The Effect of Two Types of Treadmill Walking Exercise on Gait in Ambulatory Chronic Hemiparetic Stroke Patients

(1)

두 가지 유형의 트레드밀 걷기운동이 만성 편마비인의 보행능력에 미치는 영향

동서대학교 레포츠과학부

¹

, 경희대학교 의학전문대학원 생리학교실

²

, 경희대학교 체육대학 체육학부

³

최현희¹ㆍ이택현²ㆍ장명재³

The Effect of Two Types of Treadmill Walking Exercise on Gait in Ambulatory Chronic Hemiparetic Stroke Patients

Hyun-Hee Choi, Ph.D.

¹

, Taeck-Hyun Lee, Ph.D.

²

, Myoung-Jei Chang, Ph.D.

³

1

Department of Exercise Prescription, Division of Leisure and Sports Science, Dongseo University, Busan, Korea

2

Department of Physiology, School of Medicine, Kyung Hee University, Seoul, Korea

3

Department of Sports Medicine, College of Physical Education, Kyung Hee University, Gyeonggi-do, Korea

In the present study, the effects of a combination of modified speed-dependent treadmill walking exercise (MSTWE) and body weight support treadmill training (BWS) on the gait of ambulatory chronic hemiparetic stroke patients were investigated. Ambulatory chronic hemiparetic stroke patients in Seoul were examined over a period of 12 weeks (n=28) in a randomized, repeated-measure pilot study. Participants were divided into two group: the MSTWE group, and the MSTWE+BWS group. 13 subjects were enrolled in the MSTWE group and 15 subjects in the MSTWE+BWS group. Treatment outcome assessments were made based on the 10 m gait test. After 12 weeks of MSTWE or MSTWE+BWS 3 times/week, most of the subjects who participated in MSTWE and MSTWE+BWS showed signifi- cant restoration in gait speed and stride. Based on the results of the present study, it can be suggested that both of MSTWE and MSTWE+BWS can be used in functional rehabilitation and MSTWE+BWS can be more effective in restoration of stride in chronic hemiparetic stroke patients.

Key Words: Stroke, Hemiplegia, Body weight support treadmill training, Modified speed-depended treadmill walking exercise, Gait

접수: 2009년 2월 27일 승인: 2009년 10월 5일 책임저자: 장 명 재

446-701, 경기도 용인시 기흥구 서천동 1번지 경희대학교 체육대학 체육학부 스포츠의학과 Tel: 031-201-3752, Fax: 031-204-8117

E-mail: [email protected]

본 논문은 2007년도 경희대학교 교원연구년지원에 의한 결과임

서 론

전 세계적인 노인 인구의 증가와 더불어 생활의 서구화에 따른

과다한 영양섭취, 운동부족 등으로 인하여 각종 뇌 및 심혈관계

질환자의 수가 계속 증가하고 있고, 국내의 경우도 2006년 기준으

로 순환기계통 질환 사망자는 신생물에 의한 사망자에 이어 전체

사망 원인 중 2위의 높은 비율을 나타내고 있으며, 이중 뇌혈관

질환은 단일 질환 국내 사망률 1위를 기록하고 있다

¹⁾

.

(2)

뇌졸중 생존자들에서는 신경 손상으로 인한 장애가 발생하 는데, 약 2/3은 일상생활활동(activities of daily living: ADL), 특히, 이동성을 제한하는 만성적 신경손상이 남는 것으로 보고 되었다

^2,3)

. 보행능력의 제한은 일상생활 속에서 발생되는 요구 에 대한 개인의 반응을 제한하는 가장 큰 요소이기 때문에

^4,5)

, 편마비인에게 있어서 보행능력의 회복은 독립적 생활능력의 회복을 의미하게 되며, 따라서 재활의 핵심 요소로 보행훈련이 필요한 것이다

⁶⁾

.

특히, 안전 및 예방 조치가 갖춰진 상황에서는 뇌졸중으로 인한 편마비인들도 운동부하검사가 가능하고

^7,8)

, 평지에서의 훈련보다 트레드밀에서 실시하는 재활 트레이닝의 효과가 높은 것도 보고되었다

⁹⁾

. 하지만, 하지의 근력과 체력이 약한 편마비인 들은 지속적인 보행훈련을 실시하기 불가능한 단점이 있어, 이러한 문제를 해결하고자 하지의 부담을 줄인 상태로 트레드밀 운동을 실시하는 방법인 체중 현가 트레드밀 트레이닝 방법(body weight support treadmill training; BWS)이 개발되었다

¹⁰⁾

.

BWS는 하지가 약해서 독립보행이 불가능한 대상자들도 보 행 훈련을 가능하게 해주는 장점이 있어

^11,12)

, 신경장애나 수술 등으로 보행 장애가 발생한 경우 보행훈련을 최단시간 내에 시작하게 할 수 있는데

^13,14)

, 뇌졸중 이후 보행능력의 향상을 위해서도 최대한 빨리 보행훈련을 개시하는 것이 좋으며

¹⁵⁾

, 조기 보행 경험은 심리학적 측면에서도 긍정적인 것으로 보고 되었다

¹⁶⁾

. 특히, BWS는 하지가 약해서 독립 보행이 불가능한 대상자에 있어서 발목과 무릎관절을 고정하는 보조기를 사용하 는 경우보다 뛰어난 효과가 있는 것으로 보고되어

¹⁷⁾

, 중등도의 편마비인에게 기능적, 심리적 측면 모두에서 추천되고 있다

¹⁴⁾

. 또한, BWS는 기존의 보행훈련이 보행을 여러 단계로 나누어 각 단계별 반복 또는 직립, 균형유지와 같이 보행 개시를 위한 사전 훈련에 집중되었던 것과는 달리, 완전한 보행 주기를 보다 많이, 안정되게 반복할 수 있게 하여

⁶⁾

, 균형유지, 보행속도, 하지의 운동 능력, 지구력 등 보행능력 향상에 있어서 유의하게 높은 효과를 가져왔고

¹⁴⁾

, 하지의 부담을 경감하여 실시하기 때문에 자세교정 및 하지의 균형향상 효과가 있는 것도 보고되 었다

¹⁸⁾

. 특히, 뇌졸중으로 인한 편마비인들도 BWS를 통한 재활 트레이닝 프로그램을 실시하는데 문제가 없음이 증명되어 BWS의 활용에 따른 다양한 효과가 기대되고 있다

^14,19,20)

.

재활 트레이닝 프로그램에 있어서의 또 다른 특징적 변화는 운동강도의 강화이다. 1998년 미국스포츠의학회(American

College of Sports Medicine; ACSM)와 미국심장협회(American Heart Association; AHA)는 심혈관계 질환자 등 다양한 신체 상태의 사람들을 위한 운동처방의 기준을 제시하였다. 이에 따르면, Class B는 안정된 상태의 심혈관계 질환자가 해당되는 데, 이들에게는 심근허혈 및 운동검사에서 심각한 불안정 요소 가 없는 경우, 최대산소섭취량의 50-90%, 최대심박수의 45- 85%에 해당하는 고강도의 운동이 추천되고 있으며, 이는 Borg scale의 12-16에 해당될 정도로 높다

²¹⁾

. 이와 같이 고강도의 운동이 안전함이 확인됨과 더불어, 보행속도 향상 효과는 최대 하운동시보다 최대운동시에 더욱 크고

²²⁾

, BWS를 사용한 상태 로 저속, 고속, 혼합 속도를 사용한 결과에서도 고속으로 훈련 한 군의 보행속도 향상이 가장 좋은 것으로 보고되어

²³⁾

, 보행 가능한 뇌졸중으로 인한 편마비인 대상의 트레이닝도 점차 운동강도가 강화되고 있다

^6,7,24-27)

. 이러한 결과들을 바탕으로 과부하만 회피하며, 최고 속도로 트레이닝을 시키는 속도 의존 적 트레드밀 트레이닝 방법(speed-depended treadmill training;

STT)이 개발되었는데, 이는 보행속도, 보행리듬 및 보폭 개선 효과가 Bobath법을 이용한 전통적인 보행훈련(conventional gait therapy: CGT)이나, 최대하 내에서 속도를 높이는 제한적 점진 트레드밀 트레이닝 방법(limited progressive treadmill training: LTT)에 비하여 효율적이며 안전하다고 보고되었다

²⁸⁾

.

이상에서 살펴본 바와 같이 BWS는 조기 보행훈련 개시와 더불어 안정성의 확보를 통해, STT는 운동강도의 향상을 통해 각기 모두 편마비인의 보행능력을 향상시키는데 효과적임 보고되었으며, 그 개념이 서로 달라 함께 사용될 수 있음에도 불구하고

²⁸⁾

, 복합사용에 따른 보행능력의 개선 효과와 이미 전통적인 재활훈련을 모두 마쳐 BWS의 조기 보행훈련 개시 효과가 사라진 만성 환자에서의 효과 보고는 없는 실정이다.

이에 본 연구에서는 뇌졸중으로 인한 만성 편마비인의 보행 능력 개선을 위해 STT방법을 수정한 modified speed-depended treadmill walking exercise (MSTWE)을 12주간 실시함에 있어 BWS의 혼용 유무가 미치는 영향을 살펴보고자 하였다.

대상 및 방법

1. 대 상

본 연구의 대상은 P장애인 복지관을 이용 중인 뇌졸중으로

인한 만성 편마비인 30명으로 시작하였으나, 개인사정으로

(3)

Table 1. Characteristics of the subjects

M S T W E + B W S Group (n=13)

MSTWE Group (n=15)

Chi‐

Square t sig.

Sex (male/female), n 6/7 9/6 0.54 0.464

Type of stroke(ischemic/hemorrhage/unknown), n 5/7/1 9/4/2 2.163 0.339

Hemipararetic side (right/left), n 6/7 10/5 1.197 0.274

Classification (Ⅰ,Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ)

^*

, n 1/10/2/0 3/5/5/2 5.839 0.120

Age, years 54.15±7.74 58.80±6.28 ‐1.753 0.091

Time since stroke, months 52.92±19.89 58.73±22.18 ‐0.725 0.475

Body weight, kg 62.85±8.72 66.85±7.44 ‐1.312 0.201

Height, cm 160.68±7.86 159.77±8.06 0.304 0.764

Body mass index, kg·m

^‐2

24.29±2.42 26.18±2.07 ‐2.225 0.035

Values are Mean±S.D.

MSTWE: modified speed‐depended treadmill walking exercise; BWS: body weight support treadmill training

*

Classification indicates disabled people classifications by the Law on Disabled People Welfare of Korea 중도에 그만 둔 2명을 제외한 28명을 최종 대상자로 하였다.

대상자의 기준은 최초 뇌졸중의 발병 이후 1년 이상 경과하였 고, 장애인복지법에 의하여 경련성이 없는 뇌병변 또는 지체장 애인으로 등록되어 있는 장애인으로 하였다.

대상자의 선정은 보조적 도움 없이 10 m 자유 보행을 5-60초 안에 보행할 수 있고

²⁸⁾

, 구두지시를 이해하고 수행하는 데에 문제가 없는 수준으로 의사소통 및 인지능력에 장애가 없으며, 본 연구에 필요한 사전ㆍ사후 운동검사와 트레드밀 걷기운동 프로그램에 참여할 것에 동의한 사람들을 대상으로, 의사로부 터 운동가능 여부에 대하여 검진을 받고 운동실시에 문제가 없는 경우, 미국스포츠의학회와 미국심장협회가 발표한 기준

²¹⁾

에 의하여 최소한 Class B에 만족하는 경우에 사전 운동 검사를 실시하여 통과한 사람들을 대상으로 하였다.

선정된 대상자는 집단 설정을 위하여 10 m 최대 보행속도를 측정한 후 이를 기초로 표집하여 MSTWE+BWS군(n=13)과 MSTWE(n=15)군의 2개의 집단으로 구별하였다. 모든 대상자 는 트레드밀 걷기운동에 임하기 전에 사전 검사를 실시하였으 며, 12주간의 트레드밀 걷기운동이 완료된 후 사후 검사를 실시하였다. 각 집단별 대상자들의 신체적 특성은 Table 1에 제시된 바와 같다.

2. 측정 항목 및 방법

10 m 보행검사는 신경손상으로 인해 보행에 장애가 있는 경우, 보행의 손상 정도를 파악하는 가장 대표적인 방법으로

총 13 m의 구간을 걸어가는 동안 출발지점과 도착지점에서 각각 1.5 m씩의 구간을 제외한 가운데 부분의 10 m 구간을 이동하는데 소요된 시간과 걸음수를 측정하였다. 10 m 보행시 간은 본인이 평상시에 편안하게 걸을 수 있는 최대 속도로 걷는 일반보행 속도와 자신이 걸을 수 있는 최대 속도로 걷는 최대보행 속도의 2가지를 측정하였으며, 각각 2번 계측하여 그 중 좋은 기록을 채택하여 소요된 시간은 0.1초 단위로, 걸음수는 횟수를 기록하였다

^14,28)

. 측정된 10 m 보행 시간을 사용하여 속도(m/sec)을 계산하였고, 분당 걸음수는 측정된 10

m 구간의 걸음수를 환산하여 분당 걸음수(steps/min)를 계산하 였으며, 보폭은 속도를 분당 걸음수로 나누어 계산하였다

^28,29)

. 10 m의 거리측정은 KMC-76 (Keumkang limited, Korea)을, 소 요시간 측정에는 HS-20 (CASIO, Japan)을 사용하였으며, 걸음 수는 DCR-TRV9(SONY, Japan)을 사용하여 녹화한 후 2명의 연구자가 각기 확인하여 측정하였다.

3. 걷기운동 프로그램의 구성

모든 대상자는 12주 동안 주 3회씩, 총 36회에 걸쳐 두 가지 트레드밀 걷기운동 프로그램 중 집단 설정에 의해 해당되는 한 가지의 걷기운동 프로그램에 참여하였다.

걷기운동 및 측정 시에 모든 대상자는 트레이너의 지도하에

안전을 위하여 트레드밀의 비상정지장치를 가동시킨 상태에

서 Polar S810 (Polar Electro Inc., Finland)을 착용하고 본인

및 트레이너가 지속적으로 심박수를 관찰하며, 걷기운동을

(4)

Table 2. Results of hierarchial regression analysis

Item Model Variables Pre‐test Group R2 F for change in R2

Self‐paced gait speed

1 B 0.847 ‐0.002

0.838 64.503

^*

SE B 0.081 0.037

β 0.917 ‐0.004

2 B 0.845

0.838 134.155

^*

SE B 0.073

β 0.915

Maximum gait speed

1 B 0.981 ‐0.048

0.878 89.598

^*

SE B 0.076 0.044

β 0.961 ‐0.082

2 B 0.953

0.872 176.768

^*

SE B 0.072

β 0.934

Self‐paced gait cadence

1 B 0.723 4.318

0.781 44.477

^*

SE B 0.081 3.184

β 0.849 0.130

2 B 0.744

0.764 84.388

^*

SE B 0.081

β 0.874

Maximum gait cadence

1 B 0.816 3.544

0.762 40.036

^*

SE B 0.095 3.815

β 0.852 0.092

2 B 0.832

0.754 79.630

^*

SE B 0.093

β 0.868

Self‐paced gait stride

1 B 0.906 ‐0.031

0.832 61.838

^*

SE B 0.083 0.014

β 0.972 ‐0.192

2 B 0.835

0.801 104.621

^*

SE B 0.082

β 0.895

Maximum gait stride

1 B 1.011 ‐0.050

0.874 86.624

^*

SE B 0.077 0.015

β 0.994 ‐0.256

2 B 0.919

0.816 115.647

^*

SE B 0.085

β 0.904

*

p<0.001

실시하였으며, Karvonen의 공식에 의하여 산출된 최대심박수 의 85% 이상으로 심박수가 증가하는 경우에는 운동을 중지하 도록 하였다

^7,8)

. 또한 전 과정은 안전사고에 대비하여 간호사의 입회 하에 실시하였다.

걷기운동 프로그램의 구성은 준비운동 15분, 본운동 45분, 정리운동 15분으로 총 1시간 15분 정도 소요되었는데, 트레드 밀 운동 45분은 Macko et al.

⁷⁾

과 Pohl et al.

²⁸⁾

의 연구 결과를

기초로 하였고, 대상자의 적응을 위하여 최초 측정된 보행속도 의 50%에 해당하는 속도로 2분간 준비운동을 실시한 후 본운 동을 실시하였으며

²⁸⁾

, 준비운동과 정리운동은 스트레칭과 체 조를 실시하였다.

1) MSTWE 프로그램의 구성

본 연구에서는 Pohl et al.

²⁸⁾

의 STT를 수정한 MSTWE 방법을

(5)

Table 3. Results of 10m gate test‐related variables at pre‐ and post‐test in MSTWE+BWS and MSTWE groups

Item Group n Pre‐test Post‐test Δ% paired t‐test

T sig. F sig.

Self‐paced

gait speed, m․sec

^‐1

MSTWE+BWS 13 0.65±0.18

^*

0.83±0.18 27.06 ‐6.13 0.000 0.002 0.967 MSTWE 15 0.83±0.24 0.98±0.22 17.59 ‐6.70 0.000

Maximum

gait speed, m․sec

^‐1

MSTWE+BWS 13 0.84±0.24 1.03±0.25 22.40 ‐5.58 0.000 1.18 0.287 MSTWE 15 1.04±0.31 1.17±0.33 13.11 ‐5.58 0.000

Self‐paced

gait cadence, steps․min

^‐1

MSTWE+BWS 13 93.72±20.08 94.87±18.56 1.23 ‐0.35 0.731 1.840 0.187 MSTWE 15 101.5±19.63 104.8±14.40 3.27 ‐1.69 0.113

Maximum

gait cadence, steps․min

^‐1

MSTWE+BWS 13 106.7±21.82 102.2±20.38 ‐4.28 1.35 0.203 .863 0.362 MSTWE 15 113.9±19.19 111.6±18.34 ‐2.06 1.06 0.305

Self‐paced gait stride, m

MSTWE+BWS 13 0.42±0.08

^*

0.53±0.08 25.73 ‐9.25 0.000 4.594 0.042 MSTWE 15 0.49±0.08 0.56±0.08 14.50 ‐10.07 0.000

Maximum gait stride, m

MSTWE+BWS 13 0.47±0.09 0.60±0.10 28.32 ‐10.83 0.000 11.39 0.002 MSTWE 15 0.54±0.10 0.62±0.10 15.52 ‐11.88 0.000

Values are Mean±S.D.

MSTWE: modified speed‐depended treadmill walking exercise; BWS: body weight support treadmill training

*

means statistical difference at pre‐test or post‐test in MSTWE‐BWS and MSTWE groups 사용하였다. 본 연구에서 사용된 MSTWE 방법은 다음과 같다.

최초 시작속도인 0단계 속도(Velocity 0: Vt0)는 대상자가 5분간 안정적으로 보행을 유지할 수 있는 최고 속도를 적용하 였으며, 5분간 보행 중의 심박수(heart rate at stage 0: HR0)를 확인하여 기록하였다. Vt0의 속도로 5분간 걷고 난 후, Vt0에 1 km/h의 속도를 증가시켜(Velocity 1: Vt1) 10초간 보행을 실시 하고, 다시 Vt0로 속도를 내린 후 심박수가 다시 HR0로 감소할 때까지 Vt0를 유지하였다. 심박수가 HR0로 감소하면 다시 Vt1의 속도로 10초간 실시하고, 다시 Vt0로 감속하여 HR0로 회복할 때까지를 반복하였다. 이러한 반복을 통해서 대상자가 Vt1에서 HR0 ± 10% 범위에서 안정적인 보행을 유지하며, 스 스로 편안하게 느끼게 되면, 한 단계를 올리게 된다. 즉, Vt0가 아닌 Vt1에서 5분간 운동을 실시하며 심박수(heart rate at stage 1: HR1)를 측정하고, 다시 1 km/h의 속도를 증가시켜(Veolcity 2: Vt2) 10초간 운동을 실시한 뒤 다시 Vt1으로 감속하였다.

본 단계에서도 역시 Vt2에서 대상자가 HR1±10% 범위에서 안정적인 보행을 유지하며, 스스로 편안하게 느끼게 되면 다음 단계로 상향 조정하였다. 이와 같은 방법으로 점차 속도를 상향조정하였으며, 어느 단계에서라도 대상자가 속도를 유지 하지 못하거나, 불안하게 느끼거나, 혹은 안정된 걸음을 유지

하지 못하고 비틀거리는 경우에는 다시 전 단계로 1 km/h의 속도를 감속하여 실시하였다. 다음 번 걷기운동을 실시할 때에 는 직전에 마지막에 사용하였던 속도에서부터 다시 시작하도 록 하였다.

2) MSTWE와 BWS 복합 프로그램의 구성

MSTWE+BWS군의 트레드밀 걷기운동 강도설정 및 운동 시간설정 등은 MSTWE군과 동일하게 실시하였고, BWS의 적용은 Visintin et al.

¹⁴⁾

의 방법을 사용하였고, 체중 현가 장치는 Pneu-Weight Unweighting System (Quinton Fitness Equipment, Bothell, WA, USA)를 사용하였으며, 착용시 상태는 다음과 같다(Fig. 1). 이 시스템은 대상자가 하네스(harness)를 착용하 고 자신의 보행에 적당한 높이로 현가가 되도록 시스템 현가장 치의 길이를 조절한 후, 미리 측정된 체중에 의하여 계산된 현가량을 시스템에 입력하면 시스템은 압축 공기압을 이용하 여 보행 중 자동으로 현가량을 유지해 주는 방식이다. 또한 본 시스템은 대상자가 균형 상실 등으로 넘어지면서 안전범위 이상으로 현가장치가 견인되면 자동으로 현가장치가 정지되 어 대상자의 낙상을 방지해 주는 기능이 포함되어 있다.

즉, 대상자는 MSTWE군과 동일한 걷기운동 강도 설정 및

(6)

Fig. 1. Body weight support treadmill training.

운동 시간 설정에 따라 운동을 실시하되 트레드밀 위에 설치된 현가장치에 의하여 체중의 일부가 감량된 상태에서 따라 운동 을 실시하였다. 최초 단계에서 대상자는 본인 체중의 40%를 현가하여 실제 본인의 다리로는 체중의 60%만 지지한 가운데 운동을 시작하였다. MSTWE에 의한 강도 증가에 대하여 대상 자가 Vt1에 적응하면 다시 체중의 30%만 현가한 후 반복 실시하였다. 이렇게 반복하며 적응시마다 10%씩 체중 현가량 을 감소시켜 현가한 체중이 0%가 된 상태에서 Vt1에 적응하면 MSTWE에 의하여 Vt2에 도전하였다. 이 때는 다시 체중의 40%를 현가하며 시작하고, 적응시마다 다시 반복적으로 10%

씩 현가량을 감량하며 걷기운동을 실시하였다.

4. 자료처리

연구의 자료처리는 SPSS for windows (version 12.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 프로그램을 사용하였고, 모든 통계처리 에서 유의수준은 p<0.05 수준으로 하여 실시하였으며, 각 항목

별로 각 항목별로 평균(mean)과 표준편차(standard deviation) 를 계산하였다. 사전 검사 결과의 통계적 영향력을 확인하기 위하여 위계적 회귀분석(hierarchial regression analysis)를 실시 하였고, 검사시기별로 각 군의 차이를 비교확인하기 위하여 독립 t-검증(independent t-test)을, 각 군의 걷기운동 효과를 검증하기 위해서는 대응 표본 t-검증(paired t-test)을 실시하였 으며, 두 가지 걷기운동 방법의 효과를 비교 검증하기 위해서 는 사전 검사 결과를 공분산으로 사용하여 공분산 분석(analysis of covariance: ANCOVA)을 실시하였다.

결 과

본 실험에서는 총 6가지의 항목을 측정하였는데, 여러 가지

항목을 비교하는 관계로 이러한 항목들의 초기값을 모두 완벽

하게 일치시켜 실험을 실시하는 통제적 사전 집단 구성을

이루지는 못하였다(Table 3). 특히 이러한 사전 검사의 측정값

들은 그 자체만으로도 사후 검사의 측정값에 영향을 미칠

수 있기 때문에 사전검사치가 가지는 사후 검사치에 대한

통계적 영향력을 확인하기 위하여 사전 검사치와 명목척도인

그룹 구분을 더미변수(dummy variable)로 처리하여 위계적

회귀분석(hierarchial regression analysis)을 실시하였다(Table

2). 위계적 회귀분석 결과, 사전 검사치만 사용한 model 2의

경우에서도 사후 검사치에 대한 설명력이 최소 75.4%에 이르

고, 그룹 구분이 추가된 model 1과 비교하여 설명력에 큰 차이

가 발생하지 않아 사후 통계적인 통제 방법인 공분산 분석을

사용하여 두 군간의 차이를 비교하였다(Table 3). 이는 사전

검사치가 사후 검사치에 영향을 미치는 상황에서 사후 검사치

의 변동만을 비교하게 되면 사후 검사치의 변동이 사전 검사치

에 의한 것인지, 실험 결과에 의한 것인지, 또는 둘간의 결합에

의한 것인지 해석할 수 없기 때문이다

³⁰⁾

. 이에 비하여 공분산분

석은 분산분석과 회귀분석을 사용한 것으로 실험의 순수한

결과를 얻기 위하여 원하는 독립변인만 종속변인에 작용하게

하고 그 외의 잡음변인을 통제하는 사후 통계적인 통제 방법이

다

³⁰⁾

. 본 논문에서는 사전 측정에서 차이가 나지 않은 항목에서

도 공분산분석을 사용하였고, 공분산으로 사전검사 결과를

사용하였는데, 이는 “공변수가 각 처치집단에 미치는 영향을

동등화가기 위해 통제하는 과정에서, 처치집단의 공변수 차이

에 의한 편의만 통제해 주는 것이 아니라, 공변수가 종속변수

(7)

를 설명한 만큼 전체 모형의 오차 변량을 축소해 주어 집단간의 종속변수 평균 차이에 대한 검정력이 높아지는 결과를 가져오 게 된다”, “공변수의 차이가 없더라도 오차분산의 감소로 검정 력이 커질 수 있기 때문에 분산분석에 비해 공분산분석이 더 유리할 수 있다”는 보고

³¹⁾

와 “이러한 공분산분석법은 기저 시점 대비 변화량(change from baseline)이나, 추적 후의 백분율 변화량(precent change from follow-up)을 반응변수로 사용하여 분석하는 방법보다 더 효과적인(즉, 검정력이 높은) 분석 방법 이다”라는 보고

³²⁾

에 따른 것이다.

일반보행 속도는 MSTWE+BWS군과 MSTWE군 모두 12주 간의 걷기운동을 통해 유의하게 향상되었다. 체중 현가장치 사용 여부에 따른 차이는 사전검사에서 MSTWE+BWS군이 유의하게 낮은 반면 사후 검사에서는 두 군간에 차이가 나타나 지 않아 MSTWE+BWS군이 보다 향상도가 높은 것으로 보이지 만, 공분산분석 결과에서는 차이가 나타나지 않았다. 최대보 행 속도는 두 군 모두 12주간의 걷기운동을 통해 유의하게 향상되었고, 체중 현가장치 사용 여부에 따라서는 유의한 차이 가 나타나지 않았다.

일반보행 분당 걸음수와 최대보행 분당 걸음수는 모든 항목 에서 유의한 차이가 나타나지 않았다.

일반보행 보폭은 두 군 모두 12주간의 걷기운동을 통해 유의하게 향상되었고, 체중 현가장치 사용 여부에 따른 변화는 사전 검사에서 MSTWE+BWS군이 유의하게 낮은 반면 사후비 교에서는 유의한 차이가 나타나지 않아 향상도가 더 높은 것으로 나타났고, 공분산분석 결과에서도 MSTWE+BWS군이 유의한 향상이 있음을 확인할 수 있었다. 최대 보행시 보폭은 두 군 모두 12주간의 걷기운동을 통해 유의하게 향상되었고, 체중 현가장치 사용 여부에 따라서는 MSTWE+BWS군이 유의 하게 향상도가 높은 것으로 나타났다.

고 찰

뇌졸중 환자의 운동기능 손상 및 재활정도를 측정하는데 주로 사용되어온 10m 보행 검사는 신뢰도 검사에 있어서 95% 이상의 신뢰도가 있는 것으로 나타나 간단하면서도 정확 한 측정이 가능하고

³³⁾

, 손상의 정도와도 밀접한 상관관계를 가지고 있어 뇌졸중으로 인한 기능의 손상 정도를 판정하는 방법으로 추천되고 있다

³⁴⁾

. 특히, Wade et al.

³⁵⁾

은 보행능력으로

측정되는 뇌졸중의 정도와 더불어 뇌졸중 전의 심혈관계 질환 의 유무, 연령의 3가지 요소가 뇌졸중 환자의 2년간 생존율의 92%, 사망률의 48%를 설명할 수 있는 것으로 제시하여 뇌졸중 발생 이후 생존기간과도 밀접한 관계가 있음을 보고하였다.

뇌졸중으로 인한 편마비인의 트레드밀에서의 보행속도는 평지에서의 보행속도와 매우 높은 상관관계(r=0.80, p<0.001) 를 가지고 있기 때문에

⁸⁾

트레드밀에서의 보행속도 향상이 평지에서의 보행속도 향상으로 이어질 수 있고, 평지에서의 보행속도는 보행거리와 높은 상관관계(r=0.80, p<0.01)를 가지 고 있어

³⁶⁾

트레드밀에서의 보행속도 향상이 평지에서의 보행 속도와 지구력 향상에 긍정적 변화를 줄 수 있는 것으로 보고되 었다. 특히, 뇌졸중 환자들이 트레드밀 운동을 중단하는 이유 의 대부분이 지구력 약화로 인한 피로의 축적에 의한 것이지 마비된 하지의 움직임이 불편하여 발생한 것이 아닌 것으로 나타나 뇌졸중 환자들의 지구력 향상을 위한 트레이닝의 필요 성이 강조되고 있다

⁸⁾

.

뇌졸중 환자들의 뇌졸중 발생 후 경과시간과 보행속도에 관하여 Cunha et al.

³⁶⁾

은 뇌졸중이 발생 한지 약 15일 경과된 환자들의 평균 보행속도가 0.29 m/sec인 것으로 보고하였고, Goldie et al.

³⁷⁾

는 16일 경과시 0.45 m/sec로, Richards et al.

³⁸⁾

은 50일 경과시 0.30 m/sec인 것으로 보고하여 집단 선정의 차이 등에 따라 다소간의 차이가 발생하고 있다. 하지만 일반적으로 뇌졸중 발생 후 환자들의 보행속도는 초기에는 평균 0.25- 0.5 m/sec 정도인 것으로 보고되고 있는데

¹⁵⁾

, 이는 연령과 성별이 일치하는 일반인들의 평균 보행속도인 1.15 m/sec에 비하면

³⁷⁾

절반 이하의 낮은 수준으로 뇌졸중 환자가 집안에서 다른 사람의 도움 없이 돌아다닐 수 있는데, 필요한 최저속도로 보고된 0.27 m/sec

³⁹⁾

를 약간 상회하는 속도로 실질적으로 사회 생활을 수행하기에는 부족한 속도이다.

Pohl et al.

²⁸⁾

은 뇌졸중으로 인한 편마비인의 보행 개선에 최대속도로 훈련을 실시하는 STT 방법이 뛰어난 효과가 있음 을 최초로 보고하였는데, 뇌졸중 발생 후 약 16주가 지난 뇌졸 중 환자들을 대상으로 4주간 STT를 실시한 결과, 최대 보행속 도가 0.61 m/sec에서 1.63 m/sec로 향상되었다고 보고하였다.

본 연구에서도 자유보행속도에서 MSTWE+BWS군이 0.65 m/sec에서 0.83 m/sec로, MSTWE군이 0.83 m/sec에서 0.98 m/

sec로 향상되어 역시 두 군 모두 12주전에 비하여 유의한

향상이 있어, 이러한 향상 효과가 뇌졸중으로 인한 만성 편마

(8)

비인들에게도 있음을 확인할 수 있었다.

한편, 최대보행속도에서는 MSTWE+BWS군은 0.84 m/sec 에서 1.03 m/sec로, MSTWE군은 1.04 m/sec에서 1.17 m/sec로 향상되어 두 군 모두에서 12주간의 걷기운동 방법이 매우 유의한 효과가 있었으며, 두 군간에 통계적으로 유의한 차이가 발생하지는 않았지만, 향상도에 있어서 MSTWE+BWS군이 보다 높게 나타났다. 이와 같이 BWS 방식을 사용한 군의 보행속도 향상이 그렇지 않은 군의 향상보다 높은 경향을 나타내는 이유는 BWS를 사용한 군의 하지근육의 근전도가 BWS를 사용하지 않은 군보다 적절한 시기에 반응을 보이기 때문으로 생각된다

⁴⁰⁾

. 본 연구결과는 Pohl et al.

²⁸⁾

의 보고와 비교하여서는 그 향상도가 낮게 나타났는데, 이러한 차이는 집단 선정의 차이에 기인하는 것으로 생각된다. 즉, Pohl et al.

²⁸⁾

은 뇌졸중 발생 후 약 4주 이상, 평균 16주의 뇌졸중 초기 환자들을 대상으로 하였는데, 일반적으로 뇌졸중 생존자들의 재활치료에 있어 기능적 재활은 최초 1개월 동안 최고의 향상 을 보이고, 1개월에서 3개월 이내에 높은 향상을 보이기 때문

에

^41-44)

향상도가 높게 나타났지만, 본 연구의 대상자들은 편마

비 발생 후 1년 이상이 지난 만성 편마비인들이었고, 발생 초기에 3개월 이상의 재활훈련을 모두 마친 상태였기 때문에 향상도가 상대적으로 낮았던 것으로 생각된다. 본 연구 결과와 비슷한 만성 환자들을 대상자로 실시한 초기 실험들에서는 비록 대상자의 인원들이 적지만 본 결과와 비슷한 경향을 보이고 있는데, 뇌졸중으로 인한 만성 편마비인 2명을 대상으 로 BWS를 사용하여 평지에서 6-7주간 훈련을 실시한 결과 각각 46%와 22%의 보행속도 향상이 나타났고

¹⁸⁾

, 뇌졸중 발병 이후 6개월 이상 경과된 5명을 대상으로 3개월간 트레드밀 훈련을 실시한 결과에서는 0.9 m/sec에서 1.2 m/sec으로 33%가 향상된 것으로 보고되어

⁴⁵⁾

비슷한 수준을 나타내고 있다. 또한, 운동이 아닌 다른 방법에 의한 보행훈련 결과와 비교하여 보면, 뇌졸중 발병 이후 1년 이상이 경과한 만성 편마비인들을 대상으로 물리치료의 효과를 확인한 연구에서 보행속도가 사전 검사에서 0.39 m/sec로, 9개월의 물리치료를 실시한 후에 는 0.42 m/sec로 약 7.7%가 향상된 것으로 보고되어

⁴⁶⁾

물리치료 에 비하여 본 연구에서 사용한 두 가지 방법 모두가 보다 효과적임을 알 수 있었다.

분당 걸음 수에서는 자유보행속도와 최대보행속도 모두에 있어서 MSTWE+BWS군과 MSTWE군 모두 사전 검사와 사후

검사에서 유의한 차이가 발생하지 않았고, 두 군간 비교에서도 서로 차이가 발생하지 않았다. Silver et al.

⁴⁵⁾

은 3개월간의 트레 드밀 훈련으로 분당걸음수가 분당 89회에서 분당 97회로 9%

향상이 있었다고 보고하여 본 연구와는 다른 경향을 나타냈지 만, 분당 걸음수의 절대치에서는 오히려 본 연구결과가 보다 높은 것으로 나타났다. 또한 수두증으로 인한 보행장애 환자들 을 대상으로 한 연구에서 보행속도의 향상이 있었음에도 불구 하고 분당 걸음 수에서는 증가가 없는 것으로 나타나 본 연구와 동일한 결과를 나타내었다

⁴⁷⁾

.

보폭의 변화에 있어서 본 연구결과에서 MSTWE+BWS군과 MSTWE군 모두에서 12주간의 훈련이 매우 유의한 향상이 있었고, 공분산분석 결과, 자유보행과 최대보행에 있어서 모 두 MSTWE+BWS군의 향상이 유의하게 높은 것으로 나타났 다. Miller et al.

¹⁸⁾

은 BWS를 이용하여 평지에서 훈련을 실시한 결과 보폭에 있어서 약 34%의 향상이 있었음을 보고하여 본 연구 결과보다 다소 향상도가 높았다. 이는 Miller et al.

¹⁸⁾

의 연구는 대상자가 2명 뿐이고, 본 연구에 비하여 Miller et al.

¹⁸⁾

의 연구가 사전검사에서의 보폭이 상대적으로 좁아 향상에 유리 한 면이 있었기 때문으로 생각되며, 최종적으로 향상된 보폭의 절대치에 있어서는 오히려 본 연구 결과가 보다 넓은 보폭을 획득한 것으로 나타났다.

분당 걸음수(r=0.75)와 보폭(r=0.78)은 모두 보행속도와 높 은 상관관계가 있는 것으로 보고되고 있는데

⁴⁸⁾

, 본 연구에서는 보행속도의 향상이 이루어 졌지만, 분당 걸음수의 향상은 이루 어지지 않았다. 이는 수두증 환자의 경우와 같이 걷기운동의 결과 발생한 보행속도의 향상이 분당 걸음수의 증가가 아닌 보폭의 증가에 기인한 것임을 알 수 있다

⁴⁷⁾

.

보행능력이 감소된 환자들에게 보행능력을 향상시켜 주는

것은 이들로 하여금 일상생활에 있어서 훨씬 많은 경험과

다양한 삶을 가능하게 해 줄 수 있다

⁴⁹⁾

. 일반적으로 도로 보행이

가능한 최저 속도로는 0.50 m/sec이 제시되고 있고

⁵⁰⁾

, 다양한

환경과 사회적 생활에 있어서 독립적인 활동이 가능한 기능적

속도로는 0.80 m/sec

³⁹⁾

정도가 제시되고 있다. 또한 상업지역의

신호등을 무리없이 통과할 수 있는 사회생활에 전혀 지장이

없는 보행 속도로 1.2 m/sec이 제시되고 있는데

³⁹⁾

, 본 연구에서

MSTWE+BWS군과 MSTWE군 모두 1.03 m/sec 이상의 최고

보행속도를 확보하여 두 군의 대상자 모두 사회적 활동을

하는데 큰 불편없이 독립적이고 안전하게 보행할 수 있는

(9)

속도에 도달한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구 결과 MSTWE +BWS군과 MSTWE군 모두 뇌졸중 발병 1년 이상의 만성 편마비인들의 보행 기능의 향상에 유의한 효과가 있었음을 알 수 있었다. 또한 이러한 보행속도의 개선은 주로 보폭의 증가에 의한 것이며, 보폭증가 효과에서 BWS와 MSTWE를 함께 사용하는 것이 MSTWE 단독으로 사용하는 것보다 효과 가 있어 BWS의 혼합사용이 보폭의 향상을 통한 보행속도 개선에 어느 정도 영향을 미치고 있는 것으로 생각된다. 더불 어, 보행속도가 낙상사고와 높은 관련을 가지고 있어 낮은 보행속도가 낙상사고의 위험이 높임을 고려하면

⁵¹⁾

본 연구 결과가 보행 속도의 향상을 통하여 보행능력의 개선 뿐 아니라, 낙상사고 예방에도 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.

따라서 본 연구결과 뇌졸중으로 인한 만성 편마비인들의 보행능력 향상을 위한 재활 트레이닝 프로그램으로 MSTWE+

BWS 방법과 MSTWE 방법을 이용한 두 가지 트레드밀 걷기운 동 방법이 모두 보행속도 개선 및 보폭 향상 효과에 있어 효과적 임을 알 수 있었다. 또한, 두 가지 방법간 비교에 있어서 는 MSTWE+BWS 방법이 MSTWE 방법에 비하여 보폭향상 효과가 높은 것을 알 수 있었는데, BWS의 사용이 조기 훈련 개시 뿐 아니라, 부수적으로 훈련 중 낙상을 방지할 수 있음을 고려하면, MSTWE+BWS 방법이 보다 안전하게 보행속도 개 선 효과 뿐 아니라, 보폭향상 효과를 볼 수 있는 재활 트레이닝 방법으로 쓰일 수 있을 것이다.

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