http://dx.doi.org/10.12786/bn.2013.6.2.58
뇌질환 환자의 균형 및 자세 평가
국립재활병원 재활의학과 김 은 주
Assessment of Balance and Posture in Brain Disorders
Eun Joo Kim, M.D.Department of Physical Medicine and Rehabilitation, National Rehabilitation Hospital
Balance, the ability to maintain the center of gravity over the base of support within a given sensory environment, is composed of several subcomponents and influenced by several systems (sensory, musculoskeletal, and central and peripheral nervous systems). The assessment and management of balance and posture in brain disorders are complex. To make a reasonable choice about balance scales to use, it is important to understand the balance system, to have a careful understanding about measurement tools in brain disorders and have a comprehensive way to assess balance function and dysfunction. This is a challenge for balance activity measurement tools as the most balance scales needs underlying theoretical approach behind the clinical assessment. Further research is needed to develop the theoretical construct with ecological validity, the ‘hierarchy’ conceptual scale and combine the individual test to the patients’ level of balance ability. And assessment of the minimum detectable change in each test should be included and paid attention that is vital for clinical interpretation of scores. In conclusion, a thorough assessment into the cause of balance dysfunction in brain disorders is essential to the implementation of appropriate treatment, usually a multidisciplinary approach. (Brain
& NeuroRehabilitation 2013; 6: 58-63)
Key Words: assessment, brain injuries, postural balance, stroke
교신저자: 김은주, 서울시 강북구 삼각산로 58
142-884, 국립재활병원 재활의학과
Tel: 02-901-1633, Fax: 02-901-1591 E-mail: [email protected]
서 론
균형(balance)이란 주어진 환경 내에서 자신의 기저면 (base of support) 위에 신체중심을 유지하는 능력으로 다 양한 인자들의 영향을 받는 일련의 복합과정이다.1 즉, 하 나의 시스템이나 정향(righting), 평형(equilibrium) 반사의 결과물이라기보다 많은 감각-운동-인지 반응들의 상호작 용에 기인된 복합운동기술이라 할 수 있다.2
다양한 원인에 의해 발생된 뇌질환 환자들은 신체 균형 기능의 기본이 되는 감각계의 인지, 중추신경계를 통한 감 각운동정보통합, 이에 대한 근육반응과 동시에 환경에 대 한 올바른 운동대응전략(movement strategies)능력 저하가 동반되는 경우가 많으므로 균형에 대한 문제를 흔히 경험 하게 된다.
이에 본고에서는 균형유지를 위한 신체 움직임에 대한 개념 이해와 함께 뇌질환 이후 균형능력을 평가할 수 있는 다양한 방법들에 대한 고찰을 통해 뇌질환 환자들의 균형
및 자세 평가에 대해 포괄적으로 논의하고자 한다.
본 론
1) 균형유지에 관여하는 해부학적 구조물
균형유지를 위해서는 감각정보를 정확히 평가하는 것 뿐만 아니라 이에 대한 운동반응이 적절하고 효과적으로 발생되는 것이 중요하며, 이를 위해서는 특정 중추신경계 구조물의 기능이 중요하다.
일차적으로 균형조절을 담당하는 곳이 소뇌(cerebell- um)이다. 소뇌는 대뇌피질, 기저핵(basal ganglia), 척수소 뇌로(spinocerebellar tract), 소뇌핵(cerebellar nuclei), 전정 경로(vestibular pathway)로부터 정보를 받아 다시 대뇌피 질, 기저핵, 시상, 4,5,6번 뇌신경, 전정경로 등으로 정보 를 전달하여 신체동작을 할 때 근육들의 적절한 타이밍과 협력을 조절하게 되며 근육 긴장도의 조절을 통해 조화로 운 동작이 가능하도록 도와주는 역할을 수행한다.3 기저 핵 역시 균형유지를 위한 정보조절에 중요한 역할을 하며 대뇌피질, 소뇌에서 정보를 받아 시상을 통해 운동피질로 정보를 전달함으로써 운동대응전략과 같은 자동적 자세
유지반응에 대한 역할을 수행하여 연속동작의 움직임이 부드럽고 협응력이 뛰어난 움직임을 가능하게 한다. 그 외 에도 전정핵(vestibular nuclei)을 포함한 뇌간(brainstem) 은 전정계에 대한 조절 및 보상적 눈의 움직임에 관여함으 로써 균형조절의 역할을 담당한다.3
2) 균형 평가
환자 개인별로 균형을 유지하기 위해 사용을 제한받는 요소들과 이를 보상하는 전략들이 개별적이므로 균형에 문제가 있는 뇌질환 환자들의 균형능력 평가를 위해서는 객관적인 임상평가법을 통해 개인의 균형능력을 평가하 는 것뿐만 아니라 환자별 뇌질환 상태에 대한 이해가 동반 되는 것이 필수적이다. 즉, 발병시기, 질환의 경증도, 병변 부위, 인지 및 언어능력, 재활치료환경, 병전 건강상태, 병 전 생활습관 및 기능수준 등 환자균형능력에 대한 포괄적 인 평가를 우선적으로 시행하는 것을 추천한다.
균형에 대한 평가는 크게 균형과 연관이 있는 단독 인자 들을 평가하는 단인자 요소(single item component) 평가 법 또는 균형과 연관있는 다양한 인자 다수를 포함하는 다인자 기능(multidimensional function) 평가법으로 나눌 수 있다.4 그 이외의 구분은 다양한 균형활동수행능력을 측정하는 방법에 따르게 되는데 시간, 거리 등을 측정하는 방법이거나 서열화된 점수(ordinal scale)로 평가하는 방법 으로 나눌 수 있다.5
(1) 단인자요소 평가
균형에 영향을 줄 수 있는 요인이나 과정에 대한 평가로 서 관절가동범위, 근력, 시력, 전정기능과 같은 기본적인 신경학적 평가를 통해 체간이나 하지의 문제, 시력이나 안 구운동장애, 기저면에 대한 신체의 정렬정도(alignment) 등을 파악해 낼 수 있다.6
앉거나 서있는 자세를 얼마나 오래 유지하는 가를 측정 하는 방법은 뇌졸중이나 파킨슨병환자들에게 자주 사용 되고 있는 방법으로 다양한 기립자세(single stance, Rhom- borg, tandem stance 등)동안이거나 눈을 감거나 뜨는 시 각감각 사용여부에 따른 반응을 함께 평가하기도 한다.
또 다른 방법인 뻗기(reaching) 평가는 최대한 환자가 앞 으로 뻗어 균형을 유지할 수 있는 거리를 측정하는 방법으 로 대부분 동적 기립균형능력을 평가하기 위한 측정법이 다. 이 방법은 원래 노쇠(frailty)노인들을 평가하기 위한 방법이었으나 뇌졸중, 파킨슨병 환자 등에도 사용되고 있 다. 변형된 측정법으로 반복 뻗기 검사(repeated reach test)는 60초 이내에 목표에 도달할 수 있는 횟수를 재거나 앉은 자세에서의 뻗기, 또는 전방뻗기뿐만 아니라 후방, 측면 뻗기 동작도 사용되기도 한다. 이에 더해 상지 거상
법(arm raise test)은 정적 균형능력을 측정하는 방법으로 편마비 뇌줄중 환자의 경우는 비마비측 상지를, 사지마비 환자의 경우는 우세측 상지를 사용하여 정해진 시간내에 상지거상횟수를 측정한다.7
전산화 동적 자세측정기(Computerized Dynamic Post- urography)는 감각기관검사(sensory organization test, SOT) 를 통해 감각(시각, 체성감각, 전정계)기관 기능, 중앙통합 기전(central integrating mechanism), 적절한 대응전략 선 택, 운동반응의 적절성 및 효율성 등을 구분하여 평가할 수 있는 방법으로 감각기관검사, 운동조절검사(motor control test, MCT), 적응력 검사(adaptation test) 등으로 구성되어 있다. 감각기관검사동안은 환자의 눈, 발, 관절 에 전달되는 정보를 6가지로 변화를 줌으로써 다양한 감 각적 변동상황을 재연하여 개인별 감각계의 효율성을 평 가하고 적절한 대응반응이 있는지를 평가할 수 있으며, 운 동조절검사는 발판의 전후방향으로의 이동에 따른 자세 반응능력을 측정하여 반응시간, 기울기 등을 측정하게 된 다.8
이러한 단인자요소평가법은 측정하기 쉽기 때문에 균 형평가의 선별검사로 일반적으로 사용되지만 균형능력의 하나의 면만 평가하기 때문에 치료계획을 세울 때에는 제 한성이 있을 수 있다.2
(2) 다인자기능 평가
다인자기능평가법은 자세유지 및 균형 고려되어야 할 많은 요소들을 합쳐 균형기능수행에 중점을 두어 개발된 평가법으로, 다양한 기능측면을 평가하여 하나의 점수로 합산된다는 점에서 유용하지만 치료가 필요한 개별원인 을 구별해 내는 것이 어려울 수 있다. 그러므로 치료가 필 요한 균형문제를 구별해내기 위해서는 평가수행동안 눈 여겨보거나 필요한 단인자 평가를 추가로 시행하는 것이 좋다.2
가장 널리 사용되는 방법인 버그균형검사(Berg Balance Scale, BBS)는 14항목으로 총점 56점으로 원래 노인 대상 으로 만들어졌으나 현재는 다양한 뇌질환 환자들에게도 사용되고 있다. 각 항목들은 독립적이며 특정 시간이나 거 리를 충족함에 따라 점수가 산정되어지며 측정시간은 15∼
20분 정도 소요된다.3,9 Fugl-Meyer 운동평가는 뇌졸중 환 자들의 운동기능회복을 평가하기 위해 고안된 평가법으 로 이 중 균형관련(Balance section of Fugl-Meyer Motor Assessment, FMA-B) 7가지 항목(0∼14점)을 평가할 수 있 다.10 또한, 뇌졸중 환자들의 시간에 따른 운동기능평가의 경과관찰이 용이한 운동기능평가Motor assessment scale (MAS)의 8가지 항목 중 앉은 자세의 균형능력을 평가하 는 항목(sit-MAS)을 측정할 수 있다.11 Postural Assessment
Table 1. Summary of the Measures of Balance Activity according to the Each Scales
Activities BBS9 FMA-B10 BBA14 PASS12
Supine
Supine to (non)affected side lateral V
Supine to sit up V
Sitting
Supported sitting V
Sitting arm raise test V
Sitting forward reach test V
Sitting with back unsupported V V V
Sitting down V V
Sit to stand V V
Transfer from chair to chair V
Parachute reaction V
Standing
Standing supported V V V
Standing arm raise test V
Standing forward reach test V V
Standing unsupported V V V V
Standing eye closed V
Standing feet together V
Standing one foot in front of the other V
5 m walk test with an aid V
Weight shift test V
Step up test (sound/weak) V
Standing one leg V V V
Pick up slipper from floor V V
Turn to look behind V
Turn 360 V
Feet alternating on stool V
BBS: Berg Balance Scale, FMA-B: Balance section of Fugl-Meyer Motor Assessment, BBA: Brunel balance assessment, PASS: Postural Assessment Scale for Stroke Patients.
Scale for Stroke Patients (PASS)는 자세유지능력을 평가하 는 측정법으로 12항목 0∼3척도로 구성되어 있다.12 Trunk impairment scale (TIS)은 뇌졸중 후 체간의 운동능 력을 평가하기 위한 측정법으로 앉은 자세에서 17가지 과 제를 통한 균형능력을 파악할 수 있다(0∼23점).13 Brunel balance assessment (BBA)는 기존의 평가 방법과의 달리 균 형능력에 단계별 과제를 부여함으로써 순차적인 평가가 가능하며 환자의 균형능력 변화에 따라 반복적으로 측정 함으로써 측정단계에 따른 임상적 균형능력수준을 가늠 할 수 있는 장점이 있다.14
상기 평가법별 검사방법에 따른 분류를 정리한 표는 다 음과 같다(Table 1). BBS는 주로 기립자세에서의 균형능력 을 평가하고 있으며, BBA는 앉은 자세 및 기립 자세 평가 가 균형있게 포함되어 있다. PASS는 다른 평가법에는 포 함되어 있지 않은 누운자세 균형평가가 포함된 다양한 자 세에서의 균형능력을 평가할 수 있다.
하지만, 이들 검사들 중 BBS는 뇌질환 환자들에 대한 임상해석이 제한적이지만 대체로 긍정적으로 제시되고 있으나, 나머지 검사들은 좀 더 연구가 필요한 상태이며, 현재까지 나온 연구들을 토대로 뇌질환에 따른 각각의 균 형평가법당 임상적으로 의미있는 변화(minimal detectable change, MDC)로 볼 수 있는 변화구간을 살펴보면 다음과 같다.
뇌졸중의 경우 BBS는 타당도, 검사-재검사 및 검사자간 신뢰도가 높은 편으로 MDC는 6점, TIS 역시 신뢰도, 타 당도가 높은 검사로 4점의 변동을 검사결과 해석시 의미 를 둘 수 있다. 또한 FMA-B는 4점, 상지거상검사는 앉은 자세 및 기립 자세에서 3회의 변동이 의미 있다고 볼 수 있으며, 전방뻗기검사는 앉은 자세 11 cm, 기립 자세 7.5 cm의 차이가 의미 있다고 해석할 수 있다(Table 2).5
그외 뇌질환의 경우는 뇌졸중에 비해 다소 타당도 및 신뢰도가 떨어지며 임상적으로 의미 있는 변화를 측정할
Table 2. Summary of Psychometric Balance Properties in Stroke
Components Validity Test-retest reliability Inter-tester reliability MDC
Sitting forward reach test17 + Sit MAS, ++ BBS, FIM, RMI
+++ +++ 11 cm
Standing forward reach test17 ++ BBS, RMI +++ +++ 7.5 cm
Sitting arm raise test17 + BBS, Sit MAS, RMI +++ +++ 3 lifts
Standing arm raise test17 + BBS, RMI +++ +++ 3 lifts
Step test17 ++ RMI +++ +++ 2 steps
Step up test17 BBS18
FMA-B10 BBA14 Sit MAS19-21
+++ BBS, + RMI +++ TUG, MAS, BI, ++ FMA, FMA-B, FR + Sit MAS, FMA +++ MAS, BBS, RMI + FMA=B, +++ MAS
+++
+++
+ +++
+++
+++
+++
+++
++
1 stepup 6
4 1
TIS13
10 m walking test22 6 min walking test23
+++ BI, TCT +++ ADL/IADL +++ speed
+++
+++
++
+++
+++
++
4 0.15 m/s, 0.25 m/s
45∼54 m
TUG24 ++ gait, +++ strength +++ +++
MDC: Minimal detectable change, Sit MAS: Sitting section of Motor Assessment Scale, BBS: Berg Balance Scale, FIM: Functional Independence Measure, RMI: Rivermead Mobility Index, TUG: Timed Get Up & Go test, BI: Barthel Index, FMA: Fugl-Meyer Motor Assessment, FMA-B: Balance section of Fugl-Meyer Motor Assessment, TIS: Trunk Impairment Scale, TCT: Trunk control test, ADL:
Activities of daily living.
Table 3. Summary of Psychometric Balance Properties in Parkinson’s Disease or TBI
Components Validity Test-retest reliability Inter-tester reliability MDC
Standing forward reach test25 ++ BBS (PD) ++ 9 cm
Standing arm raise test25 + BBS, RMI, Sit MAS (PD) ++ +++
Step test25 ++ RMI (PD) ++ 2 steps
BBS26,27 + disease severity (PD) +++
10 m walking test22,28
6 min walking test28
+++ ADL/IADL (PD) +++ ADL/IADL (TBI) +++ speed (PD)
+++
+++
+++
++
+++
+++
+++
++
0.18 m/s, 0.25 m/s
82 m
TUG27 ++ gait, +++ strength (PD) +++ +++
TBI: Traumatic brain injury, MDC: Minimal detectable change, BBS: Berg Balance Scale, PD: Parkinson’s Disease, RMI: Rivermead Mobility Index, Sit MAS: Sitting section of Motor Assessment Scale, TIS: Trunk Impairment Scale, BI: Barthel Index, UPDRS: Unified Parkinson’s Disease Rating Scale, ADL: Activities of Daily Living, IADL: Instrumental Activities of Daily Living, TUG: Timed Get Up
& Go test.
수 있는 연구들이 제한적이었다. 그 중 파킨슨 병 환자의 경우 기립자세에서 전방뻗기검사에서 9 cm, step test에서 2걸음 차이가 의미 있는 차이로 볼 수 있다(Table 3).5
그 외에도 보행은 복잡한 균형수행과제이므로 보행 평 가를 통해서 균형 통합 능력과 이동(mobility)동안 균형능 력을 평가할 수 있다. 가장 보편적으로 뇌질환 환자들에게 사용되고 있는 방법은 6분 걷기, 10 m 걷기, Timed up and go test (TUG) 등이 있다. 뇌졸중 환자의 경우는 10 m 걷기에서 0.14∼0.24 m/s 변화, 6분 걷기에서는 45∼54 m 변화가 있는 경우를 임상적으로 의미있는 변화로 간주
할 수 있는 데 반해, 파킨슨 병 환자의 경우는 뇌졸중 환자 에 비해 더 큰 변화가 필요하다(Table 2, 3).5
(3) 고찰
환자의 균형기능 평가에 있어 개인별 적용할 평가방법 선택을 위해서는 우선 평가방법들의 종류, 내용 및 장단 점, 임상적 의의 등을 잘 이해하는 것이 필수적이다. 하지 만 아직 평가법 선택은 이론적 구조를 바탕으로 한다기보 다 임상의의 경험에 의해 평가항목이나 방법이 선택되는 것이 일반적이다. 추후 이론적 배경을 가지면서도 임상친 화적인 균형평가들이 개발되고 대규모로 적용되어진 연
구들이 진행되어 근거를 바탕으로 임상에서 합의점을 추 출해 나가는 과정이 필요할 것으로 생각된다. 그와 함께 점수로 평가되는 평가법인 경우에는 항목들간의 ‘단계(순 위)’ 가 필요할 것으로 생각된다. 그렇게 된다면 어떤 단계 (순위)항목에서 통과된다는 의미는 앞순위의 항목들 역시 통과될 것이기 때문에 평가시점 매번 모든 측정항목들을 시행하지 않아도 된다는 장점이 있다. 결과적으로 환자는 본인의 균형상태에 맞는 몇 가지 항목만 평가받으면 되므 로 시간효율성이 향상될 수 있다. 또한 ‘단계(순위)’점수가 환자개개인의 균형능력을 대변할 수 있다. 예를 들어 버그 균형검사 점수가 46/56이라면 어떤 항목에서 통과하였고 실패하였는지에 대한 정보가 포함되어 있지 않지만, 만약 단계(순위)점수가 6단계라고 한다면 기존에 정해둔 과제 (1∼6단계)들은 적어도 수행가능함을 의미하므로 임상적 으로 균형기능을 가늠하는데 있어 더 정확한 정보를 제공 받을 수 있을 것이다. 하지만 이러한 ‘단계(순위)’별 평가 법의 원래 의미를 잘 살리기 위해서는 반드시 이론적 배경 및 근거가 제공되어야 할 것이다.
그리고, 뇌질환 환자들의 균형을 평가하는데 있어 적용 이 용이하며 특별한 설비가 필요하지 않은 다인자기능평 가법들이 임상에서 흔히 사용되고 있지만 앞서 평가법별 로 정리한 Table 1을 통해서도 알수있다시피 모든 뇌질환 환자들에게 적용가능한 완벽한 평가가 존재하는 것이 아 니라 평가법마다 사용가능한 환자군의 특성이 있다. 즉, 평가법마다 천장(ceiling) 또는 바닥(floor)효과가 존재할 수 있으므로 환자의 기능에 맞는 적절한 평가법들을 몇 가지씩 혼합해서 사용한다면 개별 평가법이 가지는 단점 을 최대한 줄일 수 있을 것으로 생각된다.
이에 더해 환자들의 균형기능 변동에 대한 임상적인 해 석에 주의가 필요할 것으로 생각된다. 즉, 뇌졸중 환자의 버그균형검사점수가 2점 향상되었다면 진정한 균형능력 향상으로 해석할 수 있을까하는 문제이다. 기능적 변동인 지 정상적 변동의 범위인지에 대한 임상적 해석에 대한 연구들이 최근 활발히 진행되고 있으므로 추후 지금까지 보고된 결과들이 한층 더 성숙해질 수 있을 것으로 기대한 다.15,16
결 론
뇌질환 환자들의 균형능력 평가에 객관적이면서 신뢰 성 있는 평가방법에 대한 필요성이 크며 현재까지 많은 평가법들이 사용 중에 있다. 또한, 이러한 평가를 통해 치 료계획수립에 영향을 미치므로 환자 개개별 균형능력에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들의 평가를 통해 적절한
균형능력 평가법을 선택하는 것이 중요하겠으며, 뇌질환 환자들의 자세 및 균형능력에 대한 평가 및 치료는 복합적 이므로 균형기능을 평가하는데 있어 포괄적인 자세와 이 해가 요구된다.
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