대한물리의학회지제7권제3 호, 2012년 8월 Vol.7, No.3, August 2012. p.339~348 1) 경직성양쪽다리뇌성마비의무릎관절형태와보행기종류에따른근활성도비교 안소윤 부산가톨릭대학교물리치료학과 Comparison of Muscle Activations on Knee Joint Forms and Walker Types in Cerebral Palsy of Spastic Diplegia So-Youn Ahn, PT, PhD Department of Physical Therapy, Catholic University of Pusan <Abstract> Purpose The purpose of this study is to compare muscle activations of neck, trunk and leg in cerebral palsy of spastic diplegia with genu recurvatum and knee flexion contracture, when using anterior and posterior walkers. Methods We selected 21 cerebral palsy and received the written consent to participate in this study. The inclusion criteria for participation required patients to have spastic diplegic CP; to be between 3~6 years of age, to have a GMFCS III grade, to have no botulinum toxin injection and orthopedics surgery within before six months starting the study. Measurements of muscle activities (sternocleidomastoid, splenius capitis, rectus abdominis, erector spinea, gluteus maximus, rectus femoris, medial hamstring and calf muscles) were evaluated anterior and posterior walker ambulations. Statistical evaluation of these data were accomplished by utilizing the paired t-test and independent t-test by SPSS 20.0 program. Significance level was set at p<.05. Results The following results were obtained. There was significant difference on muscle activation of neck, trunk and legs(soleus except) in anterior and posterior walkers. There was no significant difference in muscle activation of neck but significant difference in muscle activation of trunk, legs between genu recurvatum and knee flexion contracture(rectus abdominis, medial hamstring when using anterior walker, rectus abdominis, erector spinea, gluteus maximus, medial hamstring when using posterior walker). Conclusion The conclusion of this study is the different knee joint forms would have different effect on muscle activation of trunk and legs while cerebral palsy of spastic diplegic ambulated with anterior walker and 교신저자 안소윤, E-mail:syahn@cup.ac.kr 논문접수일 : 2012년 06월 19 일 / 수정접수일 : 2012년 08월 20 일 / 게재승인일 : 2012년 08월 20일 - 339 -
대한물리의학회지제7권제3호 posterior walker. Key Words:Walker, Muscle activation, Cerebral palsy, Spastic Dipelgia Ⅰ. 서 론 뇌성마비는자세불안정, 강직, 비정상적인근긴 장도, 비협동, 수의적인움직임의제한및작용근과 대항근근육군의동시수축이라는일반적인증상으 로인해걷는속도와한걸음길이의감소, 비정상 적인관절상태, 동적인관절각과에너지소비가증 가되므로보행의어려움이발생될수있다 (Kelly 등, 2008). 전체뇌성마비의대부분을차지하는경 직성양쪽마비는팔보다다리가더욱심하게침범 되는특징이있으며비정상적인근긴장도, 병리적인 근육협동과자세의손상이나타난다 (Bobath, 1980; Strotzky 등, 1983). 경직성뇌성마비아동은배근육 이발달되지않아몸통이불안정하며엉덩관절폄 근의약화는관절주변의굽힘근과폄근을동시에 수축시키므로불충분한엉덩관절굽힘으로인한과 도한골반앞기울임을일으킨다고하였다 (Dakahashi, 2000). 오태영 (2004) 은경직성양쪽마비의엉덩관절, 무릎관절및발목관절에다리의다관절근육이영 향을미친다고하였고, Michael(1988) 은엉덩관절 안쪽돌림근의과활성으로인해특징적인자세가유 발된다고하였다. 또한뇌성마비아동은대칭적인 자세유지를위한정위및평형반응지연과불량한 체중이동으로움직임조절능력이매우부족하므로 서기나독립적인보행을할때운동조절의어려움이 있다( 허정식, 2000; Bobath, 1984; Bertoti 등, 1988, Horak와 Nashner, 1986). Sutherland(1984) 는경직성뇌성마비아동의보행 을전형적인꿈치들린휜발 (true equinus), 뛰어오르 는보행(jump gait), 외관상꿈치들린휜발 (apparent equinus), 움츠림보행(crouch gait) 의네가지유형 으로구분하였다. 첫째, 전형적인꿈치들린휜발은 하퇴세갈래근의발바닥굽힘이강하게나타날때무 릎과엉덩관절의폄이나타나므로무릎관절과다젖 힘(genu recurvatum) 을유발하게된다. 둘째, 뛰어오 르는보행은무릎과엉덩관절굽힘근의경직이심 해서골반의앞쪽기울임이증가되고, 발목관절에 꿈치들린휜발이나타나게된다. 셋째, 외관상꿈치 들린휜발은아동들의체중이증가하면무릎과엉덩 관절굽힘이증가해서하퇴세갈래근의경직성이감 소하므로발목관절에서발바닥과발등굽힘은정상 적인생체역학을수행하지만꿈치들린휜발형태가 나타난다. 마지막으로움츠린보행은꿈치들린휜발 과반대로발의현저한발등굽힘과무릎과엉덩관 절굽힘을보이는형태이다. 보행시최소한의자세흔들림속에서신체를평 형상태로유지하면서조정하기위해서는관절과근 육, 협응, 균형, 운동감각및고유수용성감각의상호 신경지배에따른선택적조절작용이요구된다 (Norkin 과 Levangie, 1992; Wilson, 1987). 이러한균형반응 동안에자세정렬과몸통, 골반- 엉덩관절, 무릎- 발목 관절의기계적구조를제공하는근육뼈대계에문 제가생긴다면똑바로선자세에서신체정렬과중 력에대항한수직자세를유지하는데과도한에너 지가요구되어근긴장도가증가되므로이차적인 정형외과적변형이초래될수있다 (Shumway-Cook 와 Woollacott, 1995). 즉, 넙다리네갈래근육 (quadriceps muscle) 과뒤넙다리근육 (hamstring muscle) 의부적 절한길이로인해서제한적인무릎관절굽힘과폄 이발생하게된다. 넙다리네갈래근육의강한근긴 장과종아리근육(calf muscle) 의과긴장은무릎관 절을뒤쪽으로이동시키는무릎관절과다젖힘 (knee hyerextension 또는 genu recurvatum, 일명 back knee) 을일으키게되고, 뒤넙다리근육이많이단축되는 무릎관절굽힘구축에서는엉덩관절이 90 굽힘된 상태에서궁둥뼈돌기로체중을지지하고앉을수 없을뿐만아니라보행하는동안한걸음길이가짧 아질수있다(Tecklin, 2008). 그러므로비정상적인 근긴장도와균형반응이결여된뇌성마비아동에게 는입각기의근긴장을감소시켜안정된자세로보 행능력을향상시킬뿐만아니라근육뼈대계통변형 을예방할수있는보행보조기처방이필요하다 - 340 -
경직성양쪽다리뇌성마비의무릎관절형태와보행기종류에따른근활성도비교 (Levangie 등, 1989; Logan 등, 1990). Logan 등(1990) 은전방보행기의경우지지면이 사용자의앞쪽에위치하므로보행기를앞으로밀면 서발걸음을옮기도록신체정렬에영향을주고, 과 도한몸통굽힘을일으키며균형유지능력을감소 시킨다고하였다. 또한골반과몸통움직임의방 해와다리관절의영향으로보행특성들이변화하 고, 앞으로넘어지게되는위험성이초래될수있 으므로 ( 이재호와원종임, 2000) 정렬상태의문제 점을개선시켜될수있으면정상적인보행을유도 할수있는후방보행기가고안되었다 (Greiner 등, 1993; Levangie 등, 1989; Logan 등, 1990). 후방보 행기는신체뒤쪽에있어서발걸음을뗀후에몸통 뒤에있는보행기를앞으로끌어당기게된다. 지지 면이아동의뒤쪽에위치하도록설계되므로더욱 똑바로선자세에서걸어가도록촉진하고 (Carnick, 1985; Park 등, 2001), 양발지지시간을감소시켜보 행속도를더욱증가시킨다는이점이있다 (Greiner 등, 1983). 임상적으로후방보행기를사용하면어깨 가좀더내려가고, 위팔이펴지면서어깨뼈는좀 더모아지는경향을보이므로가슴우리를더많이 펼수있어골반의전방경사와몸통의굽힘을개선 할수있다. Logan 등(1990) 과 Park 등(2001) 은후 방보행기가양발지지시간, 몸통, 엉덩이및무릎관 절굽힘, 에너지소비, 유각기와한걸음길이증가 그리고전체적인보행안정성을감소시키므로전방 보행기와비교할때올바른선자세를획득하는데 에너지소비측면에서더욱효율적이라고하였지만 일반적으로전방보행기가많이사용되고있다. Levangie 등(1989) 은정상아동들의전방과후방 보행기사이에보행특성의차이와경직성뇌성마비 아동의전방과후방보행기사용에따른보행의시 공간적특성을보고하였고, Schendel 등(2002) 은에 너지소비, 보행시간과활보장매개변수의관점에 서전방과후방보행기사용을비교하였다. 또한최 근에는뇌성마비아동이보행기를사용하는동안에 팔에증가되는부하의정도와반복으로인한위팔 운동학의중요성을분석하거나 (Greiner 등, 1993, Park 등; 2001, Bachschmidt 등, 2000) 보행기종류 와신체배치에따른신체정렬과동작변화에관한 연구가많이이루어지고있다( 이재호와원종임, 2000; Greiner 등, 1993; Logan 등, 1990; Strifling 등, 2008). 뇌성마비아동은개별적인장애와보행능력에따 라서어떤보행기가가장효율적인보행패턴을제 공하면서도최대한의안전성을보장할수있는지를 판단하는것은매우중요하다. 그러므로본연구는 경직성양쪽다리뇌성마비아동의무릎관절형태( 무 릎관절과다젖힘과굽힘구축 ) 와보행기종류( 전방과 후방) 에따른목, 몸통및다리의근활성도를비교 하여무릎관절형태에적합한보행기를선택하는데 도움을줄수있는자료를제공하기위한목적으로 실시하였다. 1. 연구대상및기간 Ⅱ. 연구방법 부산광역시소재 B복지관소아물리치료실에내원 하는경직성양쪽다리뇌성마비아동 21명을대상 으로하였다. 본실험기준에적합한세부적인선정 기준은첫째, 경직성양쪽다리뇌성마비로의사의 진단을받은만 3~6 세의아동, 둘째, 기능적수준이 Table 1. Physical characteristics of subjects (n=21) Variables Genu recurvatum(n=9) Knee flexion(n=12) Total(n=21) Gender Male 5(23.8) a 6(28.6) 11(52.4) Female 4(19.0) 6(28.6) 11(52.4) Age(years) 4.89±.90 b 4.08±.99 4.43±1.03 Height(cm) 96.14±6.49 90.57±8.71 92.96±8.16 Body weight(kg) 13.49±2.86 13.71±3.33 13.62±3.06 a Frequency(%), b Mean±SD - 341 -
대한물리의학회지제7권제3호 GMFCS( 대동작운동기능분류체계 ) 제 Ⅲ단계아동 ( 실내또는실외에서보조적인이동도구로걸을수 있는아동), 셋째, 연구자가지시하는내용을이해하 고협조할수있는아동, 넷째, 전기자극에대해 거부감이없는아동, 다섯째, 최근 6개월이내에보 툴리늄주사또는외과적수술을받지않는아동이 었다. 연구대상자의신체적인특성은 Table 1 과같고, 두집단사이에연령및신장, 체중의유의한차이 는없었으며분산은동질하였다. 2. 연구방법 1) 보행기종류 전방보행기는아동용 Guardian walker를사용하 였고, 후방보행기는 Kaye posture control walker를 사용하였다. 전방보행기는앞쪽에있는지지막대에 만두개의바퀴가부착되어있고, 후방보행기는뒤 쪽의지지막대에만두개의바퀴가부착되어있다. 2) 실험절차 연구에참여한뇌성마비아동과보호자에게연구 목적과실험절차를상세하게설명한후서면동의 서를받았다. 연구대상자로선정된뇌성마비아동 의무릎관절관절가동범위를측정한후무릎관절 과다젖힘군과굽힘구축군으로배치하였다. 대상자들 이전방과후방보행기사용에익숙해질수있도록 측정 2주전부터올바른보행방법을소아물리치료 사가지도하였다. 측정시모든대상자는반팔셔츠와반바지를입 었고, 보행기의손잡이높이는넙다리뼈큰전자위 치로조절하였다. 또한일상생활에서경첩관절의짧 은다리보조기 (AFOs) 를착용하던뇌성마비아동을 제외하고는재질이얇고발바닥이미끄럽지않는 가벼운양말을신도록하였다. 연구자는치료실바 닥에 10 4m 크기로보행영역을표시한후뇌성마 비아동이보행기로걸을수있도록 시작 이라는 신호를주었다. 대상자에게는눈은앞쪽정면을바 라보고, 몸통을똑바로편상태에서스스로편안하 게보행속도를조절하면서걷도록지시하였다. 보행기적용순서에따른수행능력향상이특정 보행기에집중되지않도록보행기종류를무작위로 배치하여 3 회측정한평균값을산출하였고, 매번측 정후 3분간휴식을취하도록해서시간흐름이나 동기결여에의한근육의피로를최소화하였다. 3. 측정방법 1) 무릎관절관절각도 (knee joint angle) 뇌성마비아동의무릎관절관절각은관절각도계 를이용해가쪽복사뼈와넙다리뼈위관절융기를연 결한선과넙다리뼈위관절융기와넙다리뼈큰전자 를연결한사잇각을측정하였다 ( 문곤성, 2004). 바로 누운자세에서두선이일직선상에있는경우를 0 로해서무릎관절의굽힘각도와폄각도를 3회씩 측정하여평균값을사용하였다. 2) 표면근전도 (Surface electromyogram) 뇌성마비아동의목, 몸통및다리근육의활동 량변화정도를표면근전도로측정하였다. 대상자 의근활성도를수집하기위해서 8채널표면근전도 Noraxon relemyo 2400 system(usa) 을사용하였고, 디지털처리된근전도신호는개인용컴퓨터에서 동일회사의 MyoRearch XP 1.06 Master Edition을 이용해서처리하였다. 피부저항을최소화하기위하 여전극부착부위를알코올을적신탈지면으로청 결하게세척한후에부착하였다. 보행기종류에따른목, 몸통및다리의활동량 변화정도를측정하기위해뇌성마비아동의골반 기울임이나보행과관련된다리의다관절근육( 오태 영, 2004; Michael 1988) 중에서목빗근, 머리널판 근, 배곧은근, 척추세움근그리고큰볼기근, 넙다리 곧은근, 안쪽뒤넙다리근, 종아리근을측정근육으로 선정하였다. 접지전극은연구대상자의주된사용 손을기준으로우세쪽의각근육에최대근수축검 사(maximal voluntary contraction: MVC) 를시행한 후근수축이뚜렷이보이는근힘살 (muscle belly) 에 부착하였고, 기록전극은근섬유의주행방향과평행 하도록배치한후 8 개의채널을통하여수집하였다. 근전도신호처리는표본추출률을 1,000Hz로설 - 342 -
경직성양쪽다리뇌성마비의무릎관절형태와보행기종류에따른근활성도비교 정하고, 60Hz 의노치필터(notch filter) 를사용해서 전기신호에의한잡음을제거하였다. 대상자가전 방과후방보행기를사용해걷는동안에얻어진목, 몸통및다리의근수축량중에서가운데 20초의값 을실효평균값 (RMS, root mean square) 으로구하여 각각근육에대한최대근수축에대한비율 (%MVIC) 로산출한후근활성도를비교하였다. 르노프 (Kolmogorov-smirnov) 검정을통해측정변수 의정규분포를확인하였다. 각집단내전방과후방 보행기에따른근활성도변화를비교하기위해각 각대응표본 t- 검정(paired t-test) 을시행하였고, 보행 기종류에따른무릎관절과다젖힘군과굽힘구축군 집단간의근활성도차이를비교하기위해독립표 본 t- 검정(independent t-test) 를실시하였다. 4. 자료분석 Ⅲ. 연구결과 본연구의측정결과는유의수준 를 0.05로설 정하여 SPSS 20.0 for windows 통계프로그램을사 용해분석하였다. 연구대상자의신체적인특성은 빈도(%), 기술통계를산출하였으며콜모고르프 -스미 1. 각집단내보행기종류에따른근활성도비교 각집단내전방과후방보행기를사용한보행의 근활성도변화는다음과같다 (Table 2). Table 2. Comparison of variables within and between walker types on each group Neck SCM SC Trunk RA ES Legs GM RF MH Soleus Variables Genu recurvatum(n=9) Knee flexion(n=11) Mean±SD t-value p Mean±SD t-value p t-value ant. 12.47±.91 13.38±1.21-1.803.087 3.932.004* 5.888.000* post. 10.43±1.13 11.39±1.79-1.402.177 ant. 15.62±1.61 14.49±1.11 1.904.072-6.841.000* -5.792.000* post. 17.53±1.41 16.46±1.55 1.638.118 ant. 13.70±1.65 16.09±3.27-2.188.043* 8.785.000* 8.800.000* post. 7.24±1.06 12.96±3.52-5.321.000* ant. 24.36±1.55 23.20±3.74.870.395-9.802.000* -4.886.000* post. 34.80±2.41 31.09±3.18 2.920.009* ant. 18.17±1.30 17.36±2.80.888.388 12.107.000* 3.153.009* post. 12.19±1.08 14.85±2.32-3.502.003* ant. 21.44±1.47 19.53±2.93 1.789.090 4.994.001* 3.072.011* post. 18.06±1.23 17.60±3.17.459.653 ant. 29.95±1.77 33.48±2.32-3.799.001* -5.724.000* -6.678.000* post. 32.63±1.98 35.64±2.23-3.200.005* ant. 18.20±2.16 18.85±2.65 -.600.556-1.829.105 -.158.877 post. 18.78±1.77 18.91±3.24 -.109.914 * P <.05 Note : SCM, Sternocleidomastoid; SC, Splenius Capitis; RA, Rectus Abdominus; ES, Erector Spinae; GM, Gluteus Maximus; RF, Rectus Femoris; MH, Medial Hamstring; Soleus, Soleus muscles ant., Guardian walker; post., Kaye posture control walker unit: %MVIC p - 343 -
대한물리의학회지제7권제3호 목근육은두집단모두전방과후방보행기에따 른목빗근과머리널판근근활성도에유의한차이가 있었다 (p<.05). 또한몸통근육에서도두집단모두 전방과후방보행기에따른배곧은근, 척추세움근근 활성도에유의한차이가있었다 (p<.05). 하지만다리 근육의경우에는두집단모두전방과후방보행기 종류에따른가자미근근활성도는유의한차이가 없었지만큰볼기근, 넙다리곧은근, 안쪽뒤넙다리근 근활성도는유의한차이가있었다 (p<.05). 2. 보행기종류에따른두집단간의근활성도비교 보행기종류에따른무릎관절과다젖힘군과굽힘 구축군집단간의근활성도차이는다음과같다 (Table 2). 목근육은두보행기모두무릎관절과다젖힘군 과굽힘구축군집단간목빗근과머리널판근의근활 성도에유의한차이가있었다 (p<.05). 몸통근육의 경우에는전방보행기를사용했을때무릎관절과다 젖힘군과굽힘구축군집단간척추세움근근활성도 는유의한차이가없었지만배곧은근의근활성도는 두집단간유의한차이가있었으며후방보행기를 사용했을때는두집단간배곧은근과척추세움근 근활성도에유의한차이가있었다 (p<.05). 다리근육 의경우에도전방보행기를사용했을때무릎관절 과다젖힘군과굽힘구축군집단간큰볼기근, 넙다리 곧은근, 가자미근근활성도는유의한차이가없었지 만안쪽뒤넙다리근근활성도는두집단간유의한 차이가있었으며후방보행기를사용했을때는무릎 관절과다젖힘군과굽힘구축군집단간넙다리곧은 근, 가자미근근활성도는유의한차이가없었지만 큰볼기근과안쪽뒤넙다리근근활성도는두집단간 유의한차이가있었다 (p<.05). Ⅳ. 고 찰 대부분의뇌성마비아동에게이동시보행의안 정성과독립성을위해서보행기를처방하고있다. 뇌성마비아동의보조장비처방이정상적인보행을 촉진하고, 적은에너지가소비되도록접근할수있 다는(Ganguli 등, 1974; Kelly, 2002; Konop 등, 2009; Stallard 등, 1978) 것에일반적으로동의하지 만보행기종류에따른보행특성과신체정렬상태의 변화에대한연구들 (Bachschmidt 등, 2000; Greiner 등, 1993; Levangie 등, 1989; Logan 등, 1990, Mattsson과 Andersson, 1997) 이나보행기종류에따 른뇌성마비아동의상지운동역학적분석(Kelly 등, 2008; Strifling 2008) 등에관한선행연구들이대부 분이므로환자의개별적인신체양상을고려한보행 기를실질적으로임상에적용하는것은많은어려 움이있다. 또한보행기와관련된대부분의연구들 이한집단의전체대상자들이전방과후방보행기 두가지상황에참여하는단일사례실험설계라는 제한점이있다. 따라서본연구에서는경직성뇌성 마비아동을무릎관절형태에따라과다젖힘과굽 힘구축으로배분한후전방과후방보행기를적용했 을때목, 몸통및다리의근활성도차이를비교하 였다. 경직성양쪽마비아동은배근육이발달되지않아 몸통이비활성화되고, 다리의굽힘근과폄근의동 시수축으로과도한골반기울임과불충분한엉덩관 절굽힘이일어나므로 (Dakahashi, 2000) 독립적으로 안정된보행을하기위해서는척추, 골반, 엉덩관절 의정상적인신체배열에서대칭적인체중부하를할 수있어야한다고하였다 (Sutherland, 1984). 이에 본연구에서는경직성양지마비아의기립시다리 근육의실효치값과골반기울임각, 다리관절각에 유의한상관관계가있다는양경옥 (2008) 과 Jensen 등(1971) 의연구에유추해서뇌성마비아동이항중 력적똑바로선자세로보행하는데가장적합한보 행기를판단하였다. 또한경직성뇌성마비아동의 두가지보행기종류에따른차이뿐만아니라이 차적인근육뼈대계변형인무릎관절형태( 무릎관절 과다젖힘과굽힘구축 ) 에따른목, 몸통및다리의 근활성도차이를비교하였다. 목빗근의경우에는무릎관절과다젖힘군과굽힘 구축군모두후방보다전방보행기를사용했을때 근활성도가높았고, 유의한차이가있었다. 이는전 방보행기를사용했을때엉덩관절을굽힌상태에서 - 344 -
경직성양쪽다리뇌성마비의무릎관절형태와보행기종류에따른근활성도비교 몸통을과도하게숙이면중력중심선이앞에위치하 므로목굽힘이발생하였다는보고와유사하였다 (Hoffinger 등, 1993; Kelly 등, 1997). 경직성양쪽 마비아동의정렬상태와보행방식을분석한연구에 서몸통과엉덩- 무릎관절의굽힘이보행양상에영 향을주면근육의구축이유발되므로이상태에서 척추안정성을유지하는몸통근력이약하면앞으 로기댄채어깨굽힘과팔꿈치폄상태로보행기 를미는경향이있어앞으로전진이어려울뿐만 아니라균형상실로넘어질위험이발생할수있다 고하였다 (Carmik, 1985; Wilson, 1987). 머리널판근 의경우에도무릎관절과다젖힘군과굽힘구축군모 두전방보다후방보행기를사용할때근활성도가 높았고, 유의한차이가있었다. 이는후방보행기의 평행막대가아동의뒤쪽에위치하여엉덩관절폄 근들이몸통의폄을유도하므로 (Perry, 1992) 목을 똑바로세워서정면을바라보며어깨폄과팔꿈치 굽힘으로보행기를끌도록만드는것이다. 이처럼 목빗근과머리널판근모두보행기종류에따른근 활성도차이는있었지만무릎관절과다젖힘군과굽 힘구축군의근활성도의차이가없어서뇌성마비아 동의무릎관절변형이목의정렬에미치는영향은 크지않은것으로보인다. 이재호와원종임 (2000) 은보행기유형에따른신 체정렬상태의변화를비교한연구에서몸통관절각 은전방보행기에서 10.31±6.45 이었고, 22.23±12.54, 후방보행기에서 엉덩관절각은전방보행기에서 28.40±1.98, 후방보행기에서 16.68±18.20 으로전방 보다후방보행기를사용했을때유의하게감소하여 후방보행기사용이기립자세를보다잘유지할수 있다고하였다. 본연구에서도뇌성마비의무릎관절 형태에관계없이후방보다전방보행기를사용할 때배곧은근과넙다리곧은근의근활성도가유의하 게증가하였고, 상대적으로척추세움근의근활성도 는무릎관절과다젖힘군과굽힘구축군모두전방 보다후방보행기를사용할때유의하게높았다. 이 는배곧은근과넙다리곧은근모두전방보다후방 보행기를사용할때근활성도가유의하게감소하였 으므로배곧은근과넙다리곧은근의근수축이상대 적으로높으며골반기울임각이증가하는전방보행 기를사용한보행보다는몸통과엉덩관절이폄되 므로보다직립적인자세를취할수있을것이다. 이러한결과는후방보행기가보행하는동안에더욱 똑바로선자세를촉진시켜안정성있는보행을획 득하는데더적당하다는것을보고한여러선행연 구(Greiner 등, 1993; Logan 등, 1990) 와일치하지만 뇌성마비아동의전방과후방보행기를사용한보행 은시상면에서몸통의운동학이보행기종류에의 존하지않고몸통기울임정도가유사하다고주장 한연구(Bachschmidt 등, 2000) 와차이를보였다. 이 는기립자세를유지하는데다리보다는팔로균형을 조절하면서골반과몸통을전진시키면서보행을했 기때문이라고사료된다. Park 등(2001) 은후방보행기를사용할때보행 주기동안에골반기울임각의감소, 초기접촉과중 간입각기에서엉덩관절굽힘각의감소뿐만아니라 무릎관절굽힘각이초기접촉에서유의하게감소하 였으며어떤대상자에게도입각기동안에무릎관절 과다젖힘이나타나지않는다고하였다. 본연구에서 도안쪽뒤넙다리근의근활성도의경우에무릎관절 과다젖힘군과굽힘구축군모두전방보다후방보행 기를사용했을때근활성도가유의하게증가하였다. 이러한결과는전방보다후방보행기를사용했을 때무릎관절관절각이 4.08 유의하게감소하였다는 이재호와원종임 (2000) 의보고와일치한다고볼수 있다. 보행에서발목관절은착지하는동안에충격흡수 와앞쪽으로이동하는데매우중요하다. 본연구에 서가자미근의경우무릎관절변형은물론보행기 종류에따른근활성도에도유의한차이가없었으므 로경직성양쪽다리뇌성마비는무릎관절형태와 보행기종류에상관없이발목에서발바닥굽힘이일 어난다고해석할수있다. 이는장딴지근과종아리 근의정적및동적연축이보행의입각기와유각기 동안에발목관절의발바닥굽힘을지속시키므로발 뒤꿈치가들리게된다는것을의미한다 (Winter, 1983; Perry 1992). 전방보행기를사용할때배곧은근과안쪽뒤넙다 리근은무릎관절과다젖힘군보다굽힘구축군의근 활성도에유의한증가가있었다. 하지만후방보행기 - 345 -
대한물리의학회지제7권제3호 를사용할때배곧은근과안쪽뒤넙다리근은무릎 관절과다젖힘군보다굽힘구축군의근활성도의유 의한증가가있었고, 척추세움근과큰볼기근은무릎 관절과다젖힘군보다굽힘구축군의근활성도에유 의한감소가있었다. 이러한결과는뇌성마비아동 이전방보행기로보행하는경우에후방보행기를사 용할때보다몸통은더욱굽혀지지만엉덩관절과 무릎관절폄이상대적으로증가하게되고, 후방보행 기를사용하면전방보행기에비해서몸통은더욱 폄하게되지만엉덩관절과무릎관절굽힘은상대적 으로증가되는것으로생각된다. 따라서무릎관절 형태에관계없이모든뇌성마비아동이골반기울 임각의감소와몸통폄이촉진되는자세로보행하 도록유도하기위해서는후방보행기가이점이있겠 지만무릎관절과다젖힘이나굽힘구축과같은무릎 관절의변형형태를고려한다면무릎관절과다젖힘 군은상대적으로많은엉덩관절과무릎관절굽힘을 유도하는후방보행기를사용하는편이도움이되고, 반대로무릎관절굽힘구축군은엉덩관절과무릎관 절폄을상대적으로많이촉진하는전방보행기를 사용하는것이보행의질적개선에도움이될것으 로사료된다. 하지만본연구는특정기관의뇌성마비아동만을 대상으로하였고, 대상인원이적어서연구결과를일 반화하는데제한이있으므로뇌성마비를대상으로 이차적인변형을예방할수있는올바른자세로보 행하기위해서는각각의운동장애특성에맞는보 행기가개발되어야할것이다. Ⅴ. 결 론 본연구는경직성양쪽다리뇌성마비아동 21명 을대상으로무릎관절형태와보행기종류에따른 목, 몸통및다리의근활성도차이를확인하고자실 시하였다. 연구결과무릎관절형태에상관없이전 방과후방보행기종류에따라서목, 몸통그리고다 리근육( 가자미근을제외) 에서근활성도의유의한 차이가있었다. 또한보행기종류에따라서무릎관 절의과다젖힘과굽힘구축형태사이의목의근활 성도는유의한차이가없었지만몸통과다리의근 활성도는유의한차이가있었다. 즉, 전방보행기를 사용할때는배곧은근과안쪽뒤넙다리근의근활성 도에유의한차이가있었고, 후방보행기를사용할 때는배곧은근, 척추세움근, 큰볼기근, 안쪽뒤넙다 리근의근활성도에유의한차이가있었다. 이러한 결과들을통해경직성양쪽다리뇌성마비의무릎관 절형태는어떤종류의보행기를사용해서보행하 는지에따라서몸통과다리의근활성도에차이가 발생하고, 이에따른신체정렬의변화를유도할것 으로사료된다. 그러므로향후뇌성마비아동의신 체적인특성과보행능력에따른이차적인변형을 예방하기위해서는개별적인장애에가장효율적인 보행패턴을제공하는보행기처방이필요할것이다. Acknowledgement 본논문은 2010년도부산가톨릭대학교교내학술 연구비지원에의하여수행된것임. 참고문헌 문곤성. 보행속도변화에따른하지의운동역학적 분석과근활동의근전도분석. 연세대학교대학 원. 박사학위논문. 2004. 양경옥. 경직성양지마비아의기립시하지근활성 과하지관절각에관한연구. 동신대학교대학원. 석사학위논문. 2008. 오태영. 관절가동기법이양하지뇌성마비아동의하 지기능에미치는영향. 대구대학교대학원. 박사 학위논문. 2004. 이재호, 원종임. 전방보행기와후방보행기가뇌성 마비아동의보행특성과신체정렬상태에미치는 영향. 한국전문물리치료학회지. 2000;7(2):55-65. 허정식. 뇌성마비아동과정상아동의보행동작의 운동학적분석. 한국스포츠리서치. 2000;63(6): 127-38. Bachschmidt R, Harris GF, Ackman J et al. Quantitative study of walker-assisted gait in children with cerebral palsy: anterior versus posterior walkers. Pediatric gait. 2000:217-23. - 346 -
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