특수교육재활과학연구 Journal of Special Education & Rehabilitation Science Vol. 51, No. 3, pp. 347~362, 2012. 가상현실프로그램을이용한로봇 - 보행훈련이급성기 척수손상환자의보행능력및일상생활수행능력에 미치는영향 * 송명수 ** ㆍ강태우 *** ㆍ노현정 **** ㆍ방대혁 ***** < 요약 > 본연구는가상현실프로그램을이용한로봇-보행훈련이급성기척수손상환자의보행능력에미치는효과를평가하기위해실시되었다. 본연구에 22명의척수손상환자가참여하였다. 연구대상은척수손상환자를각각 11명씩무작위로배정하였다. 모든환자들은보존적물리치료를받았으며, 실험군에게추가적으로로봇-보행훈련을 20분동안시행하였다. 본연구의평가도구는균형능력평가 (TETRAX), 10M 보행검사, 6분걷기검사, 수정된바델지수였다. 측정은중재전, 후로실시하였다. 중재후군내에서실험군과대조군의균형능력평가 (TETRAX), 10M 보행검사, 6분걷기검사, 수정된바델지수의중재전, 후값에서유의한차이를보였다 (p<.05). 실험군은중재전, 후차이값이균형능력평가 (TETRAX), 10M 보행검사, 6분걷기검사, 수정된바델지수에서각각 36.81±12.22, 4348±6.46, 45.72 ±22.76, 32.54±13.02 향상되었고, 대조군은각각의평가에서 24.81±22.08, 39.52±8.7, * 본연구는 2012 년원광보건대학교학술연구비지원에의해수행되었음. This study was supported by Wonkwang Health Science University research grantin 2012. ** 원광보건대학교물리치료학과교수 ( 제1저자 : ms9298@hanmail.net) Department of physical therapy, Wonkwang Health Science University *** 원광대학교병원재활의학과물리치료사 ( 제2저자, 교신저자 : ktwkd@hanmail.net) Department of Rehabilitation Center, Wonkwang University Hospital **** 주은라파스병원재활센터물리치료사 ( 제3저자 : ta-jung2021@hanmail.net) Jooeun Rephas Rehabilitation Center Hospital ***** 다사랑병원재활센터물리치료사 ( 제4저자 : bdhgenii@hanmail.net) Dasarang Rehabilitation Hospital
348 특수교육재활과학연구 ( 제 51 권제 3 호 ) 24.63±19.9, 19.27±11.69 향상되었다. 두군간의중재후의평가비교에서중재후균형능력평가 (TETRAX), 10M 보행검사, 6분걷기검사, 수정된바델지수에서유의한차이가있었다 (p<.05). 이는로봇-보행훈련이척수손상환자의보행능력에긍정적인영향을미친다는것을의미한다. 앞으로이러한연구결과를일반화시키는것이필요할것이라고사료된다. 핵심어 : 급성기척수손상환자, 로봇 - 보행훈련, 보행능력 Ⅰ. 서론 척수손상을당하게되면주로사지마비를겪게되고휠체어에의존하여이동하게되기때문에보행기능의회복은척수손상환자의주된목표중에하나이다 (Lapointe et al., 2001). 척수손상이후겪게되는삶의질은운동및감각기능, 대ㆍ소변기능장애, 성기능장애등의여러요인에의해달라지나운동기능장애로발생하는보행기능의문제는척수손상환자들이갖는어떠한장애보다도상위를차지한다고보고되었다 (Field-Fote, Lindley, & Sherman, 2005). 대부분의불완전척수손상을당한환자들은보행이가능한잠재력을가지고있고, Burns 등 (1997) 의보고에의하면 86% 가보행기능의회복을예견한다고보고되고있다 (Crozier et al., 1991; Water et al., 1994). 그렇기때문에운동기능이남아있는불완전척수손상환자의기능적보행능력의향상은재활전략의중요한목표가된다 (Field-Fote, Lindley, & Sherman, 2005). 척수손상환자의보행에필요한요소들로는몸통을지지할수있는양하지의근력, 의도하는방향으로갈수있는추진력, 보행시몸통을유지할수있는동적균형, 환경에대처할수있는유연성이필요하다 (Forssberg, 1982). 이러한척수손상환자들의문제점을해결하기위해서많은임상적인치료법들이보고되고있다. 비골신경을자극하여유각기동안발목의저측굴곡을도와주는기능적전기자극치료 (FES, Functional electronical stimulation), 서기와보행을지지하는데도움을주는보조기를이용한치료, 반복적이고집중적인보행연습이가능한체중지지트레드밀훈련법등이있다 (Barbeau & Fung, 2001; Yang et al., 1996; Marsolais et al., 2000). 이중에서도체중지지트레드밀훈련은불완전한척수손상환자에게처음소개된이후로 10년이상효과가검증되어왔고, 치료사가직접다리를옮겨주거나트레드밀벨트를사용하여훈련시키는방법들도소개되고있다 (Tania et al., 2007; Field-Fote, Lindley, &
가상현실프로그램을이용한로봇 - 보행훈련이급성기척수손상환자의보행능력및일상생활수행능력에미치는영향 349 Sherman, 2005; Wirz et al., 2005). 체중지지트레드밀훈련의효과가뛰어남에도불구하고, 임상현장에서의적용은신체적으로가중되는노동력과불편함때문에원활하게이루어지지않고있다 (Wirz et al., 2005). 더욱이, 치료사가직접다리를옮겨주는경우에는체간을받쳐주고정상적인보행패턴을촉진하기위해 3명의치료사가필요하다 (Behrman & Harkema, 2000). 이러한많은노동력이필요하기때문에연구자와치료사들은대안을찾기위해노력하였고그결과컴퓨터로조종하는로봇-보행훈련기가개발되었다 (Wirz et al., 2005). 로봇-보행훈련기의외골격장치는환자의하지를대칭적이고협응적인보행패턴으로걷도록도와주고, 로봇-보행훈련기는체중지지장치와연결되어적합한보행패턴을만들어중요한감각지시를제공한다고척수손상모형동물실험에서보고하고있다 (Rossignol et al., 1996). 임상에서도로봇-보행훈련기는보행능력의향상을위한중재로사용되고있다 (Werning & Muller, 1992). 또한, 이전의연구들에따르면, 로봇-보행훈련기가만성불완전척수손상환자의보행능력을향상시킨다고보고되고있다 (Protas et al., 2001). 최근이러한연구가보고되고있으나, 초기치료가중요한급성기척수손상환자에게로봇-보행훈련을적용한연구가국내에서는보고되지않았다. 또한, 많은치료사가트레드밀훈련중보행을개선시키기위해양쪽다리와몸통을조절하는데필요한노동력의대안으로개발된로봇-보행훈련의효과는입증되었으나, 정확한보행의효과를임상적도구로증명한연구는보고되지않고있다 (Lum et al., 2002; Andreas et al., 2007). 이에본연구의목적은급성기척수손상환자에게적용한로봇-보행훈련이환자의균형능력, 보행능력, 일상생활수행능력에어떠한영향을미치는지알아보고, 급성기척수손상환자에대한효율적인치료방법을제시하는것이다. Ⅱ. 연구방법 1. 연구대상자 본연구는불완전척수손상진단을받은급성기입원환자 22명을대상으로하였다. 연구대상자의선정기준은유병기간이 1개월이하인자, 연구자의지시내용을이해하고따를수있도록한국판간이정신상태검사 (Mini-Mental state Examination-Korean version, MMSE-K) 에서 24점이상으로인지결함이없는자 ( 권용철과박종한, 1989), 도움을받고 15m이상보행이가능한자를대상으로하였다. 골절이나하지의체중부하
350 특수교육재활과학연구 ( 제 51 권제 3 호 ) 금기증을가지고있는자, 피부손상이나욕창이있는자, 기립성저혈압과심혈관질환이있는자는로봇-보행훈련을적용하는데어려움이있어연구에서제외하였다. 연구대상자의자세한특징은 < 표 2-1> 과같다. < 표 2-1> 연구대상자의일반적인특성 그룹 나이 성별 발병일 ( 일 ) 손상정도 MMSE-K * 실험군 41 M 16 T4 29 58 M 13 C8 26 65 F 15 C6 28 40 M 24 C6 30 50 M 21 C7 30 58 M 29 C4 30 59 M 18 L2 29 62 F 16 T2 25 43 F 21 T1 28 58 M 25 T3 27 57 M 24 C4 28 평균값 53.72 20.18 28.18 중간값 C8 Control group 53 M 18 C3 29 58 F 20 C4 28 63 M 27 C7 30 54 M 25 T4 30 50 M 24 T5 28 42 M 20 T8 27 53 M 19 L2 26 45 M 15 T1 25 56 M 14 C6 28 59 F 13 C6 28 53 M 25 C8 27 평균값 53.27 20 28 중간값 C8 * 한국판간이정신상태검사 (Mini-mental state examination-korean version)
가상현실프로그램을이용한로봇 - 보행훈련이급성기척수손상환자의보행능력및일상생활수행능력에미치는영향 351 2. 측정방법 1) 균형능력평가균형평가는 TETRAX(TETRAX, Sunlight Medical Ltd., Tel Aviv, Israel) 를이용하여수행되어졌다. 이장비는균형능력평가를할수있는장비로독립적인 4개영역 ( 좌, 우측발가락부분과뒤꿈치 ) 의체중부하여부에따라낙상위험도를예측할수있다. 균형능력평가는시각의유무에따라모두평가되며본연구에서는낙상위험도만을사용하였다. 본장비는균형능력에감소를보이는신경학적손상이있는환자와관절범위의제한, 근력약화로인한문제가있는환자에게적용이가능하다 (Klavora & Warren, 1998). 본장비에서측정한낙상위험도는자세안정성만으로측정되는것이아니라자세흔들림, 체중분포, 협응성등의자세조절요소들을포함하여분석된다. 낙상위험도는 0점에서 100점사이로점수가높을수록낙상발생확률이높다는것을의미한다. 낙상위험도에대한특이도와민감도는각각.60,.76이며, 검사자내신뢰도는.88로높은신뢰도를보인다 (Laufer et al., 2003). 2) 10M 보행검사 10m 보행검사는한명의검사자로간단하게평가가가능하며대상자의보행능력을평가하는검사이다. 이평가도구는대상자의보행속도는 14m 거리를걷게하여가속기간 2m와감속기간 2m를제외한 10m 거리를걷는속도를측정하였다. 본연구에서는먼저한번걷게하여적응시간을가진후자신이걸을수있는최대속도로 3회걷도록하여평균시간을사용하였다. 이때검사자가환자를감시하며안전하게평가하였다. 시간측정은전자초시계를사용하여소수점이하둘째자리까지측정한다음, 초당걸은거리로환산하였다. 이검사방법은검사-재검사신뢰도가.96을보여보행속도를평가하는데아주유용한방법으로알려져있다 (Liston & Brouwer, 1996). 3) 6분걷기검사 6분걷기검사는보행지구력을측정하는데유용한평가도구이다. 본연구에서는대상자들의지면과발의높이에따른보행패턴의변화를줄이기위해굽이 4cm가넘지않는신발을신고, 총 20m 길이의거리를도움없이 6분동안왕복보행을하였다. 필요한경우휴식을취할수있지만, 대상자들에게본검사의목적을설명하여 6분동안먼거리를이동할수있도록독려하였다. 6분걷기검사는기능적수행능력정도와근지구력을평가할수있으며신뢰도 (r=.91) 가높은측정방법이다 (Mossberg, 2003).
352 특수교육재활과학연구 ( 제 51 권제 3 호 ) 4) 수정된바델지수 (Modified Barthel Index, MBI) 수정된바델지수 (Modified Barthel Index, MBI) 는환자의기능적독립성과일상생활수행능력에서의도움이필요한정도를측정하는도구이다. 이평가도구는환자들의기능장애를포괄적으로평가하는데사용되고일상생활수행능력에서얼마만큼의도움이필요한지를반영한다. 각일상생활활동에대한항목들의점수를합하여대상자의점수를기록하고총점수는 100점이다. 0점에서 24점은완전한의존성, 25점에서 49점은최대한의의존성, 50점에서 74점은중등도의의존성, 75점에서 90점은약간의의존성, 91점에서 99점은최소의존성을나타낸다 (Shah, Vancly, & Cooper, 1989). 점수가높을수록일상생활수행능력을도움없이독립적으로수행할수있음을나타낸다. 이검사도구는기능독립성측정 (functional independence measure) 도구와높은내적일치도를보인다 (Hobart & Thompson, 2001). 3. 연구절차및중재방법 본연구에서는카드를주머니에넣어대상자가뽑는방법으로실험군과대조군을무작위로배정하였다. 대조군과실험군모두일반적인물리치료 ( 근력운동, 유연성운동 ) 를 1일 1회 20분씩주 5회동안시행하였다. 이에실험군에서는추가적으로 4주간의로봇-보행훈련 (Lokomat, Hocoma AG, Zurich, Switzerland) 을적용하였다. 로봇-보행훈련에사용된장비인 lokomat 는양측하지로봇도구로트레드밀과동적체중지지도구, 가상현실프로그램을보여주기위한모니터로결합되어있다. 치료사는환자에게체중지지도구인하네스를착용시켜체중부하를덜어주어서있을수있도록제공하고환자의고관절과슬관절을반듯이놓인 Lokomat 기구의외골격과결합시키고기구의각관절스트랩으로묶는다. 스트랩으로고정된하지는미리설정된고관절과슬관절의범위에따라움직이고환자의보행양상및피로도등에따라적절하게운동속도및각관절의각도를조절할수있으며체중지지도구로체중의지지정도를조절할수있다 < 그림 2-1>. 로봇-보행훈련을받는환자들은모니터상에보이는화면을보며마치실제자신이걷고있는것처럼느끼도록하였으며, 로봇-보행보조장치의유도우력에맞추어보행훈련을실시하였다 < 그림 2-2>. 로봇-보행훈련은하루 20분, 4주간매주, 총 20회시행하였다.
가상현실프로그램을이용한로봇 - 보행훈련이급성기척수손상환자의보행능력및일상생활수행능력에미치는영향 353 < 그림 2-1> 로봇 - 보행훈련모습 < 그림 2-2> 가상현실프로그램화면 4. 분석방법 본연구에서수집된자료들은윈도우용 SPSS 12.0을이용하여통계처리하였다. 연구대상자의일반적인특성은기술통계를이용하여평균과표준편차를표시하였다. 두군에서로봇보행치료중재전, 후시점별보행능력과균형능력과보행능력그리고일상생활수행능력의군간차이를비교하기위해독립표본 t-검정을실시하였다. 각군에서치료전, 후의차이를비교하기위해대응표본 t-검정을실시하였다. 통계학적유의수준은.05 로하였다. Ⅲ. 연구결과 1. 균형능력의변화 실험군과대조군의균형능력의변화는 < 표 3-1> 와같다. 실험군은훈련전의낙상위험점수가 82.72 ± 15.52 에서훈련후 45.9 ± 10.57로 36.81 ± 12.22 감소하여유의하게향상되었다 (p<.001). 대조군에서도훈련전 83.18±18.61 에서훈련후 58.36±10.88로 24.81 ± 22.08 감소하여유의하게향상되었다 (p<.05). 훈련전, 후집단간차이를비교한결과훈련후실험군의낙상위험점수가대조군보다유의하게감소한것으로나타났다 (p<.05).
354 특수교육재활과학연구 ( 제 51 권제 3 호 ) < 표 3-1> 균형능력의변화 ( 단위 = 점 ) 훈련군 대조군 t 실험전 82.72±15.52 83.18±18.61 -.06 실험후 45.9±10.57 58.36±10.88-2.72 * t 9.52 ** 3.55 * * p<.05, ** p<.001 2. 10M 보행검사의변화 실험군과대조군의균형능력의변화는 < 표 3-2> 과같다. 실험군은훈련전의시간 ( 초 ) 이 59.06 ± 7.81에서훈련후 15.58 ± 1.88로 43.48 ± 6.46 감소하여유의하게향상되었다 (p<.001). 대조군에서도훈련전 60.76 ± 7.31 에서훈련후 21.23 ± 5.53로 39.52 ± 8.7 감소하여유의하게향상되었다 (p<.001). 훈련전, 후집단간차이를비교한결과훈련후실험군의시간 ( 초 ) 이대조군보다유의하게감소한것으로나타났다 (p<.05). < 표 3-2> 10m 검사의변화 ( 단위 = 초 ) 훈련군 대조군 t 실험전 59.06±7.81 60.76±7.31 -.52 실험후 15.58±1.88 21.23±5.53-3.2 * t 21.28 ** 14.35 ** * p<.05, ** p<.001 3. 6 분걷기검사의변화 실험군과대조군의균형능력의변화는 < 표 3-3> 와같다. 실험군은훈련전의거리 (m) 가 219.09 ± 12.67 에서훈련후 264.81 ± 15.91로 45.72 ± 22.76 감소하여유의하게향상되었다 (p<.001). 대조군에서도훈련전 220.09 ± 14.07에서훈련후 244.72 ± 23.13로 24.63 ± 19.9 감소하여유의하게향상되었다 (p<.05). 훈련전, 후집단간차이를비교한
가상현실프로그램을이용한로봇 - 보행훈련이급성기척수손상환자의보행능력및일상생활수행능력에미치는영향 355 결과훈련후실험군의낙상위험점수가대조군보다유의하게증가한것으로나타났다 (p<.05). < 표 3-3> 6분걷기검사의변화 ( 단위 = 미터 ) 훈련군 대조군 t 실험전 219.09±12.67 220.09±14.07 -.17 실험후 264.81±15.91 244.72±23.13 2.37 * t -6.35 ** -4.6 * * p<.05, ** p<.001 4. 수정된바델지수의변화 실험군과대조군의균형능력의변화는 < 표 3-4> 와같다. 실험군은훈련전의일상생활수행능력점수가 49.09 ± 3.93에서훈련후 81.63 ± 10.11로 32.54 ± 13.02 증가하여유의하게향상되었다 (p<.001). 대조군에서도훈련전 50.45 ± 13.61 에서훈련후 69.72 ± 15.57로 19.27 ± 11.69 증가하여유의하게향상되었다 (p<.001). 훈련전, 후집단간차이를비교한결과훈련후실험군의낙상위험점수가대조군보다유의하게증가한것으로나타났다 (p<.05). < 표 3-4> 일상생활수행능력의변화 ( 단위 = 점 ) 훈련군 대조군 t 실험전 49.09±13.93 50.45±13.61 -.23 실험후 81.63±10.11 69.72±15.57 2.12 * t -7.9 ** -5.21 ** * p<.05, ** p<.001
356 특수교육재활과학연구 ( 제 51 권제 3 호 ) Ⅳ. 고찰 척수손상환자에게보행기능은재활의주된목표이다 (Lapointe et al., 2001). 이러한보행기능을회복시키기위하여최근로봇을이용한치료의효과가입증되고있다 (Werning & Muller. 1992; Protas et al., 2001). 이에본연구는급성기척수손상환자들에게로봇 -보행훈련을적용하여균형능력과보행능력, 일상생활수행능력에어떠한영향을미치는지알아보았다. 본연구의결과는로봇-보행훈련을받은군이대조군에비해균형능력, 보행능력, 일상생활수행능력모두에서유의한향상을보이는것으로나타났다. 로봇-보행훈련은보행시최상의운동학적인부분을고려하여정상적인보행패턴을훈련시키는방법으로, 2 3 명의물리치료사가체간과사지를안전하게보조하여반복적으로정상적인보행패턴을연습시키는것에대한대안으로개발되었다 (Behrman & Harkema, 2000; Wernig et al., 1992; Dobkin, 2000). 로봇-보행훈련을적용하였을때하지의협응능력이근전도활동에서향상되는것을보였고, 발을떼는동작에서도상척수조절 (Supraspinal control) 이감소되거나사라지는결과가보고되고있다 (Visintin & Barbeau, 1989; Dietz et al., 1998; Dobkin et al., 1995; Harkema et al., 1997). 또한, 트레드밀에서의체중지지를통한훈련은하지의협응능력과운동조절능력을촉진시키고자세를바로서게만들며체중지지를도와보행시자신감을높이고보행에필요한근육들을효율적으로사용하도록하는운동전략발달을가능하게한다 (Miller, Quinn, & Seddon, 2002; 강형규등, 2012). 본연구의대상자들은불완전척수손상환자들이었고, 신경계손상후주로초기에기능회복이빠르게이루어진다는점을고려하였을때로봇-보행훈련이더욱효과적으로적용된것으로여겨진다 (Burns, 1997; Teasell et al., 2003). 본연구에서척수손상환자들의균형에대한평가는자세흔들림, 체중분포, 협응성등의다양한자세조절요소들을포함하여평가하는 TETRAX 를이용하여평가하였다. TETRAX 는특이도와민감도가높아균형평가에적합하였고, 또한낙상위험률을평가할수있어기능적인능력과보행기능을평가할수있었다 (Laufer et al., 2003; Pollock et al., 2003). 보행에대한검사는 6분걷기검사와 10m 보행검사를이용하였는데이두평가도구는측정이간편하여임상현장에서보행과관련된훈련후회복정도를측정하는데용이하다 (Butland et al., 1982). 일상생활수행능력을평가한 MBI는평가민감도가높아척수손상환자들의기능적인변화와삶의질의변화를파악하는데유용하였다. 본연구의주된결과는로봇-보행훈련을한군이대조군에비해균형능력, 보행기능, 일상생활수행능력에서더많은향상을보였다는것이다. 본연구의결과는 Hornby 등 (2005) 이보고한불완전척수손상환자에게로봇치료를적용한사례보고에서 2명의환자
가상현실프로그램을이용한로봇 - 보행훈련이급성기척수손상환자의보행능력및일상생활수행능력에미치는영향 357 가독립적으로실외를보행할수있고보행속도와지구력이증가한결과와일치한다. 트레드밀보행훈련은단순히하지의근력만을강화시키는훈련이아니라근력강화와균형그리고보행패턴의운동조절을재인식시킬수있으며, 무엇보다도로봇-보행훈련은여러명의치료사가동원되어많은노동력을소비하며반복적인훈련을시키는것에비하여로봇장치의힘으로치료사의노동력없이정확한운동능력을획득할수있는강점이있었다 (Dobkin, 2004; Schmidt & Lee, 2005). 또한, 로봇-보행장치에달린하네스를이용하여체중을지지한보행훈련을함으로써보행중하지에가해지는부담을감소시켜자세교정의효과와균형능력을향상시킬수있었고, 보행이불완전한상태에서도훈련이가능하였다 (Miller, Quinn, & Seddon, 2002; Hesse et al., 2001). 본연구의결과, 대조군에서도치료전과후값의유의한향상을보였는데이는, 대부분의운동회복은손상후재활의첫두달동안빠르게발생하는것과관련이있는것으로보인다 (Wirz et al., 2005). 본연구에서사용한로봇-보행치료는단순히반복적인보행훈련이아닌모니터를이용한가상현실프로그램이적용되는훈련을시행하였다. 가상현실프로그램은최근재활분야에서치료와평가의목적으로쓰이고있다 (zhang et al., 2003). 이러한가상현실프로그램은환자의경험상에있는환경을제공하여능동적인학습과동기부여를가능하게만든다 (Mantovani & Castellnuovo, 2003). 신원섭과이석민 (2009) 은뇌손상환자에게가상현실프로그램을이용한재활운동을적용하여근력과균형능력의향상을보였다고보고하였고, Aimee 등 (2007) 의연구에서는가상현실프로그램을척수손상환자에게적용하였을때균형능력의증가와동기부여의효과를가져온다고보고하였다. 본연구의결과에서로봇-보행훈련을받은군이대조군에비해균형능력과보행능력, 일상생활수행능력이유의하게향상된것은동기부여의효과가큰것으로생각된다. 본연구에서는연구의결과를해석하는데있어몇가지제한점을갖는다. 본연구의제한점은연구에참여한대상자의수가많지않았기때문에전체불완전척수손상환자에게일반화시키는데어려움이있었다는점과 4주간의치료만을시행하였고추적관찰이이루어지지않아장기적인효과를판단할수없었다는점이다. 또한급성기환자들을대상으로하였기때문에자발적회복이실험에미치는영향과대상자들의심리, 사회적요인들을통제하지못하였다. 이와같이불완전척수손상환자에게로봇-보행훈련을적용하는데여러제한점이있으나, 향후에는더욱다양한측면의연구들이진행된다면척수손상환자의일상생활수행능력증진과기능적회복을위한로봇-보행훈련의효과를보다명백히입증할수있을것이다.
358 특수교육재활과학연구 ( 제 51 권제 3 호 ) Ⅴ. 결론 불완전척수손상환자에게있어보행기능의회복은어떠한장애보다도환자의삶의질을높여주는중요한목표중에하나이다 (Field-Fote, Lindley, & Sherman, 2005). 트레드밀보행훈련은반복적이고집중적인훈련이가능하며치료효과가검증된치료법이다 (Tania et al., 2007; Field-Fote, Lindley, & Sherman, 2005). 트레드밀훈련의보행능력에대한효과가증명되었음에도불구하고치료사가체간을지지하거나다리를직접옮겨주는데갖는어려움으로임상에서적용하기에많은노동력을갖게된다. 이러한여러제한점의대안으로로봇-보행훈련기가개발되었다 (Wirz et al., 2005). 로봇-보행훈련을시행한실험군과시행하지않은대조군에서보행능력, 균형능력, 일상생활수행능력이모두유의하게향상되었고 (p<.05), 모든측정값에서실험군이대조군보다유의하게향상되었다 (p<.05). 이러한결과는불완전척수손상환자에게로봇-보행훈련이보행능력과균형능력그리고일상생활수행능력의향상에긍정적인효과를보이며가상현실프로그램을추가시킨적용으로환자의동기부여를이끌어유용하게적용될수있을것이라생각된다. 또한, 치료사의노동력을효율적으로관리하기위한방법으로적용가능할것이며, 급성기환자에게보행훈련을적용할수있는치료적대안으로적용가능할것으로생각된다. 향후척수손상환자를대상으로기존에제시되는치료법과더불어로봇-보행훈련에관한다양한연구가지속적으로이루어져야할것이다. 참고문헌 강형규, 서현두, 이관우, 정이정 (2012). 타원형기구보행, 트레드밀보행및지면보행이하지근육의근활성도에미치는영향. 특수교육재활과학연구, 51(1), 253-266. 권용철, 박종한 (1989). 노인용한국판 Mini-Mental State Examination(MMSE-K) 의표준화연구-제 2편 : 구분점및진단적타당도. 신경정신의학, 28(3), 508-513. 신원섭, 이석민 (2009). 가상현실을이용한재활운동이뇌손상환자의기능회복에미치는효과. 특수교육재활과학연구, 48(3), 49-64. Aimee, L. Betker., Ankur, Desai., Cristabel, Nett., Naak, Kapadia., & Tony, Szturm. (2007). Gamebased Exercises for Dynamic Short-Sitting Balance Rehabilitataion of People With Chronic Spinal Cord and Traumatic Brain Injuries. Phys Ther, 87(10), 1389-1398. Andreas Mayr, Markus Kofler, Ellen Quirbach, Heinz MAtzak, Katrin Frohi & Leopold Saltuari. (2007). Prospective, Blinded, randomized crossover study of gait rehabilitation in stroke
가상현실프로그램을이용한로봇 - 보행훈련이급성기척수손상환자의보행능력및일상생활수행능력에미치는영향 359 patients using the lokomat gait orthosis. Neurorehabil Neural Repair, 21(4), 307-314. Barbeau, H., & Fung, J. (2001). The role of rehabilitation in the recovery of walking in the neurological population. Curr Opin Neurol, 14(6), 735-740. Behrman, H. L., & Harkema, S. J. (2000). Locomotor training after human spinal cord injury: a series of case studies. Phys ther, 80(7), 688-700. Burns, S. P., Golding, D. G., Rolle, W. A. Jr., Graziani, V., & Ditunno, J. F. Jr. (1997). Recovery of ambulation in motor-incomplete tetraplegia. Arch Phys Med Rehabil, 78(11), 1169-1172. Butland, R. J. A., Pan, J., Gross, E. R., Woodcock, A. A., & Geddes, D. M. (1982). Two-, six-, and twelve-minute walking tests in respiratory disease. Br Med J, 284(5), 1607-1608. Crozier, K. S., Graziani, V., Ditunno, J. F. Jr., & Herbison, G. J. (1991). Spinal cord injury: Prognosis for ambulation based on sensory examination in patients who are initially motor complete. Arch Phys Med Rehabil, 72(2), 119-121. Dietz, V., Wirz, M., Colombo, G., & Curt, A. (1998). Locomotor capacity and recovery of spinal cord function in paraplegic patients: a clinical and electrophysiological evaluation. Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 109(2), 140-153. Dobkin, B. H., Harkema, S., Requejo, P., & Edgerton, V. R. (1995). Modulation of locomotor-l ike EMG activity in subjects with complete and incomplete spinal cord injury. J Neurol Rehabil, 9(4), 183-190. Dobkin, B. H. (2000). Functional rewiring of brain and spinal cord after injury: the three Rs of neural repair and neurological rehabilitation. Curr Opin Neurol, 13(6), 655-659. Dobkin, B. H. (2004). Strategies for stroke rehabilitation. Neurology, 3(9), 528-536. Field-Fote, E. C., Lindley, S. D., & Sherman, A. L. (2005). Locomotor training approaches for individuals with spinal cord injury: a preliminary report of spinal cord injury: a preliminary report of walking-related outcomes. J Neurol Phys Ther, 29(3), 127-137. Forssberg, H. (1982). Spinal locomotor functions and descending control. Brainstem Control of Spinal Mechanisms. Amsterdam, the Netherlands: Elsevier Biomedical. Harkema, S. J., Hurley, S. L., Patel, U. K., REquejo, P. S., Dobkin, B. H., & Edgerton, V. R. (1997). Human lumbosacral spinal cord interprets loading during stepping. J Neurophysiol, 77(2), 797-811. Hesse, S., Werner, C., Paul, T., Bardeleben, A., & Chaler, J. (2001). Influence of walking speed on lower limb muscle activity and energy consumption during treadmill walking of hemiparetic patientes. Arch phys Med Rehabil, 82(11), 1547-1550. Hobart, J. C., & Thompson, A. J. (2001). The five item Barthel index. J Neurol Neurosurg Psychiatr, 71(2), 225-230.
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가상현실프로그램을이용한로봇 - 보행훈련이급성기척수손상환자의보행능력및일상생활수행능력에미치는영향 361 Tania, Lam., Janice, J. Eng., Dalton, L. Wolfe., Jane, T. C. Hsieh., & Maura, Whittacker. (2007). A systematic review of the efficacy of gait rehabilitation strategies for spinal cord injury. Topics in Spinal Cord Injury Rehabilitation, 13(1), 32-57. Teasell, R., Foley, N., Bhogal, S., & Speechley, M. (2003). An evidence based review of stroke rehabilitation. Topics in Stroke Rehabilitation, 10(1), 29-58. Visintin, M., & Barbeau, H. (1989). The effects of body weight support on the locomotor pattern of spastic paretic patients. Can J Neurol Sci, 16(3), 315-25. Water, R. L., Adkins, R. H., Yakura, J. S., & Sie, I. (1994). Motor and sensory recovery following incomplete paraplegia. Arch Phys Med Rehabil, 75(1), 67-72. Werning, A., Muller, S., Nanassy, A., & Cagol, E. (1992). Laufband locomotion with body weight support improved walking in persons with severe spinal cord injuries. Paraplegia, 30(4), 229-238. Wirz, M., Zemon, D. H., Rupp, R., Scheel, A., Colombo, G., Dietz, V., & Hornby, T. G. (2005). Effectiveness of automated locomotor training in patients with chronic incomplete spinal cord injury: a multicenter trial. Arch Phys Med Rehabil, 86(4), 672-680. Yang, L., Granat, M. G., Paul, J. P., Condie, D. N., & Rowley, D. I. (1996). Further development of hybrid functional electrical stimulation orthoses. Spinal Cord, 34(10), 611-614. Zhang, I., Abreu, B. C., Seale, G. S., Masel, B., Christiansen, C. H., & Ottenbacher, K. J. (2003). A virtual reality environment for evaluation of a daily living skill in brain injury rehabilitation: reliability and validity. Arch Phys Med Rehabil, 84(8), 1118-24.
362 특수교육재활과학연구 ( 제 51 권제 3 호 ) <Abstract> Effects of Robot-assist training using virtual reality program on Gait ability in patient with acute spinal cord injury Song, Myung Soo ㆍ Kang, Tae Woo ㆍ Noh, Hyeon Jeong ㆍ Bang, Dae Hyouk The purpose of this study was to determine the effect of Robot-assist training on gait ability in patients with spinal cord injury. 22 patients with spinal cord injury were recruited for this study. The subjects were randomly assigned to either the experimental group(eg) or the control group(cg), with 11 patients in each group. All subjects received a routine physical therapy. The robot-assist training was for 20 min in the case of the EG subjects. The assessment tools of this study involved the balance ability(tetrax), 10m walking test, 6minutes walking test, modified barthel index. The measurements were recorded before the intervention and after the intervention. In the cases of the EG subjects and CG subjects, the variables measured after the intervention significantly differed from balance ability(tetrax), 10m walking test, 6minutes walking test, modified barthel index measured before the intervention (p<.05). Also, there were significant differences in balance ability(tetrax), 10m walking tets, 6minutes walking test, modified barthel index at post test between the 2 groups (p<.05). The findings indicate that robot-assist training exerts a positive effect on gait ability in patient with spinal cord injury. Further studies are required to generalize the result of this study. Key Words : acute spinal cord injury, Robot-assist training, gait ability 논문접수 : 2012. 07. 29 / 논문심사일 : 2012. 08. 13 / 게재승인 : 2012. 09. 13