편마비 환자에서 발 교정구의 적용이 체중분포과 균형에 미치는 영향
박승규1, 강양훈2
1세한대학교 일반대학원 물리치료학과, 2서남대학교 물리치료학과
Effects of Weight Distribution and Balance with Foot Orthotics in Hemiplegic Patients
Seung-Kyu Park, PT, PhD1, Yang-Hun Kang, PT, MS2
1
Department of Physical Therapy, School of Public Health, Sehan University,
2Department of Physical Therapy, College of Health Science, Seonam University
Purpose: We investigated the effect of postural stability and balance with foot orthotics in hemiplegic patients.
Methods: The subjects enrolled in this study were 16 hemiplegic patients who were examined for balance ability, weight distribution, and limits of stability with or without foot orthotics insole. Balance was measured according to a stance position by BIORESCUE: static balance open eyes (SEO), static balance close eyes (SEC), dynamic balance open eyes (DEO), dynamic balance close eyes (DEC), right and left weight distribution (RLWD), anterior and posterior weight distribution (APWD) and limit of stability (LOS). The data were analyzed with SPSS window version 18.0 (IBM Co., Armonk, NY, USA).
Results: The results were of significant changes to the SEO (p<0.05), RLWD (p<0.05), APWD (p<0.05), and LOS (p<0.05). The SEC, DEO and DEC were not found to be statistically significant.
Conclusion: It was found that foot orthotics affected the balance for hemiplegic patients. Therefore, it is thought to help fall prevention to measure the balance ability.
Keywords: Hemiplegia, Orthotics, Balance
I. 서론
환경에서 여러 과제를 수행하기 위해 기저면(base of support) 위에서 신체의 균형을 유지하는 능력은 일상생활에서 가장 중 요한 운동조절 요소 중 하나이다. 선 자세에서 불안정한 균형 은 뇌졸중의 커다란 후유증으로 균형을 유지하는 조절이 재활
에서 가장 중요한 부분이다.1
뇌손상으로 인한 기능장애 중 균형능력의 저하는 가장 일 반적인 문제이다. 편마비 환자의 균형문제는 일상생활 활동 (activities of daily living)에 대한 어려움과 이동 문제 그리고 낙 상의 위험을 초래한다.2 그러한 균형은 수의적 동작 조절과 기 저면 내에 외부 요동(perturbation)에 대하여 적절하게 반응하 여 자세를 유지하는 과정3으로, 보행 시 발은 발목 관절 전략 을 통하여 앞으로 이동하는 것뿐만 아니라 우리 몸을 지탱하 고 균형을 유지하는데 매우 중요한 역할을 한다.4
편마비 환자는 선택적 근육 조절의 저하와 연합작용으로 인해 보행주기가 비대칭적인 특성을 보인다. 즉 편마비 환자 는 손상측의 불안정성으로 인해 무게중심을 비손상측으로 빨
Received June 30, 2012 Revised August 8, 2012
Accepted August 9, 2012
Corresponding author Yang-Hun Kang, [email protected]
Copyright © 2012 by The Korean Society of Physical Therapy
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The J ournal of K orean S ociety of P hysical T herapy Original Article
리 이동시키고자 하므로 손상측의 입각기와 비손상측의 유각 기가 짧아지고 따라서 보폭도 줄어들게 된다. 손상측의 입각 기 중에는 첨족, 전반슬 등이 관찰되기도 하고 유각기 중에는 족하수나 동적 내반 등이 관찰되기도 한다.5,6
비손상측의 과사용과 손상측의 비사용의 특징을 갖게 되는 뇌병변으로 인한 편마비 환자는 대표적으로 체중부하의 비대 칭성이 심각한데 Mizrahi 등7의 연구에서 기립 시 전체 체중부 의 약 75%가 비손상측으로 유지된다고 보고하였고, 손상측으 로의 체중부하의 비대칭으로 체중지지의 감소는 운동기능의 장애에 영향을 미치고 환자의 기능적 능력을 감소시켜 균형과 보행능력의 저하를 초래한다고 하였다.8,9
발에는 안쪽, 가쪽, 세로활(longitudinal arch)과 가로활 (transverse arch)의 족궁이 있으며, 우리 몸을 지탱하는 가장 하부의 구조물로써 인체의 관절 중 손상을 많이 받는 관절 중 하나다.10
신발 안에 적용하는 교정구(orthotics) 혹은 인솔(insole)은 재료에 따라 연성(soft), 반경성(semi-rigid), 경성(rigid)으로 구 분하고 발의 충격을 완화하고 특정 부위의 압력을 제거하여 적응력을 높이는 적응용과 발을 이상적인 자세로 다시 위치시 키거나 지지하는 교정용으로 분류된다.4
발을 이상적인 위치로 교정해주는 교정구의 적용은 COP (center of pressure)의 변화를 줄이고 충격을 흡수하여 발목 및 무릎관절을 보호하고 체중을 분산시켜11 비정상적인 발의 회 전을 줄이고 기형의 예방과 교정, 충분한 지지면 제공하고 걷 기의 효율성 증대 등의 기능을 한다.12 기존 연구에서 신발 안 에 적용하는 교정구는 편평족(flat foot)에 대한 안쪽 돌림 감소 에 대한 연구들이 많이 이루어 지고 있다.4,10 그 외에도 이러한 교정구를 적용하는 연구들은 건강한 정상인부터 과도한 회내 나 유연한 평발, 류마티스성 관절염, 당뇨병의 환자, 내측무릎 골관절염의 환자, 전족내반 환자, 족저근막염의 환자, 슬개대 퇴골동통증후군의 환자, 요족의 환자 등의 대상자들에 대하여 다양한 연구들이 이루어지고 있다.13
Nigg 등14의 연구에서 적절한 신발 안창과 교정구의 적용은 과도한 근육활동을 감소시키고, 편안한 느낌을 주며 운동수행 능력을 향상시킨다고 보고하였으며 Jin15의 연구에서 여대생 25명을 대상으로 교정구 착용한 직후에서 균형능력의 변화가 유의하였다고 보고하였다.
이전 연구에서 일반인을 대상으로 교정구, 인솔, 아치서포 트, 깔창 등의 명칭으로 일반인과 환자에 대한 다양한 연구들 은 많이 이루지고 있으나 비대칭의 문제가 많은 편마비 환자 에 대한 연구는 거의 없는 실정이다.
이에 본 연구에서는 체감각의 올바른 입력을 위한 교정구 착용 전, 후와 균형조절의 요소인 시각의 차단 유무에 따른 균 형을 정적 균형과 동적균형으로 구분하여 측정하였고 교정구 착용 전, 후에 체중지지율과 안정성 한계를 측정하여 편마비 환자에게 교정구의 적용이 균형과 자세 안정성에 미치는 영향 에 관하여 알아보고자 하였다.
II. 연구방법
1. 연구대상
본 연구는 2012년 4월부터 1개월간 실시하였다. 전남 소재 병 원에 입원치료 중인 환자로 뇌단층화 촬영(CT)이나 자기공명 영상(MRI) 촬영으로 뇌졸중을 진단받고, 발병일 기준 1년 이 상 경과된 환자 16명을 대상으로 하였으며 연구의 참여기준 에 적합한 자로 본인 또는 보호자에게 본 연구의 내용과 목적 을 충분히 설명하고 참여 동의서를 받은 후 진행하였다.
연구 대상자의 참여기준은 다음과 같이 선정하였다.
1) 지팡이 없이 10 m 독립보행이 가능한 자
2) 실험에 영향을 줄 수 있는 근육뼈대계통 질환이 없으며 영향을 주는 약물을 섭취하지 않는 자
3) 신경학적 검사로 청각, 전정, 안구 손상이 없는 자 4) 편측 무시(unilateral neglect) 증상이 없고 언어 이해능력
에 장애가 없는 자
5) 지시하는 내용을 이해하고 따를 수 있는 자로 한국형 간 이정신 상태검사(Korean-Mini Mental State Examination) 에서 24점 이상으로 의사소통과 이해가 가능한 자로 평 가 시에 충분이 지시를 따라줄 수 있는 자를 대상으로 하 였다.
대상자의 일반적인 특성은 다음과 같다(Table 1).
Table 1. Participant general characteristics (n=16)
Variation Number (%)
Gender Age (year) Causes Affected side Duration (month)
Male Female 55~60 60~65 Hemorrhage Infarction Rt. hemiplegia Lt. hemiplegia 12~18
9 (55)
7 (45)
10 (62)
6 (38)
9 (55)
7 (45)
6 (38)
10 (62)
16 (100)
2. 실험방법 1) 실험도구 (1) 신발
실험 조건의 동일성을 같기 위해 실내화를 사이즈 별로 준비 하여 실험에 적용하였다.
(2) 교정구
미국 G사가 만들어 수입하는 교정구로 사이즈가 31가지로 구 분되어 있어 개별 맞춤형 시스템으로 발 안의 4개의 족궁(상 횡궁, 하횡궁, 내측족궁, 외측족궁)을 구조역학적 지지를 통해 하중의 효율적 분산과 충격을 흡수하는 구조로 된 교정구를 적용하였다. 교정구의 재질은 노년층과 관절이 약한 분에 적 용하는 연성으로 적용하였다. 환자에게 실험 전에 풋프린트로 실제적인 발의 크기를 측정하고 환자에게 맞는 사이즈를 결정 하여 실험에 적용하였다.
그 교정구는 Figure 1과 같다.
2) 측정도구
균형능력의 측정을 위해 BIORESCUE (RM Ingenierire, France) 를 이용하였으며, 본 장비는 신체 압력중심의 동요거리와 면 적, 안정성 한계를 정밀하게 측정할 수 있는 측정장비이다. 균 형능력 측정 및 훈련 시스템으로 환자 및 일반인, 운동선수를 대상으로 균형능력을 정적과 동적으로 측정하기에 적합한 장 비이며 특정한 움직임 동안 압력 중심의 이동, 경로선의 길이 (mm)와 평균속도와 면적을 알 수 있다.16
3) 측정 방법
선 자세에서 눈금이 그려진 힘판(force plate) 위에 양발을 동 일하게 놓고 맞춰 선 후, 전방의 모니터를 주시하며 측정을 시 작한다. 모든 측정은 동영상으로 된 측정법을 모니터로 보여 주고 시범을 통하여 측정방법을 설명하고 총 3회를 측정하여 얻은 결과값의 평균값을 이용하였다.
(1) 정적 균형 능력 측정
측정하기 위해 선 자세에서 60초 동안 전방을 주시하며 선 자 세를 유지한다. 이는 신체 압력 중심의 동요거리와 면적을 알 아보기 위해 실시하였다.
시각차단 유무와 교정구 착용 전, 후에 따라 측정하였다.
(2) 동적 균형 능력 측정
동적 균형 능력을 측정하기 위하여 스쿼트 자세를 적용하였다.
무릎이 발끝을 넘지 않고 최대한 앉도록 하여 측정하였고 이는 수행하는 동안의 신체 압력 중심의 동요거리와 면적을 알아보기 위해 실시하였고 시각차단 유무와 교정구 착용 전, 후에 따라 측정하였다.
(3) 좌우, 전후의 체중분포율 측정
교정구 착용 전, 후에 체중분포의 비대칭의 정도를 알 수 있는 좌우, 전후의 체중지지율을 측정하였다.
(4) 안정성 한계 평가 측정
이 평가는 환자가 선 자세에서 자발적으로 움직여 안정성을 유지할 수 있는 최대 한계를 측정하기 위한 것으로 전방의 모 니터에서 지시하는 8개 방향 중 동서, 남북, 전후, 좌우로 체중 이동 시 중심점에서의 거리를 측정한다. 선 자세로 힘판 위에 선 후 처음 자세를 유지하며 균형을 잃지 않고, 발목 및 엉덩전 략을 사용하면서 뇌졸중 환자가 스스로 움직일 수 있는 최대 한의 범위로 체중을 이동하여 움직일 수 있는 거리를 면적으 로 측정하였다.
3. 자료분석
자료의 통계분석은 SPSS ver. 18 (IBM Co., Armonk, NY, USA) 을 이용하여 분석하였다. 각 항목들의 정규분포 검정을 위하 여 Kolmogorov-Smimov 검정과 Shapro-Wilk 검정을 실시하 였다. 정규 분포한 항목은 전, 후 비교를 위해 대응표본 t-검정 을 실시하였으며 비정규 분포한 항목은 Willcoxon 부호순위 검정으로 실시하였다. 유의수준은 α는 0.05로 정하였다.
III. 결과
1. 정적균형과 동적균형 차이
시각을 개방한 상태에서 정적균형은 교정구 착용 전 74.81±
11.84에서 교정구 착용 후 71.25±9.26으로 감소하여 통계학 적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05) (Table 2). 하지만
Figure 1. Foot orthotics.
시각을 폐쇄한 정적균형과 시각개방 및 폐쇄한 상태에서 동적 균형은 유의한 차이가 없었다.
2. 체중분포지수 차이
좌측과 우측의 체중분포차이는 교정구 착용 전 37.74±6.35 에서 교정구 착용 후 43.3±5.09로 유의한 차이를 나타내었다 (p<0.05) (Table 3). 앞과 뒤의 체중분포차이는 교정구 착용 전 0.99±0.3에서 교정구 착용 후 0.85±0.18로 유의한 차이를 나 타내었다(p<0.05) (Table 3).
3. 안정성 한계
교정구 착용 전 안정성 한계는 12692.44±1872.9에서 인솔 착용 후 12694.13±1873.62로 유의한 차이를 나타내었다 (p<0.05) (Table 4).
IV. 고찰
편마비 환자는 뇌손상으로 인하여 기립자세에서 체중지지를 비대칭적으로 하게 되는데 체중부하의 변화는 기능적 활동의 제한을 초래하고 자세유지를 위한 균형활동의 어려움을 보인 다.2,12
편마비환자의 균형은 궁극적으로 재활의 최종적인 목적이 되는 보행개선과 밀접한 관련을 보인다고 하겠다.16 편마비 환 자의 보행개선을 목적으로 발에 적용하는 보조기는 플라스틱 단하지보조기(ankle foot orthosis)를 적용하여 발목관절에 안 정성을 증진하는 방법,17 inhibitor bar를 이용해 발가락의 굴곡 변형을 줄이는 방법,18 비손상측의 깔창을 사용을 통하여 비손 상측의 높이를 높여 손상측의 유각기를 촉진하는 방법19 등의 다양한 접근들을 하고 있다.
이에 본 연구에서는 기존 연구에서 보행개선과 균형증진을
Table 2. Static and dynamic balance
(unit: cm)
Pre Post t z p
SEO SEC DEO DEC
74.81±11.84 1,237.88±2,185.17
10.98±8.03 13.42±11.74
71.25±9.26 1,098±2,192.26 10.84±7.47 15.26±12.27
3.45 0.182
-1.44 -0.54
0.04*
0.15 0.86 0.59 Values are presented as mean±standard deviation.
SEO: static balance with eye open, SEC: static balance with eye closed, DEO: dynamic balance with eye open, DEC: dynamic balance with eye closed.
*p<0.05.
Table 3. Weight distribution index
(unit: %)
Pre Post t z p
RLWD APWD
37.74±6.35 0.99±0.30
43.3±5.09
0.85±0.18 2.77 -3.26 0.001*
0.014*
Values are presented as mean±standard deviation.
RLWD: right and left weight distribution (affected side), APWD: anterior and posterior weight distribution.
*p<0.05.
Table 4. Limit of stability
(unit: mm
2)
Pre Post t p
LOS 12,692.44±1,872.90 12,694.13±1,873.62 -2.39 0.03*
Values are presented as mean±standard deviation.
LOS: limit of stability,
*p<0.05.
위해 보상적인 접근을 한쪽으로 적용하는 것과 달리하여 발 사이즈에 맞는 교정구를 양쪽 발 모두에 적용하여 이상적인 족궁의 높이를 양쪽에 제공하는 것이 신체정렬과 균형에 영향 을 미칠 수 있는지 확인하고 하는 것이다.
교정구의 적용은 Kim 등13의 연구에서 제시한족부질환자 (foot deformity)에게는 경성 발보조기보다는 어느 정도 쿠션 을 특성을 지닌 연성 혹은 반경성 발보조기의 만족도가 높고 효능도 역시 긍정적이고 또한 맞춤형 발보조기와 기성품 발보 조기 기능적 차이는 두드러지게 나타나지 않았다 하여 본 연 구에서의 발교정구는 연성으로 기성품의 보조기이지만 풋프 린트를 통해 사이즈를 측정하고 발 사이즈에 맞는 교정구를 선택하였다.
기존의 연구들20,21 교정구나 인솔의 적용이 족저압과 발의
정렬에 영향을 미치고 Nam과 Park22의 연구에서 회내족을 가 진 16명의 환자를 대상으로 능동적 족궁 지지 상태에서 스쿼 트 동작 시 족저 내전근과 중둔근의 활성도의 증가를 확인 하 였던 것과 같이 발에서의 족궁의 변화는 발이 지지하는 지지 면의 변화를 가져 올 것이고 그 올바른 지지면의 제공은 발을 통해 전달되는 몸감각의 정보가 달라질 수 있을 것으로 생각 된다.
편마비 환자는 일반인보다 두 다리로 흔들리지 않고 선 상 태를 유지하는 것이 쉽지 않은데 균형의 요소인 시각 또한 제 한하여 교정구의 작용을 확인하고자 하였다.
본 연구에서 정적균형을 측정한 눈을 뜬 상태에서 교정구 의 적용은 착용 전에 비하여 착용 후에 유의하게 감소하였고 이는 정적인 상태에서 교정구의 적용이 편마비 환자에서 자세 동요(postural sway)를 줄여서 정적균형에 유의한 차이점이 있 었다. Song23의 연구에서 발보조기 착용과 같이 자세동요에 감 소와 같은 결과를 보였고 Park 등24의 연구에서 인솔 적용이 하 퇴근육의 근활성의 변화에 영향을 미치는 것으로 보고하여 교 정구의 적용이 구조적 지지와 하퇴근 활성에 변화로 정적균형 에 영향을 미치는 것으로 생각되며 시각을 제외한 정적균형의 측정에서는 착용 전에 비하여 착용 후 감소는 있었으나 통계 적으로 유의하지 않았다. 정적상태에서 시각적 피드백25의 의 존도가 높은 편마비 환자였기 때문에 시각 차단 시 교정구의 적용은 유의한 차이를 보이지 않았다.
본 연구에서 동적균형을 확인하기 위한 스쿼트 자세에 교정 구의 적용은 시각의 차단의 유무에 상관 없이 통계적으로 유 의하지 않았다. Nam과 Park22의 연구에서 회내족 대상자에게 교정구 적용이 외재근인 전경골근, 장비골근 등의 발목전략에 관련된 근 활성도 증가가 보였으나 본 연구는 발목전략이 줄
어든 편마비이기에 교정구의 적용이 유의한 차이를 보이지 않 았다.
본 연구에서 체중의 좌우, 앞뒤의 체중 지지율의 결과에서 는 Hwang25의 연구에서와 같이, 편마비 환자는 자세활동 중 비대칭의 특징인 손상측으로의 체중지지가 현저히 줄어드는 모습을 보이는 데 본 연구의 교정구 착용 전에 비하여 교정구 착용 후 좌우의 체중 분포는 손상측으로의 체중지지가 통계학 적으로 유의하게 증가하여 교정구의 적용이 좌우의 특히 손상 측으로의 체중분포에 도움을 주는 것으로 보이며 또한 앞뒤 체중분포가 통계학적으로 유의하게 증가하여 교정구의 착용 이 앞뒤의 안정성에 도움을 주어 교정구의 적용이 편마비 환 자의 자세 조절에 도움을 주는 것으로 생각되며 Pratt12의 연구 와 같이 교정구의 착용이 좌우, 앞뒤의 체중분포의 안정성에 도움을 주는 것으로 생각된다.
안정성 한계는 자세조절에 문제를 갖는 편마비 환자가 선 상태에서 수의적으로 움직일 수 있는 범위를 측정하는 것으로 본 연구에서 안정성 한계의 측정은 교정구 착용 전에 비하여 착용 후 8개 방향으로 이동의 면적이 통계적으로 유의하게 증 가하여 교정구의 적용이 선 상태에서 자세조절 범위를 넓히는 데 도움을 주는 것으로 보이며 이는 편마비 환자에서 균형과 안정성 증진에 효과적인 것으로 생각된다.
본 연구의 제한점으로 대상자의 숫자가 16명인 관계로 통 계학적으로 제 2종 오류의 발생 가능성을 배제할 수 없다는 점과 연구 조건을 충족하는 일부 환자만을 대상으로 연구 진 행되어 따라서 본 연구의 결과를 모든 편마비 환자에게 일반 화하여 해석하기 어렵다는 점이 있다.
그러나 추후 많은 대상자와 다양한 조건을 적용하여 편마 비 환자의 기능 증진을 위한 연구들이 이루어 지는 것이 필요 할 것이다.
본 연구은 발병기간이 1년 이상인 16명의 편마비 환자를 대 상으로 선 상태에서 교정구의 적용이 정적균형, 동적균형, 좌 우 앞뒤 체중분포, 안정성 한계에 미치는 효과에 대하여 알아 보았다.
BIORESCUE를 통해 교정구 적용 후 측정에서 동적균형에 서는 유의한 차이가 없었으나 시각을 배제하지 않은 정적균형 과 좌우, 앞뒤 체중분포와 안정성 한계가 통계학적으로 유의 한 차이를 볼 수 있었으며 교정구의 적용이 편마비 환자의 선 자세에서 균형과 자세안정성에 도움을 주는 것으로 보인다.
따라서 이러한 연구결과를 바탕으로 임상에서 편마비 환자 의 균형을 증진하는데 교정구의 필요성을 제시하고 추후 장기 간의 연구를 통해 다양한 임상적 접근이 필요하다 생각된다.
Author Contributions
Research design: Park SK, Kang YH Acquisition of data: Kang YH
Analysis and interpretation of data: Park SK, Kang YH Drafting of the manuscript: Kang YH
Administrative, technical, and material support: Park SK Research supervision: Kang YH
Acknowledgements
본 연구는 2012년도 세한대학교 교내연구지원에 의하여 쓰여 진 것임.
참고문헌
