임상노인의학회지 : 제 12 권제 4 호 Korean J Clin Geri 2011;12(4):141-148 보행장애 이동국 대구가톨릭대학교의과대학신경과학교실 Gait Disorders Dong Kuck Lee, M.D. Department of Neurology, Catholic University of Daegu School of Medicine, Daegu, Korea Certain disorders of motor function manifest themselves most clearly as impairments of upright stance and locomotion. Their evaluation depends on knowledge of the neural mechanisms underlying these peculiarly human functions. The analysis of stance, carriage, and gait is a particularly rewarding medical exercise. With some experience, the examiner can sometimes reach a neurologic diagnosis merely by noting the manner in which the patient enters the office. Considering the frequency of falls that result from gait disorders and their consequences, such as hip fracture, and the resultant need for hospital and nursing home care, this is an important subject for all physicians. So, I will review the physiological and biomechanical aspects of gait, anatomical aspects of gait, history and common symptoms of gait disturbance, examination of posture and walking, and physical signs and specific patterns of gait disorders. Key Word: Gait disorders 서 론 직립자세를유지하는것과보행은인간이살아가는데있어가장중요하고복잡한기능이다. 보행기술은어린시절부터차차나이가들어가며점점세련되게고쳐진다. 나이가들면서자세와보행의자발적이고자동적인조절은살아가는데필수적요건이된다. 보행은이동 (locomotion), 균형 (balance), 및적응 (adaptation) 이라는신경계기능이잘조화되어야가능하다. 신경계의많은병은자세와보행에이상을일으킨다. 따라서경험이많은의사는특징적인보행형태를보기만해도임상적진단을내릴수있다. 그러므로정상적인자세, 이동및보행을잘숙지한후비정상적인보행을분석하는것이임상적으로대단히중요하다고하겠다. 교신저자 : 이동국, 대구시남구대명 4 동 3056-6, 705-718, 대구가톨릭대학교의과대학신경과학교실 Tel: 053-650-4756, Fax: 053-654-9786, E-mail: dklee@cu.ac.kr - 141 -
임상노인의학회지제 12 권제 4 호 2011 Figure 1. The normal gait cycle. 본론 1-8) 1. 정상보행정상보행형태를잘알아야비정상보행을분석할수있다. 물론나이에따라정상보행의형태가다르겠지만보통정상보행이란몸통은바로세우고머리는바르게들며양팔은편하게내려뜨리고발은약간외번 (eversion) 시키면서보폭은거의일정하게하고양쪽내측복사뼈가거의스치듯이걸으며바닥에서양쪽발꿈치의내측면이직선이되도록걷는것을말한다. 또한양쪽다리가움직이는것에따라엉덩이와무릎이굴곡되고발이발등굽힘 (dorsiflexion) 이되며율동적으로앞으로나가는것을뜻한다. 따라서보행주기 (gait cycle) 란한쪽발뒤꿈치가바닥을디딘후다음바닥을디디게될때까지의주기 (period) 를말한다. 보행주기중발의자세기 (stance phase) 가 60 65% 를차지하고흔들림기 (swing phase) 가나머지 20 25% 를차지한다. 서있는자세에서이동 (locomotion) 을분석할때양쪽발의위치는몸통에대한항중력 (antigravity) 지지, 걸음 (stepping), 평형 (equilibrium) 및앞쏠림 (propulsion) 등에의해영향을받는다. 기립자세를유지하는데가장중요한근육은척추세움근 (erector spinnae) 와엉덩이와무릎의신근 (extensors) 이다. 그리고전두엽이보행주기를조절하는데절대적인역할을한다 (Figure 1). 2. 보행장애의병력과흔한증상들 (Table 1) 보행장애를진단하는데가장중요한것은보행장애에대한상세한병력과진찰이다. 왜냐하면중추및말초신경계의많은병들이보행장애를일으킬수있기때문이다. 나이가들어갈수록보행장애가증가하므로보행과균형장애는노인층에서흔히넘어지고다치는가장중요한원인중의하나이다. 1) 쇠약 (Weakness): 하지쇠약은뻣뻣함, 무거움, 또는제대로힘이들어가지않는등다양한형태로나타난다. 하반신불완전마비 (paraparesis) 나반신불완전마비 (hemiparesis) 때도특징적인보행장애를보인다. 발처짐 (foot drop) 때는발처짐걸음 (steppage gait) 을보인다. 근육병 (myopathy) 이있으면근위부쇠약으로인해 - 142 -
이동국 : 보행장애 Table 1. Clinico-anatomical correlation of disorders of gait and balance Anatomical location Gait abnormalities Associated findings Cerebral cortex Brain stem Basal ganglia Cerebellum Vestibular system Spinal cord Peripheral nerve Muscle/neuromuscular junction DTRs: deep tendon reflexes. Freezing Disequilibrium Falls Disequilibrium Astasia Freezing Hypokinetic gait Hyperkinetic gait Astasia Ataxia Ataxia Spastic gait Sensory ataxia Foot drop Sensory ataxia Waddle Dementia Grasp reflex Hyper-reflexia Urinary urgency and incontinence Eye movement and pupillary abnormalities Hyper-reflexia Rigidity, tremor Bradykinesia Chorea and dystonia Dysmetric limbs Dysmetric eye movements Nystagmus Difficulty with tandem walk Sensory level/loss Increased tone (may be posturally dependent) Increased DTRs Babinski's sign Reduced or absent DTRs Peripheral weakness Peripheral sensory loss Hip and shoulder girdle weakness 계단오르기나앉았다가일어서기가힘들다. 2) 느림 (Slowness): 파킨슨병이나기저핵 (basal ganglia) 에병이생기면행동이느려진다. 특히파킨슨병에서는걸음을시작하기가힘들며일단걸어도앞으로쓰러질듯이쪼작걸음을걷게된다. 다양한병에서하지에근긴장이상 (dystonia) 이나타나면보행장애가생긴다. 3) 균형소실 : 소뇌실조 (cerebellar ataxia) 에서는자세가불안정하고비틀거리며일직선으로걷기가힘들고돌거나갑자기방향을바꾸면쓰러지려한다. 감각성실조 (sensory ataxia) 에서는특히어두운환경이나밤길같이주위사물을잘볼수없는상황에서균형을잃는다. 소뇌, 시상 (thalamus), 및기저핵에혈관성병이생기면급성으로신체균형을잃게되며급성전정병 (vestibulopathy) 이생겨도균형을잡기가힘들어진다. 4) 넘어짐 (Falls): 근위부쇠약, 발처짐, 또는보행실조가있으면잘넘어진다. 또한자세반사 (postural reflex) 가떨어지면자세교정시잘넘어진다. 특히뒤로잘넘어지면파킨슨병보다는다발계통위축 (multiple system atrophy) 이진행성상핵마비 (progressive supranuclear palsy) 등을먼저생각해야한다. 5) 감각증상과통증 : 말초신경병에의해발에감각이떨어지거나척수병 (myelopathy), 요추추간판탈출 (herniated disc), 또는하지관절에통증이있으면보행장애가생긴다. 6) 실금 (Incontinence): 척수병, 전두엽종양, 전두엽경색, 및수두증등에서실금이생기고보행장애가온다. - 143 -
임상노인의학회지제 12 권제 4 호 2011 Table 2. Checklist for the clinical examination of posture and gait 3. 보행과자세의진찰 (Table 2) Posture Trunk posture (upright or stooped) Postural reflexes ("pull test") Stance (narrow or wide based) Walking Initiation (start hesitation, shuffling, magnetic feet) Stepping Rhythm (regular, irregular) Length (nermal, short) Trajectory (shallow, high-stepping) Speed Associsted trunk movement and arm swing Special maneuvers Heel-toe walking Romberg's test Walking backward or running Formal motor and sensory examination (supine) Muscle bulk, tone, strength Voluntary movement Trunk movement (rolling over, standing or sitting up) Leg movement when not standing Tendon reflexes Sensation: proprioception Heel-to-shin test Musculoskeletal examination Leg size and length Range of joint movement (especially hip) 1) 자세 (1) 몸통자세 : 서있거나걸을때정상적인몸통자세는한눈에보아반듯한자세이다. 몸통을굽히고구부정하게걸으면파킨슨병을의심하고골반쇠약으로인해요추전만 (lumbar lordosis) 이있으면근육병을생각한다. 강직증후군 (stiff person syndrome) 에서는척추주위근육이강직되어요추전만이생긴다. 시상 (thalamus) 이나기저핵 (basal ganglia) 에병이생기면손상된반대쪽으로몸통이기울게된다. 척추강직 (spinal ankylosis) 이나척추염 (spondylitis) 이있으면흉요추자세가이상해지고척추주위에근육병이생기면몸통이앞으로굽는다 (bent spine). (2) 자세반응 : 환자를서게한상태에서상체를가볍게앞으로당기거나뒤로밀어보면자세반응을알수있다. 이때환자가넘어지지않게주의해야한다. 만약환자가후방돌진 (retropulsion) 이나전방돌진 (propulsion) 을보이면자세반사에이상이있다는것을알수있다. 진행성상핵마비나뇌전두엽에이상이있으면자세반사를잃어버리게되어자연스럽게뒤로넘어지려한다. 2) 발의자세 (Stance): 우리는두발사이의간격을잘유지하여균형을잡는다. 그러나소뇌질환, 감각성실조 (sensory ataxia), 광범위한뇌혈관질환, 및뇌전두엽질환등이있으면균형을잡기위해두발을넓게벌리게된다. 미끄러운얼음위를걸을때이런자세를볼수있다. 3) 보행 (1) 보행의시작 : 첫걸음을시작하기가힘든경우에도약간은가능한사람부터발바닥이자석에붙은것처럼 (magnetic feet) 완전히안되는사람도있다. 파킨슨병이있으면첫발을떼기가힘들다. 만약첫걸음을떼려고할때발바닥이자석에붙은것같이힘들면뇌전두엽질환, 광범위한뇌혈관질환, 및수두증등을의심해야한다. (2) 걷기 (Stepping): 걸음을시작하면보폭, 보행의경로, 및리듬등을살펴보아야한다. 쪼작걸음, 질질끌며걸음, 및가속보행 (festination) 등이있으면파킨슨병을의심한다. 실조나강직이생기면걸음이느려진다. 일자걸음 (tandem gait) 을시키면소뇌실조를알수있고 Romberg검사로감각성실조를진단할수있다. 4) 운동과감각진찰 : 보행상태를보고난후에는사지의운동과감각신경을진찰해야한다. 사지의크기, 길이, 비대칭, 피부상태, 및척추측만증 (scoliosis) 등을본후근긴장 (tone), 근육의크기, 근력, 및자세등을살핀다. 그후관절의위치감 (joint position sense) 을진찰한다. - 144 -
이동국 : 보행장애 Table 3. Characteristic gait disorders Specific disorder Location of lesion Characteristics Spastic gait Hemiparetic gait Sensory ataxia Cerebellar ataxia Parkinsonian gait Dystonic gait Gait disorder of the elderly Steppage gait Waddling gait Antalgic gait Hysterical gait Bilateral corticospinal pathways within the thoracic or cervical cord or in the brain Unilateral central nervous system, cervical cord, or brain Posterior columns of the spinal cord or peripheral nerve Brain stem or cerebellum Basal ganglia Basal ganglia; also corticospinal pathways Multifactorial: bihemispheric disease, spinal cord disease, impaired proprioception, muscle weakness Distal muscle weakness Proximal muscle weakness Non-neurologic; reflects disease of joints, bones, or soft tissue Psychiatric or behavioral disorder Legs stiff, feet turning inward, "scissoring" Affected leg circumducted, foot extended, arm flexed Wide-based, high steps; Romberg's sign present Wide-based steps; Romberg's sign absent Shuffling, small steps Abnormal posture of the arms, head, neck Stooped posture, wide-based steps; often retropulsion High steps ("steppage") Both legs circumducted to allow locking of the knees Minimizes pain in the hip, spine, leg Reeling side to side, associated astasia-abasia, bizarre arm and trunk movements Table 4. Summary of clinical features distinguishing different types of gait ataxia Feature Cerebellar Sensory Frontal lobe Trunk posture Stance Postural reflexes Initiation of gait Steps Speed Heel-toe Turning corners Romberg's test Heel-to-shin test Falls Leans forward Wide-based Normal Staggering, lurching Normal, slow Unable Veers away Usually abnormal Uncommon Stooped Wide-based Intact Normal High-stepping Normal, slow Minimal effect Positive; increased unsteadiness Yes Upright Wide-based Impaired Start hesitation Short, shuffling Very slow Unable Freezing, shuffling Normal Very common 4. 보행장애의신체징후와특징적형태 (Table 3, 4) 1) 강직성보행 (Spastic gait): 강직성반신불완전마비 (hemiparesis) 가되면팔은내전 (adduction) 되고어깨는안으로회전되며팔꿈치는굴곡되고엉덩이는약간굴곡되면서무릎은펴지고발은내번 (inversion) 된다. 따라서강직과마비로인해몸의균형이맞지않으므로보폭은약간넓어지게되고보행속도는느려지게된다. 이런보행장애를보이면피질척수로의어느부분에이상이있는지 MRI같은영상검사로확인해야한다. 강직성하반신불완전마비 (paraparesis) 가생기면다리가뻣뻣해지고발목이굴곡되어보행이느려지고다리를힘들게끌게된다. 특히뇌성마비에서보이는보행장애를가위걸음 (scissor gait) 이라고한다. Dopa 반응근긴장이상 (dopa responsive dystonia) 에서보이는근긴장이상하반신불완전마비는강직성하반신불완 - 145 -
임상노인의학회지제 12 권제 4 호 2011 전마비와증상이비슷하다. 2) 소뇌실조 (Cerebellar ataxia): 소뇌의중심부인충부 (vermis) 와전두엽에병이생기면몸통의균형을잡지못해걸음이흔들리게된다. 따라서서있을때균형을잡기위해다리를뻣뻣하게넓게벌리고엉덩이를약간굽히게된다. 만약몸통보행실조와함께몸통떨림 (tremor) 이있으면소뇌전두엽이상을의심해보아야한다. 소뇌반구에이상이생기면병변과같은쪽에사지실조가와서보행의시간, 방향, 길이가불규칙적이된다. 특히갑자기자세를바꾸거나급하게몸을움직일때소뇌보행실조가더심해진다. 3) 강직실조 (Spastic ataxia): 다발성경화증, Arnold-Chiari 기형, 또는수두증같은병때문에강직과실조가겹치면서거나걸을때자꾸넘어지는불안정한보행이나타난다. 이런보행은행동근간대경련 (action myoclonus) 이나소뇌몸통떨림과감별이필요하다. 4) 감각실조 (Sensory ataxia): 하지에고유체위감각 (proprioceptive) 이떨어지면고르지못한바닥을걸을때실조가나타난다. 이실조에서는다리를넓게벌리고주위를살피며조심스럽게천천히걷는다. 특히사방이어두운밤길을걸을때잘나타나고 Romberg 검사가진단에도움이된다. 어떤원인에의해서든지큰직경의고유체위감각신경섬유가손상되면감각실조가생긴다. 5) 운동불능-강직 (Akinetic-rigid, 파킨슨 ) 보행 : 이런형태의보행을보이는대표적인병은파킨슨병이다. 진행된파킨슨병에서는어깨, 목, 및몸통을구부리고팔을흔들지않으며손을떨면서천천히질질끌듯이쪼작걸음으로걷는다. 특히보행을처음시작하기가힘들어하고걷다가가끔갑자기몸이굳은것처럼걸음이멈춰지기도한다. 이런보행은다발계통위축 (multiple system atrophy), 뇌혈관질환, 및진행성상핵마비 (progressive supranuclear palsy) 등에서도볼수있다. 그러나파킨슨병에서는 levodopa를쓰면보행장애가극적으로호전되기도하지만증상성파킨슨증 (parkionsonism) 에서는그런호전이아주적다. 6) 무도병보행 (Choreic gait): 무도병은걸을때잘나타난다. 보폭을넓게하고몸통을흔들며천천히춤추듯이걷는다. 때로는갑자기무릎을굽히거나다리를들어올리기도한다. 이런보행은 Sydenham 무도병, 임신무도병 (chorea gravidarum) 및 Huntington병등에서나타난다. 7) 근긴장이상보행 (Dystonic gait): 이런보행은보행장애중가장독특한형태로정확한진단을내리기가힘든경우가많다. 변형근긴장이상증 (dystonia musculorum deformans) 은다리나발에근긴장이상이생겨보행이나달리기가힘들어지며나중에는이런이상이전신에퍼지기도한다. 발병초기에는이런증상이누워있을때는별이상이없다가움직이면갑자기나타나므로히스테리로생각되기도한다. Dopa 반응근긴장이상은아침에는증상이없으나오후로가면서강직과근긴장이상이나타나보행이힘들어지며특히운동을하고나면증상이더심해진다. 그러나이런환자중일부에서는 dopa를주면극적으로좋아지기도한다. 그러므로다리나발에근긴장이상을보이는소아에서는다른치료보다우선 dopa치료를해보는것이좋다. 8) 혼합운동질환과보행 : 뇌성마비가있으면그종류에따라다양한형태의강직과실조가생기므로소아때부터복잡한형태의보행장애가나타난다. 9) 몸통과다리떨림 (Tremor): 보통본태떨림 (essential tremor) 에서도주로손떨림에관심이집중되고다리떨림은비교적무시되었다. 그러나소뇌질환처럼몸통과다리떨림이생기면보행이불안해진다. 기립떨림 (orthostatic tremor) 에서도기립시몸통과다리떨림이생긴다. 서있을때다리에무의식적인 (involuntary) 운동이생기는병으로는강직성실조, 소뇌몸통떨림, 본태떨림, 기립떨림, 강직성클로누스 (clonus) 및다리의운동근간대경련과자세고정불능증 (asterixis) 등이있다. 10) 운동근간대경련 (Action myoclonus): 무산소증후뇌병증에서는다리에운동근간대경련이일어나심한보행장애가생긴다. 따라서보행장애가심해휠췌어를타는사람이많다. - 146 -
이동국 : 보행장애 11) 소아에서간질성넘어짐 (Epileptic falls): 근간대경련, 무운동무긴장 (atonic) 발작, 긴장 (tonic) 발작및굽힘연축 (flexor spasm) 등에서보행장애가생긴다. 이때는비데오뇌파및근전도검사를동시에시행하여진단한다. 12) 노인보행 : 건강하고신경학적문제가없어도노인이되면하지관절운동폭이줄어들고보폭이넓어지며팔다리를활기차게움직이지않으면서조심스럽게걸으므로보행속도가느려진다. 또한관절에퇴행성변화가오고심장기능이떨어지며사지운동폭이줄어드는것도보행속도를줄인다. 따라서운동, 감각, 심장및관절등다양한신체인자의기능저하로인해조심스럽게걷게되고또한쉽게균형을잃어버리게된다. 만약뇌혈관질환, 경부척추증및전두엽종양등이생기면심각한보행장애가일어난다. 13) 비틀걸음 (Toppling gait): 정확한기전은모르지만이런걸음은특히노인에서뇌간이나소뇌뇌졸중후에잘생긴다. 외측연수경색이나전정신경염이있으면병변쪽으로넘어지지만중뇌병변에서는뒤로넘어진다. 14) 근육병 (Myopathic) 쇠약과보행 : 근육병과기타원인에의해다리근위부와골반부에쇠약이생기면골반부가불안정해져서오리같이어기적어기적걷게 (waddling gait) 된다. 또한쪼그려앉았다가일어설때 Gower징후를보이기도한다. 15) 신경성 (Neurogenic) 쇠약과보행 : 말초신경병에서근육쇠약이생기면다리나발에힘이빠져발처짐걸음 (steppage gait) 이생긴다. 만약한쪽에서만이런보행이보이면총비골신경이나좌골신경마비또는 5번요추신경뿌리병등을생각한다. 16) 히스테리와심인성 (Psychogenic) 보행 : 이런경우에보행은아주불안정하지만행동할때사지의협동작용은정상이다. 특히누운상태에서마비된발밑에손을대고정상인다리를들어올리라고하면마비된쪽발에서힘이있다는것은느끼게된다 (Hoover징후). 히스테리환자에서볼수있는대표적인예가기립불능보행불능 (astasia abasia) 이다. 특히보행장애가순간순간변할때, 과도하게천천히걷거나또는걸음을너무주저할때, Romberg 검사시과도하게몸이흔들지만주의를다른데로돌리면호전될때, 에너지를소진시키는아주힘든자세를취하고있을때, 얼음위를걷는것처럼너무조심스러운걸음을걸을때, 또는넘어지지는않지만갑자기양무릎을굽힐때등에서는심인성보행을생각해본다. 17) 불안증 (Unsteadiness), 운동의착각 (Illusion), 넘어짐에대한공포, 및보행 : 평소건강하던중년남녀가갑자기움직이거나계단을오르내리거나높은곳에올라가거나승강기를타거나또는갑자기넓은광장에나가면원인모르게어지럼을느끼면서보행이불안정해지는경우가흔히있다. 그러나자세한발병기전은아직도모른다. 18) 근골격질환과진통보행 (Antalgic gait): 골격이상이나골관절염같은관절질환이있으면보행장애가생긴다. 결 론 보행은인간이살아가는데필수불가결한기능으로신체의이동, 균형, 및적응이라는신경계의기능이조화롭게작동해야가능하다. 따라서원활한보행을유지하기위해서는척수, 뇌간, 소뇌, 기저핵및뇌피질등의유기적인상호작용이필수적이다. 보행장애를진단하기위해서는상세한병력청취후의식, 뇌신경, 운동, 감각, 반사, 소뇌, 자율신경및신경혈관기능등에대해진찰해야한다. 물론동반된질환에대해서도확인한다. 기본적인혈액검사후신경영상검사, 전기생리검사, 뇌척수액검사, 체액및조직검사및기타전 - 147 -
임상노인의학회지제 12 권제 4 호 2011 기안진검사또는회전의자검사등을적절하게이용하여보행장애를진단한다. 보행장애를가진환자는항상넘어질수있으므로이런진찰과검사를진행하는중에도환자의안전에각별한신경을써가며일을진행한다. 보행장애를일으키는정확한원인이발견되면그병에대한적절한치료를하겠지만그외에도다양한보조기를사용하거나물리치료를포함한재활치료도보행장애의개선에도움이된다. 참고문헌 1. Alexander NB. Definition and epidemiology of fall and gait disorders. In: Sirven JI, Malamut BL, editors. Clinical neurology of the older adult. 1st ed. New York: Lippincott Williams & Wilkins; 2002. p108-16. 2. DeMyer WE. Technique of the neurologic examination. 5th ed. New York: Mc Graw Hill; 2004. p393-400. 3. Camicioli R, Nutt JG. Gait and balance. In: Goetz CG. Textbook of clinical neurology. 3rd ed. New York: Saunders Elsevier; 2007. p327-42. 4. Griggs RC, Jozefowicz RF, Aminoff MJ. Approach to the patient with neurologic disease. In: Goldman L, Ausiello D, editors. Cecil medicine. 23rd ed. New York: Saunders Elsevier; 2008. p2617-18. 5. Sudarsky L. Gait and balance disorders. In: Fauci AS, Braunwald E, Kasper DL, Hauser SL, Longo DL, Larry Jameson J, Loscalzo J, editors. Harrison's principles of internal medicine. 17th ed. New York: McGraw Hill Medical; 2008. p151-4. 6. Thompson PD. Gait disorders. In: Bradley WG, Daroff RB, Fenichel GM, Jankovic J, editors. Neurology in clinical practice. 5th ed. New York: Butterworth Heinemann Elsevier; 2008. p327-38. 7. Ropper AH, Samuels MA. Principles of Neurology. 9th ed. New York: Mc Graw Hill; 2009. p111-21. 8. Gilman S. Gait disorders. In: Rowland LP, Pedley TA, editors. Merritt's neurology. 12th ed. New York: Lippincott Williams & Wilkins; 2010. p58-61. = 국문요약 = 직립자세를유지를유지하는것과보행은생존에가장중요한기능중하나이다. 보행은신체의이동, 균형, 및적응이라는신경기능이잘조화되어야가능하다. 많은임상질환들이보행장애를일으키므로특히노인병을진료하는의사들은보행장애에대해잘알아야한다. 그러기위해서는우선정상보행을잘알고나서비정상보행을평가하는것이중요하다. 이종설에서는정상보행, 보행장애의병력과흔한증상, 보행과자세의진찰, 및보행장애의신체징후와특징적형태등에대해요약하여정리하였다. 보행은생존에반드시필요한기능이다. 원활한보행을유지하기위해서는척수, 뇌간, 소뇌, 기저핵, 및뇌피질등을포함한중추및말초신경계의적절한상호작용이필수적이다. 따라서보행장애를평가하기위해서는병력청취후상세한신경진찰이필요하다. 중심단어 : 보행장애 - 148 -