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이전형, 권유정, 김 경
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대구대학교 대학원 재활과학과 물리치료전공,
1대구대학교 재활과학대학 물리치료학과
The Effect of Chest Expansion and Pulmonary Function of Stroke Patients after Breathing Exercise
Jeon‐Hyeong Lee, PT, MS; Yoo‐Jung Kwon, PT, MS; Kyung Kim, PT, PhD
1Major in Physical Therapy, Department of Rehabilitation Science, Graduate School, Daegu University;
1Department of Physical Therapy, College of Rehabilitation Science, Daegu University
Purpose: This study examined whether breathing exercises might increase the chest expansion and pulmonary function of stroke patients.
Methods: Twenty four patients with stroke were assigned randomly into two groups: a combination of diaphragmatic resistive breathing and pursed‐lip breathing exercise (CB) group (n=10) and control group (n=14). The CB group completed a 4‐week program of diaphragmatic resistive breathing and pursed‐lip breathing exercise. The subjects were assessed using the pre‐test and post‐test measurements of the chest expansion (length for resting, deep inspiration, deep expiration, deep expiration‐inspiration) and pulmonary function (forced vital capacity (FVC), forced expiratory volume at one second (FEV1), FEV1/FVC, peak expiratory flow (PEF), vital capacity (VC), tidal volume (TV), expiratory reserve volume (ERV), inspiratory reserve volume (IRV)).
Results: A comparison of the chest expansion between the pre and post tests revealed similar rest, deep inspiration, deep expiration, and deep expiration‐inspiration lengths in the CB and control groups (p>0.05). A comparison of the pulmonary function between pre and post tests, revealed significant improvements in the FVC, FEV1, PEF, VC, IRV, and ERV in the CB group (p<0.05). There was a significant difference in the FVC, FEV1, PEF, VC and IRV between the 2 groups (p<0.05).
Conclusion: These findings suggest that breathing exercise should help improve the pulmonary function, such as the volume and capacity. This suggests that the pulmonary functions of stroke patients might be improved further by a continued respiratory exercise program.
Keywords: Stroke, Breathing exercise, Chest expansion, Pulmonary function
논문접수일: 2009년 5월 14일 수정접수일: 2009년 9년 3일 게재승인일: 2009년 9년 11일
교신저자: 김경, [email protected]
미치는 영향
The Journal Korean Society of Physical Therapy
I. 서론
뇌졸중은 사회적 , 정신적, 신체 기능적 장애를 갖게 하는 중요 한 요인이며 전반적인 장애 정도를 보면 뇌졸중 환자의 40%가 어느 정도의 기능적 손상을 갖게 되고 , 15‐30%가 심각한 장애
를 갖게 된다 .
1뇌졸중 환자에게 발생되는 운동능력의 저하는 환자의 활동 능력을 제한하고 ,
2,3이러한 활동 능력의 제한에 의 한 침상생활은 환자들의 산소운반에 관련된 심혈관계 기능을 저하시키는 것으로 알려져 있다 .
4,5뇌졸중으로 인한 이차적인 근육 불용과 제한된 움직임은 심
CB group(n=10)
Control group(n=14) p
Sex (male/female) 7/3 3/11
Age (yr) 52.90±4.50 57.78±5.65 0.05 Height (cm) 163.30±7.71 160.71±5.90 0.11 Weight (kg) 62.60±7.18 57.57±6.83 0.09 Paretic side (right/left) 5/5 6/8
Time since stroke (mon) 11.60±3.33 13.50±2.76 0.14 Each value represents the mean±standard deviation
CB: Combination of diaphragmatic resistive breathing and pursed‐lip breathing exercise
Table 1. General characteristics of subjects 폐 조절의 약화와 산소 부족을 초래하며 , 강직으로 인한 움직임
의 효율성과 경제성 감소는 대사와 산소 요구를 증가시키고 심 폐 조절과 산소 이동 체계의 용적 감소를 초래한다.
6이러한 심 폐기능의 약화는 뇌졸중 환자에 있어서 생명유지와 관련한 가 장 중요한 문제 중 하나이기에 , 정확한 심폐 기능의 측정으로 환자의 기능적 능력을 평가하고 , 그 평가를 통해 환자의 질환 진단 , 예후 및 정도를 파악해야 한다.
7그리고, 물리치료의 개입 을 통해 신체적 기능수준 향상과 삶의 질 향상에 기여를 하여 야 하고,
8,9특히 노인성 질환에서는 임상적 진단이나 치료를 위 하여 물리치료 서비스의 확대가 재검토 되어야 한다 .
10호흡기계는 환기 시스템의 필수적인 부분인 폐가 둘러싸고 있는 공기와 혈액 사이의 교환 역할을 하며 호흡근과 그들의 신경학적 조절에 의해 이루어진다 .
11호흡과 관련된 근육들은 흡기근과 호기근으로 나눌 수 있다 . 흡기에 관여하는 주요근은 횡격막, 외측 늑간근이 있으며 이 근육은 평상시 호흡에서 동원 되고 부수적 근육은 흉쇄유돌근 , 사각근, 승모근, 대흉근, 소흉 근, 전거근이 있으며 깊고, 강하고, 노력성 호흡에서 활동한다.
호기에 관여하는 주요근은 평상시 호흡에서는 활동하지 않고 , 부수적 근육은 복직근, 복횡근, 내․외측 복사근, 내측 늑간근이 있으며 깊거나 또는 강한 호흡에서 활동한다 .
12,13뇌졸중 환자는 운동기능 장애와 더불어 유산소 운동 능력과 심폐 기능이 저하되어 있으며 ,
14,15이러한 문제를 해결하기 위 한 다양한 운동 접근을 시도하였다 . 비정상적 움직임 없이 근력 운동과 유산소 운동을 실시했을 때 대사 수준과 기능적 근력에 서 유의한 수준의 증가를 보였고 ,
16,17유산소 운동을 시행했을 때 심혈관계 위험 인자의 감소와 심폐 기능의 향상 이외에도 독립적인 일상생활동작 수행을 위한 기능의 증진, 운동 감각기 능 및 보행기능 향상 등의 효과를 얻을 수 있다고 하였다 .
18,19이와 같이 뇌졸중 환자에서 근력운동 , 유산소운동 등의 운동을 통하여 호흡 능력이 향상된 것이 입증되었으며 , 최근 다른 폐 질환 환자에서와 마찬가지로 폐 기능 장애를 가진 뇌졸중 환자 에서도 호흡기계 능력을 향상시키려는 노력을 많이 하고 있다 . 이는 뇌졸중 환자의 독립적인 일상생활동작을 위해 호흡 기능 의 향상이 요구되어야 하기 때문일 것이다 .
입술 오므리기 호흡(pursed‐lip breathing)운동을 통해 만성 폐쇄성폐질환 (chronic obstructive pulmonary disease, COPD) 환자에서는 마지막 호기 용적 감소와 마지막 흡기 용적, 순간 환기량 증가가 나타났으며 ,
20근긴장성 근 이영양증 환자에서는 평상시 1회 호흡량, 산소포화, 순간 환기량이 증가하였고, 호흡 률과 마지막 호기 용적의 감소가 나타났다 .
21횡격막 호흡 (diaphragmatic breathing)운동을 통해 COPD 환자에서는 순 간 환기량 , 이산화탄소 배출, 호흡가스 교환 비율, 평상시 1회 호흡량, 소량의 마지막 잔기 산소와 이산화탄소가 감소했다.
22뿐만 아니라 만성 COPD 환자에서 자발적 호흡과 호흡 운동 의 산소 효율 연구에서는 횡격막 호흡 , 입술 오므리기 호흡, 횡 격막 호흡운동과 입술 오므리기 호흡운동의 결합된 운동을 비 교했을 때 횡격막 호흡운동과 입술 오므리기 호흡운동의 결합 된 운동이 다른 운동에 비해 호흡률과 산소 소비량의 감소가 나타났다고 하였다 .
23이렇게 횡격막 호흡운동과 입술 오므리기 호흡운동은 다양한 질환에서 환자 치료를 위해 사용되고 있다 . 하지만 뇌졸중 환자에서는 유산소 운동과 전신 근력 운동을 통 해 호흡 능력 향상을 시도하고 있지만 직접적으로 호흡 운동을 위해 고안된 치료법을 사용한 사례는 적은 실정이다 .
따라서 본 연구는 뇌졸중 환자를 대상으로 호흡 운동을 위 해 고안된 횡격막 저항 운동과 입술 오므리기 호흡 운동의 결 합된 운동 (combination of diaphragmatic resistive breathing and pursed‐lip breathing exercise, CB)을 이용하는 호흡기계 물리치료가 뇌졸중 환자의 호흡 기능에 어떠한 영향을 미치는 지 알아보고자 하였다 .
II. 연구방법
1. 연구대상
본 연구는 2007년 12월부터 2008년 2월까지 대구광역시 소재
○○대학교병원에서 컴퓨터 단층화 촬영(computed tomo-
graphy, CT)이나 자기공명영상(magnetic resonance imaging,
MRI)에 의해 뇌졸중으로 진단받고 6개월 이상 된 편마비 환자
로 발병 이전에 특별한 폐 질환의 병력이 없는 자 , 선천적 흉곽
의 변형이나 늑골 골절 등의 동반손상이 없는 자 , 폐 기능의 향
상을 위해 특별한 치료를 받지 않았던 자 , 연구자가 지시하는
내용을 이해하고 따를 수 있는 한국형 간이정신상태 판별검사
(mini‐mental state examination‐Korean version, MMSE‐K)
점수가 24점 이상인 자를 대상으로 본 연구의 취지를 이해하고
A B
Figure 1. Combination of diaphragmatic resistive breathing and pursed‐lip breathing exercise (A:
diaphragmatic resistive breathing exercise, B: pursed‐lip breathing exercise)
Figure 2. Pulmonary function test 참여하겠다고 동의한 30명을 대상으로 하였다.
연구 대상자는 호흡 운동군 15명, 대조군 15명으로 무작위 배치하였다. 규칙적으로 치료에 참여하지 않거나 평가에서 누 락된 6명을 제외하고, 최종 분석에 포함된 연구 대상자는 호흡 운동군 10명, 대조군 14명으로 총 24명이 참여하였다. 호흡 운 동군과 대조군의 일반적 특성에서는 통계학적 유의한 차이는 없었다(p>0.05)(Table 1).
2. 실험방법
만성 뇌졸중 환자 30명을 제비 뽑기로 대조군 15명과 호흡 운 동군 15명으로 무작위 배치한 후, 일주일에 3회 훈련을 4주간 실시하였다.
1) 대조군
대조군은 기본적인 운동치료 (관절가동운동, 신장운동, 근력강화 운동 , 보행운동)를 30분 동안 실시한 후 15분 동안 침대에서 바로 누운 자세로 휴식한 다음 호흡운동에 영향을 끼치지 않는 운동인 모토메드 (RECK‐Technik GmbH & Co, Betzenweiler, 독일 )를 30분 실시하였다.
2) 호흡 운동군
호흡 운동군은 기본적인 운동치료 30분과 호흡운동 30분으로 구성되었다. 기본적인 운동치료 후 15분 동안 침대에서 바로 누운 자세로 휴식한 다음 호흡운동을 실시하는데 이는 기본적 인 운동치료의 영향을 최소화 하여 호흡 훈련에 지장을 주지 않기 위해서이다 .
앉은 자세에서 흡기시에는 횡격막 저항 운동을 실시하고 호 기시에는 입술 오므리기 운동을 하였다. 운동 방법은 흡기시에 코로 숨을 들이쉬면서 복부를 전방으로 전위시키는데 이때 치 료사가 상복부에 환자가 견딜만한 저항을 주고 7초간 유지한
후 호기시에 느슨하게 닫혀진 입술이 저항으로 작용하게 하여 부드럽게 공기가 마지막까지 배출되도록 하였다 (Figure 1A‐
B).
23호흡운동 중에 환자가 피로나 어지러움을 호소하면 치료 중 휴식을 한 후 다시 호흡 운동을 시작하였다 . 실험 전 2‐3회 정도 호흡운동에 익숙하도록 치료사가 피실험자에게 정확한 방 법을 가르쳤다 .
3. 실험도구 1) 폐활량 측정
폐기능 검사의 측정도구는 CardioTouch 3000S (Bionet Co
Ltd, Seoul, 한국)를 이용하여 앉은 자세에서 실시하였다. 폐활
량 (vital capacity, VC)과 평상시 1회 호흡량(tidal volume,
TV), 흡기 예비용적(inspiratory reserve volume, IRV), 호기
예비용적 (expiratory reserve volume, ERV)을 측정하고, 최대
노력성 호기 곡선 (maximal‐effort expiratory spirogram)을 측
정하여 노력성 폐활량 (forced vital capacity, FVC), 1초간 노
력성 호기량 (forced expiratory volume at one second, FEV1)
Pre‐test Post‐test t p†
Rest CB group 82.20±6.19 82.70±5.41 ‐1.24
Control group 80.28±7.96 80.42±7.88 ‐1.47 0.16
Deep inspiration CB group 85.90±5.97 86.50±6.98 ‐1.10
Control group 83.14±7.98 82.78±7.84 1.04 0.06
Deep expiration CB group 81.00±5.98 80.90±6.00 0.55
Control group 79.21±7.83 79.07±7.79 0.69 0.44 Deep
inspiration‐expiration
CB group 4.90±1.44 5.60±2.27 ‐1.17
Control group 3.92±0.99 3.71±1.13 0.61 0.08 Each value represents the mean±standard deviation
p† Level of significance between CB and control groups
Table 2. Comparison of chest expansion between pre‐test and post‐test for CB and control groups
Pre‐test Post‐test t p†
FVC CB group 1.87±0.65 2.86±0.48 ‐4.57*
0.00*
Control group 1.77±0.69 1.75±0.73 0.61
FEV1 CB group 1.74±0.64 2.62±0.45 ‐4.37*
0.00*
Control group 1.67±0.62 1.67±0.65 ‐0.02
FEV1/FVC CB group 92.44±11.46 91.77±7.00 0.33
Control group 95.16±7.54 96.21±5.36 ‐1.22 0.19
PEF CB group 3.13±1.55 4.74±2.14 ‐3.33*
0.00*
Control group 3.17±1.11 3.20±1.13 ‐0.63
VC CB group 2.93±3.37 4.74±2.14 ‐6.09*
0.01*
Control group 3.19±0.82 3.01±0.57 0.74
TV CB group 0.45±0.17 0.56±0.21 ‐1.80
Control group 0.75±0.94 0.50±0.21 0.97 0.12
ERV CB group 0.69±0.11 0.84±0.11 ‐4.32*
Control group 0.71±0.16 0.77±0.13 ‐1.41 0.05
IRV CB group 1.78±0.44 1.96±0.39 ‐4.75*
0.00*
Control group 1.71±0.38 1.75±0.36 ‐0.93
Each value represents the mean±standard deviation
*p<0.05
p† Level of significance between CB and control groups
FVC: Forced vital capacity, FEV1: Forced expiratory volume at one second, PEF: Peak expiratory flow, VC: Vital capacity, TV: Tidal volume, ERV: Expiratory reserve volume, IRV: Inspiratory reserve volume