법이라할수있다. 실제로수중운동을통하여뇌성마비아동의운동능력에직접적, 또는간접적으로영향을주는치료에대해여러연구가보고되고있다. 선행연구에서, 3세의영아에게제공된수중운동치료는대동작기능과운동발달에긍정적인영향을미쳤다고보고하였고 (Salem & Gropack, 2010), 5~7 세의뇌성마비아동을대상으로한연구에서는수중운동치료가아동의심폐지구력과호흡기능에개선이있다고하였다 (Hutzler et al., 1998). Attermeir(1998) 은 4~5세아동에게실시한 5개월의수중운동치료는대근육기능조절과보행능력의향상을가져왔다고하였고, Bumin 등 (2003) 은수중운동치료가레트신드롬을가진 11세아동의움직임, 보행, 균형능력을향상시켰다고보고하였다. 그외에도, 할리윅기법을이용한수중운동치료가 93% 의아동의 ADL 기능향상을가져온연구와 (Cuhna, 1996), 수중에서의유산소운동이 5세양하지마비아동에게근력과균형능력, 보행패턴과활동시에너지소비효율에긍정적인영향을미친다는연구도있다 (Retarekar et al., 2009). 그러나이처럼증가하고있는수중운동치료의연구에있어, 치료의적용방법적인부분에있어서는연구가부족한상태이다. 특히기존의수중운동치료에관련된연구는물의역학적특성을직접적으로이용하지않고, 대부분지상에서수행하는통상적인운동을수중에서적용하는방식으로이루어지거나 ( 손남희, 2013; 박시은, 2010; 천승철, 2005), 수영또는정형화된수중치료기법을통해진행하고있다 ( 이창균, 2009; 최정남, 2009; 김준홍, 2007). 이에본연구에서는경직형뇌성마비아동의운동기능및균형능력의향상을위해뇌성마비아동의하지에대한체중부하를제거하여긴장도를낮춘상태에서, 물의특성을이용하는단계별로적용가능한수중운동치료를구성해이를적용하고신경발달치료를적용하였을때와그효과를비교검정하여그효과성을입증하고자한다. 이를통해증거기반의연구를통해더나은임상결정을보장하고뇌성마비아동의치료를위한수중운동치료의발전에기여하고자한다. Ⅱ. 연구방법 1. 연구대상 본연구는 D시에위치한장애인복지관아동재활센터의뇌성마비아동 20명을대상으로하였으며선정기준은경직형뇌성마비로진단을받고구두지시를이해할수있고독립적인보행이불가능하거나어려운아동이다. 개방성상처나피부질환이있거나, 수술이나보톨
78 특수교육재활과학연구 ( 제 54 권제 1 호 ) 리늄톡신치료가예정되어있는아동은대상에서제외하였다. 연구대상은수중운동치료적용군 ( 실험군 ) 10명과신경발달치료적용군 ( 대조군 ) 10명으로, 2014년 05월 01일부터 06월 15일까지실시한예비실험을바탕으로두군의할당비율 1:1, 유의수준 0.05, 검정력 0.8로설정하여 G-Power 프로그램으로대상자수를산출하였으며, 결과에따라실험군 10명과대조군 10명으로구성하였다. 성별은실험군에서남자 5명 (50.0%), 여자 5명 (50.0%), 대조군에서남자 5명 (50.0%), 여자 5명 (50.0%) 으로각군별성별에유의한차이가없었다. 평균연령은실험군에서 8.40 (±3.10), 대조군에서 7.90(±3.38) 으로각군별유의한차이가없었다. 진단명은실험군에서사지마비 6명 (60.0%), 양마비 4명 (40.0%), 대조군에서사지마비 7명 (70.0%), 양마비 3명 (30.0%) 으로각군별유의한차이가없었다. 뇌성마비기능분류시스템에따른등급은실험군에서 Ⅰ등급 2명 (20.0%), Ⅱ등급 4명 (40.0%), Ⅲ등급 1명 (10.0%), Ⅳ등급 3명 (30.0%) 였고, 대조군에서 Ⅰ등급 3명 (30.0%), Ⅱ등급 4명 (40.0%), Ⅲ등급 1명 (10.0%), Ⅳ등급 2명 (20.0%) 로통계적으로유의한차이를보이지않아동일한집단으로나타났다 < 표 2-1>. < 표 2-1> 연구대상자의일반적특성 Experimental Control or t p Sex Male 5(50.0%) 5(50.0%) Female 5(50.0%) 5(50.0%).000 1.000 Age(year) 8.40 ± 3.10 7.90 ± 3.38 -.345.734 Height(cm) 112.17 ± 14.09 109.02 ± 13.26 -.515.613 Weight(kg) 22.60 ± 8.16 20.68 ± 7.98 -.532.601 Diagnosis Quadriplegia 6(60.0%) 7(70.0%) Diplegia 4(40.0%) 3(30.0%).220.639 Ⅰ 2(20.0%) 3(30.0%) GMFCS Ⅱ 4(40.0%) 4(40.0%) (grade) Ⅲ 1(10.0%) 1(10.0%) 1.533.675 Ⅳ 3(30.0%) 2(20.0%) 또한실험군과대조군의중재전종속변수의연관성을알아보기위해동질성검정을실시하였다. GMFM-C 에서는실험군은중재전평균값이 35.40(±6.35) 점, 대조군은중재전평균값이 37.10(±5.86) 점으로각군에서유의한차이가나타나지않았다. GMFM-D 에
수중운동치료가경직형뇌성마비아동의운동기능및균형능력에미치는영향 79 서는실험군은중재전평균값이 29.60(±11.52) 점, 대조군은중재전평균값이 26.90 (±15.45) 점으로각군에서유의한차이가나타나지않았다. GMFM-E 에서는실험군은중재전평균값이 30.50(±15.89) 점, 대조군은중재전평균값이 34.50(±19.15) 점으로각군에서유의한차이가나타나지않았으며, K-PBS 에서는실험군의중재전평균값이 34.20(±18.00) 점, 대조군의중재전평균값은 31.60(±20.01) 점으로각군에서통계적으로유의한차이를보이지않아동일한집단으로나타났다 < 표 2-2>. < 표 2-2> 사전동질성검정 Motor Function (score) Balance (score) Experimental group Control group or t p GMFM-C 35.40 ± 6.351 37.10 ± 5.86 GMFM-D 29.60 ± 11.52 26.90 ± 15.45.622.541 GMFM-E 30.50 ± 15.89 34.50 ± 19.15 K-PBS 34.20 ± 18.00 31.60 ± 20.01 -.306.764 2. 연구절차 연구기간은선행연구 (Bojan et al., 2012; Lidija et al., 2012; Lee et al., 2008) 를근거로하여 8월부터 10월까지 6주간이며, 연구자의치료환경및대조군과의조건을일치시키기위해주 2회씩 30분동안중재를진행하였다. 선정기준에근거한경직형뇌성마비아동 20명을대상으로수중운동치료를적용한실험군과신경발달치료 (NDT) 를적용한대조군으로나누어배정하였고, 각군의대상자는중재전에운동기능과균형능력을측정하였다. 측정은평가자가아동에게구두로지시를하면그지시를수행하는정도를확인하고점수화하였으며, 아동이잘이해하지못할경우 1회만시범을보여준뒤수행할수있도록하였다. 이연구는 2014년 08월 19일 IRB 심의를통과하였고, 승인번호는 KNUT IRB-6이다. 3. 연구도구 1) 운동기능측정 본연구에서는 GMFM-88 을이용하여각뇌성마비아동의운동기능을측정하였다. 검사
80 특수교육재활과학연구 ( 제 54 권제 1 호 ) 에사용한항목은 C, D, E 항목으로각각기기와무릎서기, 서기, 걷기와달리기및뛰기항목이었다. 기기와무릎서기 15문항, 서기 15문항, 걷기와달리기및뛰기 18문항으로구성되어있으며, GMFM-88 의모든항목은일반적으로 5세의정상운동능력에서이룰수있는것으로, 각각의항목들은점수가높을수록대동작운동기능이좋은것을의미하는 0~3점배점방식의 4점 Likert 척도로점수화되어있다. 이검사는준거참조관찰평가로각항목은자발적으로행하는동작을관찰하고, 간단한지시를하거나시범을보여아동이따라할수있게끔한뒤검사항목을평가한다 ( 성인영, 2002). 이검사는뇌성마비아동에게적용하였을때 0.91의높은타당도를보였고 (Palisano et al., 2000), 또한검사자간신뢰도는 0.77, 검사-재검사신뢰도는 0.88, 그리고검사자내신뢰도는 0.68로높은신뢰도를보여뇌성마비아동의대동작기능을평가하는데유용한방법이라고보고하였다 (Nordmark et al., 1997). 2) 균형능력측정본연구에서는 K-PBS 를이용하여각뇌성마비아동의균형능력을측정하였다. 이아동용균형능력평가도구는학교, 집과지역사회에서독립적이고안정적인기능활동의수행이가능한지알아보기위해설계되었다. 총 14항목으로구성되어있으며, 앉은자세에서일어나기, 의자에서의자로이동하기, 한다리로서있기, 제자리에서 360 회전하기, 뒤돌아보기, 바닥에있는물건을집어올리기등의전체 14항목으로구성되어있다. 각각의항목들은점수가높을수록균형기능이좋은것을의미하는 0~4점배점방식의 5점 Likert 척도로점수화되어있다. 이검사는 6~10 세의뇌성마비아동 31명을대상으로연구된측정자간상관계수.97로비교적높은신뢰도를가진것으로보고되어있다 ( 고명숙등, 2008). 4. 실험방법 1) 수중운동치료적용군 ( 실험군 ) 연구에적용한수중운동치료는부력기구를이용하여대상의신체를완전히물에띄워하지에대한체중부하를최소화한상태에서치료적개입을실시하는방식으로, 기존의수중운동적용방식인 Watsu를기반으로, 국제 WABA 협회의 Watsu 1, 2, 3 전문요원교육을이수한경력 5년차치료사의임상적경험을더해 4단계의운동프로그램으로재구성하였다 < 표 2-3>. 연구에서사용한부력기구는양팔근위부에각각착용하는 Arm ring을사용하였으며, 중재는각회기당 30분, 주당 2회, 총 6주동안진행하였다.
수중운동치료가경직형뇌성마비아동의운동기능및균형능력에미치는영향 81 < 표 2-3> 수중운동치료의적용방법 Stage of aquatic exercise therapy 1단계 2단계 3단계 4단계 목적 : 치료사와의유대감형성및치료실환경적응자세 : 1. 치료사와아동이마주본다. 2. 치료사는아동의양액와를손으로받쳐준다. 적용 : 1. 함께풀장내를돌아다니면서가벼운흔들림을제공한다. 2. 아동의자세를무너뜨린뒤스스로직립자세로돌아올수있도록유도한다. 목적 : 아동의시야를넓히고, 두려움을줄여나간다. 자세 : 1. 치료사가지지해주는손을액와에서골반까지점차적으로옮겨간다. 2. 치료사가아동의앞에서옆, 뒤로이동하여점점아동의시야에서벗어난다. 적용 : 1. 1단계와같은방식으로적용한다. 2. 아동이익숙해지면한팔만으로아동을지지해서불안정성을증가시켜준다. 목적 : 아동이부력기구에익숙해지고, 치료사의보조없이자세를유지할수있다. 자세 : 1. 아동은부력기구를착용한다. 이때아동의양발은바닥에닿지않고부력기구로인해몸전체가떠있는상태이다. 2. 치료사는아동의양손을잡아서지지해준다. 적용 : 1. 부력기구를착용한상태로, 아동이스스로균형을잡고수중에서직립자세를유지하는연습을한다. 2. 기본자세에서아동이신체를유지할수있으면치료사의지지를한손씩점진적으로줄여나간다. 목적 : 아동은치료사의보조없이스스로움직임을만들어낼수있다. 자세 : 1. 3단계와같은방식으로적용한다. 2. 치료사는아동의주변에서약간의거리를두고있는다. 적용 : 1. 아동은치료사의보조없이, 혼자서수영장내를돌아다닌다. 2. 치료사는관절의분리된움직임을수동운동을통해아동에게경험시켜준다. 3. 아동은반복적인움직임을통해하지근력강화와보행에필요한하지와골반의분리된움직임을습득한다. 1단계는치료사와의유대감형성및치료실환경에적응하기위해, 치료사와직접적인접촉을한상태를유지하며, 가벼운수준의흔들림을이용해아동이물에익숙해질수있도록하는단계이다. 두려움은근육의긴장도를증가시키고비정상적인움직임을만들며운동조절의학습을방해하는원인이므로 (Mary & Diane, 1998), 이를제거해주는것이목적이다. 2단계는아동이부유기구를착용하기전에치료사의보조를받아진행하는단계이다. 기본적인진행방식은 1단계와같으나, 치료사는점점보조를줄이고, 아동의시야에서벗어
82 특수교육재활과학연구 ( 제 54 권제 1 호 ) 나기위해옆이나뒤쪽으로이동한상태로진행한다. 이단계를진행하면서아동은물에서의움직임에대한두려움에서벗어나손으로물을치거나발을구르며자신의몸을가누고수중에서의움직임을익힐수있게된다. 3단계에서는부력기구를착용한상태에서치료사의보조를받고시작하여점차적으로치료사의보조를줄여나가는방식으로진행되며, 물의흐름과부력에대항하여직립자세를유지하는것으로정적인부하가제공된다. 이는흔들림판위에서자세를유지하는것과같은원리로, 대상의균형능력과안정성회복, 조절능력을향상시킬수있다 (Anne et al., 2003). 4단계에서는부력기구를착용한상태에서대상이능동적으로움직임을시작하며골반과하지의분리된움직임을습득하게된다. 감소한긴장도로인해각관절의움직임을원활하게수행할수있으며, 이는보행에필요한하지의운동패턴을경험할수있게해준다. 또한물은점성으로인하여모든능동운동에서저항을만들어내게되며 (Kisner & Colby, 2005) 이를통해움직임에필요한근력강화운동을수행할수있다. 2) 신경발달치료군 ( 대조군 ) 대조군은신경발달치료를하루 30 분, 주 2 회, 총 6 주동안적용하였다 < 표 2-4>. < 표 2-4> 신경발달치료내용 운동자세바로누운자세 (10분) 앉은자세 (10분) 선자세 (10분) 내용 1) 목, 체간, 상하지의정렬 2) 척추가동운동 3) 상ㆍ하지의관절및근육의가동운동 1) 체간근육의촉진, 활성화 2) 근육의동시수축훈련 1) 항중력근육촉진 2) 골반과하지의분리된움직임연습 5. 자료처리 본연구의분석은 SPSS/windows(ver. 20.0) 통계프로그램을이용하여분석한다. 카이제곱검정 (chi-square test) 와독립표본 t 검정을통해두집단의동질성검정을실시하였다. 연구의결과값은 Kolmogorov-smirnov 검사와 Shapiro-Wilk 검사를통해정규성
수중운동치료가경직형뇌성마비아동의운동기능및균형능력에미치는영향 83 검정을하였으며, 정규분포를따르지않는다고가정되어비모수통계처리방식인 Wilcoxon 부호순위검정 (Wilcoxon signed ranks test) 을이용하여집단내중재방법에따른종속변수의전후비교를처리하였고, Mann-Whitney U 검정을이용하여집단간운동방법에따른종속변수의변화량을비교하였다. 모든통계적유의수준 (p) 은.05 이하로하였다. Ⅲ. 연구결과 1. 운동기능의변화 1) 기기와무릎서기실험군의중재전평균 GMFM-C 는 35.40 점이었고중재후평균 GMFM-C 는 38.30 점으로유의차가나타났다p <.01). 대조군의중재전평균 GMFM-C 는 37.10 점이었고, 중재후평균 GMFM-C 는 38.60 점으로유의차가나타났다 (p <.05). 실험군과대조군의전후평균 GMFM-C 의변화량차이를살펴보면실험군은 2.90점증가, 대조군은 1.50점증가로실험군이대조군보다변화량이더크며통계적으로유의하였다 (p <.05)< 표 3-1>. < 표 3-1> 그룹간대동작운동기능 ( 기기와무릎서기 ) 의비교 ( 단위 : Scores) GMFM -C Experimental Control U p Pre 35.40 ± 6.35 37.10 ± 5.86 Post 38.30 ± 5.38 38.60 ± 6.26 Pre-Post 2.90 ± 1.45 1.50 ± 1.35 22.500.035 z -2.825-2.588 p.005.010 2) 서기실험군의중재전평균 GMFM-D 는 29.60 점이었고중재후평균 GMFM-D 는 31.80 점으로유의차가나타났다 (p <.01). 대조군의중재전평균 GMFM-D 는 26.90 점이었고, 중재후평균 GMFM-D 는 29.00 점으로유의차가나타났다 (p <.05). 실험군과대조군의전후평균 GMFM-D 의변화량차이를살펴보면실험군은 2.20점증가, 대조군은 2.10점
84 특수교육재활과학연구 ( 제 54 권제 1 호 ) 증가로실험군이대조군보다변화량이더크지만통계적으로유의한차이는나타나지않았다 (p >.05) < 표 3-2>. < 표 3-2> 그룹간대동작운동기능 ( 서기 ) 의비교 ( 단위 : Scores) GMFM -D Experimental Control U p Pre 29.60 ± 11.52 26.90 ± 15.45 Post 31.80 ± 11.30 29.00 ± 16.66 Pre-Post 2.20 ± 1.40 2.10 ± 2.23 44.500.684 z -2.687-2.384 p.007.017 3) 걷기와달리기및뛰기실험군의중재전평균 GMFM-E 는 30.50 점이었고중재후평균 GMFM-E 는 33.00 점으로유의차가나타났다 (p <.01). 대조군의중재전평균 GMFM-E 는 34.50 점이었고, 중재후평균 GMFM-E 는 35.60 점으로유의차가나타났다 (p <.05). 실험군과대조군의전후평균 GMFM-E 의변화량차이를살펴보면실험군은 2.50점증가, 대조군은 1.10점증가로실험군이대조군보다변화량이더크며통계적으로유의하였다 (p <.05) < 표 3-3>. < 표 3-3> 그룹간대동작운동기능 ( 걷기와달리기및뛰기 ) 의비교 ( 단위 : Scores) GMFM -E Experimental Control U p Pre 30.50 ± 15.89 34.50 ± 19.15 Post 33.00 ± 15.03 35.60 ± 19.79 Pre-Post 2.50 ± 1.35 1.10 ± 1.10 21.500.029 z -2.820-2.232 p.005.026 2. 균형능력의변화 실험군의중재전평균 K-PBS 는 34.20 점이었고중재후평균 K-PBS 는 37.50 점으로유의차가나타났다 (p <.01). 대조군의중재전평균 K-PBS 는 31.60 점이었고, 중재후
수중운동치료가경직형뇌성마비아동의운동기능및균형능력에미치는영향 85 평균 K-PBS 는 33.50 점으로유의차가나타났다 (p <.05). 실험군과대조군의전후평균 K-PBS 의변화량차이를살펴보면실험군은 3.30점증가, 대조군은 1.90점증가로실험군이대조군보다변화량의차이가더크며통계적으로유의하였다 (p <.05) < 표 3-4>. < 표 3-4> 그룹간균형능력의비교 ( 단위 : Scores) K- PBS Experimental Control U p Pre 34.20 ± 18.00 31.60 ± 20.01 Post 37.50 ± 17.13 33.50 ± 20.38 Pre-Post 3.30 ± 1.42 1.90 ± 1.29 23.000.043 z -2.840-2.555 p.005.011 Ⅳ. 논의 보행은이동의한형태로인간은유아기에두발보행의형태를얻어많은연습을통해의식적인노력없이걸을수있도록자동적으로반복되는운동조절명령을습득한다. 하지만뇌성마비아동의경우신경계와근골격계의손상으로인해정상보행에방해를받기쉽다 (Laura et al., 1999). 정상적인보행을위해서는보행에참여하고있는각관절에서의충분한가동범위와근력, 중추신경계를통한움직임의정교한조절이요구되지만 (Donald, 2004), 뇌성마비아동은뇌의병변으로인해발생하는비정상적인자세긴장과상호신경지배로인한과도한동시수축, 근협응의비정상적패턴으로인해보행에어려움을겪게된다 (Karel, 1993; 이병희등, 2011). 뇌성마비아동의운동역학적, 운동형상학적인면에서잘못된보행패턴을개선하기위해서는효율적인물리치료적접근방법을찾아야할필요가있는데 ( 김연순, 2008), 뇌성마비아동에대한다양한접근방법중하나인수중운동은풀 (pool) 또는탱크 (tank) 에서다양한깊이의침수를이용하여신장, 근력강화, 관절가동술, 균형, 보행훈련과지구력훈련을포함한다양한치료적중재의적용을촉진시키는방법이다 (Kisner & Colby, 2005). 수중운동치료는부력, 점성, 표면장력등, 수중에서신체에직접적인영향을미치는물의물리적특성을이용하며, 물의특성으로인해체중으로인한관절의부하를줄여주고 3차원적인움직임이가능해지고 (Ruoti et al., 1997), 모든능동운동에서저항을만들어
86 특수교육재활과학연구 ( 제 54 권제 1 호 ) 내며 (Becker, 2009), 지상에서하기어려운운동패턴의경험을가능하게해준다 (Getz et al., 2012). 또한물에서의운동은부력으로인해자세유지에도움을주어운동기능에손상이있더라도자세의변화나동작을쉽게할수있게되며 (Koury, 1996) 보다많은관절과근육이움직여근육의긴장도에미친다고볼수있다. 여기에따뜻한온도로인한이완효과및통증역치의상승, 근육경련의감소로인해근긴장도를낮춰줄수있어 (Ruoti et al., 1997) 더욱효과적인운동을가능하게해준다. 이런특성으로인하여, 수중운동치료는지상에서는이루어지기어려운동작도자유롭게이루어질수있으며무리를받지않고장시간운동이가능하다는면에서보행훈련에수중운동치료를적용하였다. 선행연구에따르면부력을이용해근육과관절에있는기계수용기들과전정계에대한자극이감소되면항중력근의긴장도가완화될수있다고하였으며 (Kesiktas et al., 2004), 본연구에서는부력기구를이용하여아동의신체를띄우고하지에대한체중부하를제거하여근육과관절에대한자극을최소화하였다. 이를통해근긴장도의이상항진을방지하고운동패턴의경험을용이하게하기위해, 기존의수중운동치료기법에저자의임상적경험을토대로하여재구성한수중운동치료를적용하여운동기능과균형능력에미치는영향을알아보고자하였다. 경직형뇌성마비아동 20명을대상으로 6주동안실험군 10명에게수중운동을적용하였고, 대조군인 10명에게신경발달치료를적용하여운동기능과균형능력을검사한후각그룹간비교를통해수중운동의유용성을알아보고자하였다. 아동에대한보행능력평가중, 보행과 GMFM 평가의결과는서로상관성이있으며, 이는뇌성마비아동의일반적인운동정도를대표한다. 이둘은서로상호보완적이며, GMFM 의 D영역과 E영역은이동에대한예측도로사용할수도있을정도로타당도와신뢰도가높은검사이다 (Drouin et al., 1996). 본연구결과실험군에서운동기능은 GMFM 평가결과, C항목에서평균 2.90점증가하여수중운동치료적용후에기기와무릎서기운동기능이유의하게향상됨을보였고 (p <.01). D항목에서는평균 2.20점이증가하여서기기능역시유의하게향상됨을보였다 (p <.01). 또한 E항목에서는평균 2.50 점이증가하여걷기와달리기, 뛰기기능에서도수중운동적용후유의한수준의향상이나타났다 (p <.01). 이에반해신경발달치료를적용한대조군은 C항목에서평균 1.50점향상으로유의한향상이나타났고 (p <.05), D항목에서평균 2.10 점향상되어유의한변화를보였다 (p <.05). E항목에서도평균 1.10 점이증가하여유의차가나타났으나 (p <.05), 각항목의변화량에있어대조군보다실험군의변화량이큰것으로나타났다. 실험군과대조군의변화량을비교하여보았을때, C항목과 E항목에서는실험군의변화량이통계적으로유의하게더많은증가를보였다 (p <.05). 반면에 D항목에서는실험군과대조군의변화량에있어유의한차이가나타나지않았다 (p >.05).
수중운동치료가경직형뇌성마비아동의운동기능및균형능력에미치는영향 87 강성훈과배영천 (2012) 은경직형뇌성마비아동 15명을대상으로할리윅프로그램을적용하여대동작기능에유의한증가를보여줬고 (p<.05) 이재학 (2007) 은수중에서의체간근력강화훈련이아동의정적평형에관계되는대동작운동기능평가의향상을가져왔다고하였으며 Laurent 등 (2011) 은 10주간의그룹수영트레이닝이 GMFCS 3, 4등급의낮은신체능력을가지고있는 CP 아동의서기및걷기능력에향상을가져왔다고보고하여 (p <.05) 본연구의결과와일치하는결과를보였다. 이는수중운동치료가뇌성마비아동의근긴장도를감소시키고심리적안정감및부력에따라안정성을제공하게되어근위부의긴장도가낮아진것이기능적인운동동작을할수있게된것으로사료된다. 보행에영향을미치는또다른요인은균형능력이다. 보행은의도적인균형의상실과회복의반복이며, 걷는다는것은앞으로넘어지려고하는것을멈추게하는단순한행동이다 (David, 2003). 뇌성마비아동이독립적으로서거나걷는것, 그외의다양한운동발달의지연은대부분균형조절능력이떨어지기때문이며, 기립자세를유지하는데있어균형은중요한역할을담당한다 (Bleck, 1975). 본연구결과실험군에서균형능력은 K-PBS 평가결과, 평균 3.30 점증가하여수중운동프로그램적용후에균형능력이유의하게향상됨을보였다 (p <.01). 대조군에서는중재후평균 1.90점향상으로유의한향상이나타났으나 (p <.01), 실험군의변화량이대조군의변화량보다큰것으로나타났으며통계적으로유의한차이를보였다 (p <.05). Fragala 등 (2013) 는 8명의뇌성마비아동에게적용한수중유산소운동이대동작기능과함께보행에서의균형능력에유의한향상을가져왔다고하였고 (p <.05), Retarekar 등 (2009) 의연구에서도경직형양마비아동에게제공한대근육군중심의수중유산소운동이아동의균형능력에긍정적인변화를가져왔다고하였다. 또 Thorpe 등 (2005) 는 10주간의수중저항운동이뇌성마비아동의균형능력을향상시켰다고하였다. 비록이연구들은별도의균형능력평가를사용한것은아니지만다양한기능적평가도구를사용해수중운동치료중재후대상자가활동시신체조절과균형능력이향상되었음을보고하였고, 이는본연구의결과를지지해준다. 이는수중운동치료가뇌성마비아동의근위부의긴장도감소와함께, 물의흐름과부력으로인한부하에대항하여자세를유지하는연습을통해균형능력과안정성회복, 그리고조절능력이향상된것으로사료된다. 이와같이본연구의결과를종합해보면, 대상자의하지에대한체중부하를제거한상태에서진행하는수중운동이뇌성마비아동의근긴장도의이상항진을방지하고이를통해다양한운동패턴과신체조절능력을경험하여, 운동기능과균형조절능력의향상에영향을미쳤다고생각할수있다.
88 특수교육재활과학연구 ( 제 54 권제 1 호 ) Ⅴ. 결론및제언 본연구에서는경직형뇌성마비아동에게부유기구를착용한상태로하지에대한체중부하를제거하여진행하는방식의수중운동이운동기능과균형능력에미치는영향을알아보고자하였다. 경직형뇌성마비아동 20명을대상으로 6주동안실험군 10명에게수중운동프로그램을적용하였고, 대조군인 10명에게신경발달치료를적용하여비교연구한결과다음과같이나타났다. 첫째, 중재후실험군에서운동기능이유의한차이가나타났다. 보행에관련된대동작기능을평가하였을때, 기기와무릎서기항목과 (p<.01) 서기항목 (p<.01), 걷기와달리기및뛰기항목에서 (p <.01) 모두통계적으로유의한수준의변화가있었다. 대조군에서도중재전과중재후의운동기능에서유의한차이가나타났다. 기기와무릎서기항목과 (p <.05) 서기항목 (p <.05), 걷기와달리기뛰기항목 (p <.05) 모두유의한수준의변화를보였으나, 전후변화량의차이에서기기와무릎서기, 걷기와달리기및뛰기항목에서실험군이대조군보다더많은변화를보였으며, 통계적으로유의한수준의차이를보였다 (p <.05). 서기항목은중재후실험군이통계적으로유의한수준의변화를보였고 (p <.01), 대조군역시유의한수준의변화를보였으나 (p<.05) 변화량의차이에서는통계적으로유의한수준의차이를보이지않았다 (p >.05). 둘째, 중재후실험군에서균형능력이유의한차이가나타났다 (p <.01). 대조군에서도유의한수준의차이가있었지만 (p <.05) 실험군이대조군에비해더많은수준의변화를보였고, 통계적으로유의하였다 (p <.05). 이상의결과를종합해볼때, 6주간의수중운동의적용은경직형뇌성마비아동의운동기능과균형능력의향상에유용하다고할수있다. 현재우리나라의수중운동치료는보편화되지못하였으며, 노인이아닌아동에대한연구는더욱미비한실정이다. 앞으로다양한연구를통해수중운동치료를발전시켜나간다면뇌성마비아동의재활에많은도움이될수있을것으로생각된다. 본연구의제한점및제언은다음과같다. 첫째, 본연구에서는경직형뇌성마비아동 20명만을대상으로하여연구결과를일반화하기어려워, 향후연구에서더많은대상자를적용한연구가필요하다. 둘째, 본연구에서는뇌성마비아동중가장많은경직형뇌성마비아동을대상으로진행하였지만추후연구에서는다양한유형의뇌성마비아동을대상으로적용할필요가있다. 셋째, 본연구에서는부력기구를이용하여하지에대한체중부하를제거하는방식으로재구성된수중운동과신경발달치료를중재하여비교연구를진행하였지만, 기존에사용하
수중운동치료가경직형뇌성마비아동의운동기능및균형능력에미치는영향 89 던통상적인방식의수중운동치료대조군을통해새로운프로그램의적용방식의효과를비교검증해볼필요가있다. 넷째, 본연구에서는보행과관련하여대동작운동기능과균형능력을대상으로아동의운동능력을평가하였지만, 추후의연구에서는더다양한방식의, 실질적인보행을통한평가나일상생활과연관되는평가방법을통하여변화의수준을측정해야할필요가있다. 다섯째, 본연구에서는균형능력의평가에대해기능적평가도구를사용하였지만, 그외에표준화된측정기계를이용하여측정할필요가있다. 참고문헌 강성훈, 배영현 (2012). 경직형뇌성마비아동에서수중운동프로그램과지상운동프로그램이운동기능과균형에미치는영향비교. 대학스포츠의학회지, 30(2), 116-122. 고명숙, 이남현, 이정아, 전혜선 (2008). 한글판아동균형척도 (Pediatric Balance Scale) 의측정자간신뢰도. 한국전문물리치료학회지, 15(1), 86-95. 김연순 (2008). 신경발달적중재프로그램이뇌성마비아동의보행과일상생활동작에미치는영향. 원광대학교대학원박사학위논문. 김준홍 (2007). 수중재활운동이뇌성마비아동의신체조성, 체력및폐활량에미치는영향. 경기대학교스포츠과학대학원석사학위논문. 김태호등 (2006). Pediatric Physical Therapy. 서울 : ( 주 ) 탑메디오피아. 박시은 (2010). 수중과지상의트레드밀훈련이편마비환자의보행과신체적기능에미치는효과비교. 용인대학교재활보건과학대학원석사학위논문. 성인영 (2002). 정상발달어린이의월령에따른대동작기능평가. 대한재활의학회지, 26(4), 398-402. 손남희 (2013). 수중운동과지상운동이뇌졸중환자의균형및보행능력이미치는영향. 용인대학교교육대학원석사학위논문. 이병희, 고주연 (2009). 뇌성마비아동의대근육운동발달특성에관한연구. 특수교육재활과학연구, 48(2), 89-113. 이병희, 정진화, 유재호, 박대성 (2011). 증강현실기반운동프로그램이경직형뇌성마비아동의발목관절근력및보행능력에미치는영향. 특수교육재활과학연구, 50(4), 437-455. 이재학 (2007). 수중치료를통한체간근력강화훈련이뇌성마비아동의앉기자세와하지근긴장도에미치는영향. 단국대학교특수교육대학원석사학위논문. 이창균 (2009). 수중재활운동이중추신경계손상자의균형및보행능력에미치는영향. 성균관대학교과학기술대학원석사학위논문. 천승철 (2005). 점진적수중저항운동이뇌졸중성인편부전마비환자의보행에미치는영향. 단국대학교특수교육대학원석사학위논문.
90 특수교육재활과학연구 ( 제 54 권제 1 호 ) 최정남 (2009). 수중재활운동이뇌성마비아동의정적평형성에미치는영향. 한국체육대학교사회체육대학원석사학위논문. Anne, S. C., Susan, H., Deborah, K., Robert, P., & Marjorie, W. (2003). Effect of balance training on recovery of stability in children with cerebral palsy. Developmental Medicine & Child Neurology, 45(9), 591-602. Attermeier, S. (1998). The use of water as a modality to treat an infant with mild neurological dysfunction: A case report. Physical and Occupational Therapy in Pediatric, 3(1), 53-58. Becker, B. E. (2009). Aquatic therapy: scientific foundation and clinical rehabiltation applications. Physical Medicine and Rehabilitation, 1(9), 859-872. Bleck, E. E. (1975). Locomotor prognosis in cerebral palsy. Developmental Medicine & Child Neurology, 17(1), 18-25. Bojan, J., Lidija, D., Marko, A., Tomislav, O., Dejan, M., & Dragan, D. (2012). The Swimming Program Effect on the Gross Motor Function, Mental Adjustment to the Aquatic Environment, and Swimming Skills in Children with Cerebral Palsy: A Pilot Study. Specijalna edukacija i rehabilitacija, 11(1), 51-66. Bumin, G., Uyanik, M., Yilmaz, I., Kayihan, H., & Topcu, M. (2003). Hydrotherapy for Ret syndrome. Journal of Rehabilitation Medicine, 35(1), 44-45. Cuhna, M. B. (1996). Spinal muscular atrophy type 2 and 3: Evolution of 50 patients with physio therapy and hydrotherapy in a swimming pool. Archives of Neuropsichiatric, 54(3), 402-406. David, J. M. (2003). 정형도수치료진단학 [Orthopedic physical assesment] ( 대한정형도수치료학회역 ). 서울 : 현문사. Donald, A. N. (2004). 근골격계의기능해부및운동학 [Kinesiology of the musculoskeletal system]. ( 김종만등역 ). 서울 : 정담미디어. Drouin, L. M., Malouin, F., Richards, C. L., & Marcoux, S. (1996). Corelation between the gross motor function measure and gait apatiotemporal measures in children with neurological impair ment. Developmental Medicine & Child Neurology, 38(11), 1007-1119. Fragala-Pinkham, M. A., Smith, H. J., Lombard, K. A., Barlow, C., & O Neil, M. E. (2013). Aquatic aerobic exercise for children with cerebral palsy: a pilot intervention study. Physiotherapy theory and practice, 30(2), 69-78. Getz, M., Hutzler, Y., Vermer, A., Yarom, Y., & Unithan, V. (2012). The Effect of Aquatic and Land-Based Training on the Metabolic Cost of Walking and Motor Performance in Children with Cerebral Palsy: A Pilot Study. International Scholarly Research Network Rehabilitation. Volume 2012, Article ID 657979. Gudjonsdotir, B., & Mercer, V. S. (1997). Hip and spine in children with cerebral palsy muscu loskeletal development and clinical implications. Pediatric Physical Therapy, 9(4), 179-185. Hutzler, Y., Chacham, A., Bergman, U., & Szeinberg, A. (1998). Effects of movement and swimming
수중운동치료가경직형뇌성마비아동의운동기능및균형능력에미치는영향 91 program on vital capacity and water orientation skils of children with cerebral palsy. Develop mental Medicine and Child Neurology, 40(3), 176-181. Karel B. (1993). 뇌성마비의평가와물리치료 [A Neurological basis for the treatment of cerebral palsy 2nd edition] ( 안소윤, 정진우역 ). 서울 : 도서출판대학서림. Kelly, M., & Darah, J. (2005). Aquatic exercise for children with cerebral palsy. Developmental Medicine & Child Neurology, 47(12), 838-842. Kesiktas, N., Paker, N., Erdogan, N., Galen, G., Bicki, D., & Yilmaz, H. (2004). The use of hydrotherapy for the management of spasticity. Neurological Rehabiltation and Neural Repair, 18(4), 268-273. Kisner, C., & Colby, L. A. (2005). 운동치료총론 [Therapeutic exercise foundations and techniques 4th edition] ( 장정훈등역 ). 서울 : 도서출판영문출판사. Kiphard, E. J. (1989). Psychomotorik in praxis und theorie. Gutersloh: Flötman Verlag. Koury, J. M. (1996). Aquatic therapy programming: guidelines for orthopedic rehabiltation. Ilinois: Human Kinetics. Laura, K. S., Elizabeth, L. W., & Don Lehmkuhl, L. (1999). Brunnstrom s 임상운동학 [Brunnstrom s Clinical Kinesiology, 5th edition]( 이현옥등역 ). 서울 : 도서출판영문출판사. Laurent, B., Suzane, P., & Martin, L. (2011). Group aquatic training improves gait eficiency in adolescents with cerebral palsy. Disability and Rehabilitation, 33(17-18), 1616-1624. Lee, J. H., Sung, I. Y., & Yoo, J. Y. (2008). Therapeutic effects of strengthening exercise on gait function of cerebral palsy. Disability and Rehabilitation, 30(19), 1439-1444. Lidija, D., Marko, A., Dejan, M., Tomislav, O., Dragan, R., & Daniel, D. (2012). The Effect of Aquatic Intervention on the Gross Motor Function and Aquatic Skills in Children with Cerebral Palsy. Journal of Human Kinetics, 32, 167-174. Mary, E. W., & Diane, L. D. (1998). Lower-extremity strength profiles in spastic cerebral palsy. Development Medicine and Child Neurology, 40(2), 100-107. Mutch, L., Alberman, E., & Hagberg, B. (1992). Cerebral palsy epidemiology: where are we now and where are we going?. Developmental Medicine Child Neurology, 34(6), 547-551. Nordmark, E., Hagglund, G., & Jarnlo, G. B. (1997). Reliability of the gross motor function measure in cerebral palsy. Journal of Rehabilitataion Medicine, 29(1), 25-28. Nuyens, G. E., De Werdt, W. J., & Spaepen, AJ. Jr. (2002). Reduction of spastic hypertonia during repeated passive knee movements in stroke patients. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 83(7), 930-935. Palisano, R. J., Hanna, S. E., Rosenbaum, P. L., Russell, D. J., Walter, S. D., Wood, E. P,, Raina, P. S,, & Galuppi, B. E. (2000). Validation of a model of gross motor function for children with cerebral palsy. Physical Therapy, 80(10), 974-985. Retarekar, R., Fragala-Pinkham, M. A., & Townsend, E. L. (2009). Effects of Aquatic Aerobic Exercise for a Child with Cerebral Palsy: Single-Subject Design. Pediatric Physical Therapy,
92 특수교육재활과학연구 ( 제 54 권제 1 호 ) 21(4), 336-344. Ruoti, K. G., Moris, D. M., & Cole, A. J. (1997). Aquatic Rehabilitation. Philadelphia: Lipincolt. Salem, Y., & Gropack, S. J. (2010). Aquatic therapy for a child with type Ⅲ spinal muscular atrophy: a case report. Physical and Occupational Therapy in Pediatric, 30(4), 2313-2441. Sharp, S. A., Brouwer, B. J. (1997). Isokinetic strength training of the hemiparetic kne: Efect on functional and spasticity. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 78(1), 1231-1236. Thorpe, D. E., Reilly, M., & Case, L. (2005). The effects of an aquatic resistive exercise program on ambulatory children with cerebral palsy. Journal of Aquatic Physical Therapy, 13(1), 21-34.
수중운동치료가경직형뇌성마비아동의운동기능및균형능력에미치는영향 93 <Abstract> Effects of Aquatic Exercise Therapy on Motor Function and Balance in Children with Spastic Cerebral Palsy Kim, Byoung Ook ㆍ Lee, Hyo Jeong The purpose of this study is to analyze the effects of aquatic exercise therapy on motor function and balance in children with spastic cerebral palsy. Subjects of this study, among the children who received the diagnosis spastic cerebral palsy, for children total of 20 people have agreed to research. Experimental group 10 people, control group 10 people, was a total of 20 people. Group-specific arbitration method, was applied to aquatic exercise (experimental group) and neuro developmental treatment (control group). Each training courses 30 minutes twice weekly, examined the changes in motor function and balance ability to examine a total of 6-week course effectively. The results of this study is First, experimental group appeared a significant difference in motor function(p <.01), and significant difference in the control group was observed(p<.05). Comparison between groups before and after the variation, Crawling and Kneeling, Walking, Jumping and Running, in the experimental group, was observed a significant difference (p <.05). In the Standing part, significant differences between the groups did not observed(p >.05). Secondly, a significant difference appeared in the balance capability of the experimental groups after the experiment(p <.01), a significant difference was observed in the control group(p <.05). Comparison between groups before and after the variation, a significant difference was observed in the balance ability in the experimental group(p <.05).
94 특수교육재활과학연구 ( 제 54 권제 1 호 ) Looking in total from the above results, it is suggested that it is possible to aquatic exercise 6 weeks improves motor function and balance capability of the children with spastic cerebral palsy. Therefore, it is possible that the application of aquatic exercise is to effective in improvement of motor function and balance ability to children with spastic cerebral palsy. Future research should Not only increases the number of subjects, but also should a variety of studies are performed to investigate the effect of aquatic exercise to be applied to children of different types of cerebral palsy. Key Words : Cerebral Palsy, Aquatic exercise therapy, Motor function, Balance 논문접수 : 2015. 01. 22 / 논문심사일 : 2015. 03. 08 / 게재승인 : 2015. 03. 17