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Archives of Orthopedic and Sports Physical Therapy pISSN : 2508-8262 | eISSN : 2508-8998

Journal Abbreviation : Korean Soc. Sport Phys. Ther.
Frequency : semiannual
Doi Prefix : 10.24332/aospt
Year of Launching : 2005
Publisher : The Korean Society of Sports Physical Therapy

Aims & scope more

The Korean Society of Sports Physical Therapy (KSSPT) has consistently been leading trends in the field of sports physical therapy by conducting educational programs for academia within and outside Korea with the aim of ensuring academic journals are of high quality. The Archives of Orthopedic and Sports Physical Therapy (AOSPT) is a journal released by the KSSPT and its main goal is to publish studies related to sports physical therapy and sports science that are based on recent scientific evidence. Studies published in the AOSPT must engage with creative topics to ultimately contribute to the development of rehabilitation medicine and physical therapy. The AOSPT focuses on fields related to sports physical therapy, medicine, and rehabilitation. The chief editor designates an editor to each research field corresponding to their areas of specialization which are as follows:

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Archives of Orthopedic and Sports Physical Therapy Vol.17 No.1 pp.19-29
DOI : https://doi.org/10.24332/aospt.2021.17.1.03

The Effect of Calf Muscle Power Strengthening and Step on the Length, Symmetry, and Obstacle-Overcoming Capacity and Muscle Activity in Stroke Patients

Taegu Lee1, Junggyu Yoon2*
1Dept. of Physical Therapy, Graduate School of Namseoul University, Student
2Dept. of Physical Therapy, Namseoul University, Professor
*교신저자: 윤정규(남서울대학교 물리치료학과) E-mail: velsa@nsu.ac.kr
May 3, 2021 June 8, 2021 June 16, 2021

Abstract

Purpose:

This study is to see if the calf muscle movement affects the length of stride, symmetry, and ability to overcome obstacles, and muscle activity in patients with hemiplegia.


Methods:

Electromagnetic signals were first measured by ankle plantar flexion or muscle testing in a supine position with 12 patient ankle plantar flexor in the standing position. In the second measurement, the length and symmetry of stride are measured through the gait analyzer. In the third measurement, the ability to measure obstacles was measured. The paired- T test revealed a significant difference.


Results:

After the intervention, the step length was significantly decreased (p<.05), while the speed and failure rate of the obstacle overcoming was significantly decreased (p<.05). also muscle actvitiy was significantly increased (p<.05), and muscle power was significantly increased (p<.05). the different was statistically significant between pre- and post-intervetion. but after intervention, the gait symmetry was no significantly difference (p>.05), between pre- and post-intervention.


Conclusion:

The results of this study show that the length of stride, ability to overcome obstacles, muscular activity, and muscle strength are increased more after exercise. Therefore, it is a movement that requires patients with hemiplegia to aim for calf muscle exercise because it increases the length of step in their daily lives, overcomes obstacles, and has a positive effect on muscle activity and muscle strength.


Heel-raise exercise , Muscle activity , Muscle power , Obstacle , Step length

장딴지 근력운동이 편마비 환자의 보폭 길이, 대칭성과 장애물 극복능력 및 근활성도에 미치는 영향

이 태구1, 윤 정규2*
1남서울대학교 대학원 학생
2남서울대학교 물리치료학과 교수

초록

    Ⅰ. 서 론

    뇌졸중 환자는 마비 측 에 대한 중추 신경계의 조절 능력이 소실되고 주동근과 길항근의 부조화를 보이며, 고유수용성 감각 및 평형감각의 소실, 강직과 같은 과도한 근 긴장도를 보이는데(Kerrigan and Karvosky et al., 2001), 이로 인해 가자미근과 장딴지근 그리고 뒤정강근의 과도한 강직과 계속된 강직이 나타나고 부분적으로 발목관절 발등 굽힘근 의 능동적 조절이 잘 안 되어 발 처짐 보행을 초래하게 된다(Granat et al., 1996;Burridge, Taylar & Hagan et al., 1997;Voigt & Sinkjer, 2000;Johnson et al., 2004). 뇌졸중 환자들의 발목 근력 약화는 발끝 떼기 시 발바닥 굽힘 동작을 저하하고, 흔듦기 감소와 보행속도를 느리게 한다(Chrisholm and Perry et al., 2013). 또한 효율적인 보행을 하기 위해서는 양 하지의 율동적인 움직임과 교대적 인 운동을 통하여 신체를 앞으로 추진시켜야 하며, 보행의 대칭성을 회복하는 것이 중요하다(Mauritz, 2002). 발목 저측굴곡의 경직은 시간적 및 공간적의 비대칭의 가장 중요 한 결정 요인이며 보행 속도를 느리게 한다(Hsu et al., 2003; Lin et al., 2006). 일상생활을 수행할 때 하지는 양쪽 이 대칭적이고 교대적인 움직임이 필요하고(Hydo et al., 2017), 편마비 환자들은 비대칭적인 사지 기능을 보이고 사지의 불균형으로 인하여 균형능력이 감소되며 마비측과 비마비측 신체의 상호 교대적인 움직임에 어려움을 겪는다 (Chen et al., 2005). 또한 장딴지근은 서있는 동안 안정성을 위해, 그리고 걷는 동안 통제와 추진력을 위해 중요하다 (Maritz,et al., 2016). 발목을 드는 순간 발목이 엉덩이와 무릎보다 먼저 활성화된다. 만약 발목 근육의 힘이 균형을 조절하는 데 도움이 되지 않는다면, 개인은 엉덩이와 발디딤 전략을 채택하게 된다. 불행하게도 이러한 전략들은 질량 중심의 더 큰 이동과 변위를 해야 하고 더 높은 힘을 필요하며, 이는 불균형과 낙상으로 이어질 수 있다.(Maritz,et al., 2016).

    채수연(2019)은 하향경사 트레드밀 보행훈련이 편마비 환자의 장딴지 근의 근활성을 증가시켰다고 하였으며, Consitt 등(2002)은 스쿼트 운동이 장딴지근의 근력에 많 은 영향을 미친다고 하였다. 김복조 등(2007)은 발목 강화 운동 프로그램이 장딴지근에 많은 영향을 미친다고 하였 으며, 이호정 등(2009)에서는 탄성밴드 및 짐볼운동이 편 마비 환자의 장딴지근 근력증가에 많은 영향을 미친다고 하였다.

    보행 중 장애물을 극복할 때 평지 보행보다 높은 수준 의 신경근 활성화가 필요하며 특히 노인이나 균형이 불안 한 환자들에게 일상생활에 중요한 과제이다(Chou and Draganich, 1997;Overstall et al., 1977). 특히 노인들의 낙상 및 부상 위험을 높이는 가장 심각한 원인 중 하나는 장애물을 넘지 못했을 때이다(Galna et al., 2009). 또한 장애물을 통과하는 것은 균형 유지, 장애물 통과 시 넘어 지지 않도록 하기 위한 것, 발을 디딜 때 미끄러지지 않도 록 하기 위한 것, 몸은 앞으로 전진시키는 것 등 네 가지 목표를 가지고 있다. 장애물을 성공적으로 통과하기 위해 서는 일정한 순서 및 강도로 수많은 근육이 활성화되어야 한다(Sparto et al., 1997).

    근전도 검사 신호는 운동 뉴런의 활동을 보여주는데, 운동 뉴런은 근육 활성화의 수준을 반영할 수 있고 근육 기능에 대한 귀중한 정보를 제공할 수 있다(Kleissen RF et al., 1998). Kirker 등 (2000)의 연구에서 노인들이 걷 는 동안 서로 다른 높이를 찾을 수 있었고 근육의 수요가 높을수록 낙상 위험성이 높다는 것을 발견했다. 뇌졸중 환자의 마비 근육은 정상 피험자보다 활동량이 줄어든 반 면 비 마비측 근육의 활동량은 정상 피험자보다 증가해 옆으로 밀어주는 반응으로 똑바로 서기 균형을 유지하는 데 도움이 됐다(Kirker SG et al., 2000).

    Kitatani 등(2014) 연구에서는 장애물 높이가 증가할 때 뇌졸중 환자의 따라오는 다리에서 근육의 공동 활성화 가 증가했으며, 이는 자세 안정성을 증가시키고 이동 속 도를 감소시킬 수 있다고 하였다(Kitatani et al., 2014).

    EMG 신호의 진폭은 근력 수준에 따라 증가하지만 EMG 스펙트럼과 수축력 사이의 관계에 대한 연구는 불확 실하다. Hu et al.(2007)의 연구에서는 마비된 상완이두 근에서 약간 감소한 근피로 지수(MF) 값을 발견했으며 뇌 졸중 환자의 근육 수축이 증가하였다(Hu et al., 2007). EMG 스펙트럼 분석은 이전 연구서 조사되지 않은 장애물 교차 중 뇌졸중 환자의 신경근 변화 원인을 더 잘 이해 하는 데 도움이 될 수 있다(Chenming et al., 2017).

    Said CM et al.(1999)의 연구에서는 실험된 뇌졸중 환자의 거의 절반이 장애물을 넘지 못했고 균형을 유지하는 능력이 손상되었다는 것을 보여주었다(Said CM et al., 1999). 따라 서 뇌졸중 환자의 장애물 건널 때 동작의 특성을 분석하는 것이 중요하다. 또한, 장애물 건널 때 신경근 변화에 대해서 는 거의 조사되지 않았다(Chenming Ma et al., 2017).

    뇌졸중 이후 하퇴부에 약화, 느린 동작, 경직, 피로와 협응성 상실이 발생하고 걸음걸이 이상을 초래한다 (Andrews aw et al., 2000). 걷는 것을 일반적으로 문간, 연석, 계단과 같은 장애물을 건너는 것은 수평 보행보다 더 큰 근육 파워, 균형 조절능력, 그리고 근육조절 능력향 상을 해야 하는 것으로 입증 되었다는 선행연구들이 있다 (Chou and Draganich., 1997;Haefeli j et al., 2011).

    임상에서는 장딴지 근력 운동이 보행훈련의 보조적인 수단으로 사용되어 지고 있고, 편마비 보행의 전통적인 치료방법은 트레드밀이나 현수형 보조 장치를 이용한 중 재에 중점을 두고 있어 장딴지 근력운동이 편바미 환자의 보폭 길이, 대칭성과 장애물 극복능력 및 근활성도에 유 의한 영향이 있는지 명확하지 않다(Lee et al., 2017). 따 라서 본 연구의 목적은 장딴지 근력운동이 편마비 환자의 보폭 길이, 대칭성과 장애물 극복능력 및 근활성도에 미 치는 영향을 알아봄으로써 향후 뇌졸중 환자의 보행능력 및 근활성도의 연구에 기여하고자 한다.

    Ⅱ. 연구 방법

    1. 연구 대상자

    본 연구는 광명시에 위치한 요양병원에 입원 한 65.16±10.93세 이상의 남자 7명, 여자 5명 총 12명의 만성 편마비 환자를 대상으로 실시하였다. 대상자들의 선정 기준 은 뇌졸중 진단 후 6개월 이상 경과 한자, 연구자가 지시한 내용을 이해하고 동의한 자, 보조도구를 이용하지 않고 독립적 보행이 6m 이상 가능한 자, 심폐 혈관계 질환이 없는자, 하지에 정형외과적 질환이 없는 자, 간이정신 상태 검사(Mini-Mental Status Exam-Korea, MMSE-K), 24점 이상인 자로 치료사의 요구사항을 듣고 따를 수 있는 자로 하였다 (LEE et al., 2017). 본 연구는 2020년 11월 23일부터 12월 11일까지 실시 하였으며, 모든 대상자는 실험에 참가하 기 전 연구의 목적 및 절차에 대한 충분한 설명을 듣고 실험 참여에 동의하였으며, 실험에 자발적으로 참여하였다. 모든 실험 및 절차는 헬싱키 선언에 따라 진행되었다. 본 실험에 참여한 연구대상자들의 일반적 특성은 (Table 1)과 같다.

    Table 1

    실험대상자 일반적 특성 (평균 ± 표준편차)

    AOSPT-17-1-19_T1.gif

    2. 측정 도구 및 실험도구

    1) 장딴지근의 근활성도 측정

    표면 근전도 시스템은 간편 무선 EMG 시스템(Wireless EMG System(100RT)의 AP1180을 사용하였으며, 표면 근전 도 시스템에서 디지털 처리된 표면 근전도 신호의 분석은 무선 표면근전도(Wireless EMG System(100RT), BTS Bioengineering, USA)을 이용해 처리하였다. 표면 근전도 신호의 표본 추출률은 1,000Hz로 설정하였다. 근육의 근전 도 신호는 제곱 평균 제곱근 법(Root Mean Square; RMS) 처리하여 분석하였다. 표면 전극의 부착 부위는 피부저항을 감소시키기 위해 털을 제거하고 전극을 부착하였다(이원휘, 2019). Cram 등에 의해 제시된 부위를 참고하여 장딴지근의 슬와부 중심선에서 하행 2cm 부위에 바깥쪽에 부착하였다 (Cram, Kasman & Holtz, 1998)(Figure 1). 이 측정도구는 급내 상관계수(intraclass corrlation coenfficiets; ICC)가 0.832~0.937 의 신뢰도를 보여주는 장비이다(Jang 등, 2018).

    Figure 1

    장딴지 근육 EMG 측정

    AOSPT-17-1-19_F1.gif

    2) 보행분석기를 통한 보폭 및 대칭성 측정

    보행분석기(iSen by STT systems, Sebastian, Spain) 는 3D 움직임 테이터를 저장할 수 있는 장비로 무선방식 의 동작 분석기로서 센서를 활용하여 보행분석을 수집하 기 위해 무선으로 데이터를 실시간으로 제공하여 보행능 력(활 보장, 보속 수, 그리고 총시간 및 대칭성)을 측정할 수 있다. 김태영 등(2019)의 연구에 따라 장비를 이용하여 5개의 센서를 비 마비 측과 마비 측의 엉덩관절, 무릎 관 절 그리고 골반에 부착하여 6m의 거리를 세 번 걷게 하여 보속 수, 활 보장, 총 시간, 대칭성을 측정하며 2회 측정하 여 평균값을 사용하였다. 이 측정도구는 급내 상관계수 (intraclass corrlation coenfficiets; ICC)가 0.84~0.99의 신뢰도를 보여주는 장비이다(De Ridder 등, 2019).

    3) 장애물 극복능력 측정

    모든 실험과 측정은 치료실 내 한정된 공간에서 하였고 위험이 있음므로 치료사의 감독하에 장애물 보행 측정을 하였다.

    장애물 측정을 위하여 너비 30cm 높이 12cm의 장애물 을 넘도록 하는데 이용석(2009)의 연구에서 일부 인용하 여 선택하였으며, 12cm는 보도블록과 비슷한 높이로 설 정하였고, 실패율 측정 방법은 장애물을 넘을 때 장애물 을 건드리거나 넘는 시도조차 하지 못할 때 실패로 간주하 여 기록하였다. 이용석(2009)의 연구에서 같이 마비 측 발 로하도록 지시하고, 보행속도는 김창용, 정혜원 & 김형동 (2015)의 연구에서 인용하여 각각 2번씩 넘게 하였고, 6m 걸을 때 0.8m/s 편안하게 느끼는 평지 보행 속도로 걷게 하였으며 속도를 측정하였다. 총 보행거리는 6m로 처음 1m와 마지막 1m를 뺀 4m에 1m 간격으로 총 4개의 장애물 을 설치하였다.

    측정도구는 급내 상관계수(intraclass corrlation coenfficiets; ICC)가 0.62~00.95의 신뢰도를 보여주는 장 비이다(Carmen 등, 2010).

    4) 장딴지근의 근력측정

    장딴지근의 근력을 측정하기 위해 JTECH Commander Power track Ⅱ Dynamometer(JT-AA104, JTECH medical, USA)를 사용하였다(Figure 2). 측정 수치는 Newtons(N) 또는 Kilograms Force(KGF)로 변환이 가능하며 측정 수치 는 LCD 화면에서 확인이 가능하다. 본 연구에서는 측정 수치를 뉴턴(N)으로 변화하여 사용하였다. 측정도구는 급내 상관계수(intraclass corrlation coenfficiets; ICC)가 0.62~00.95의 신뢰도를 보여주는 장비이다(Cronstrom 등, 2019).

    Figure 2

    TECH Commander Powertrack Ⅱ Dynamometer

    AOSPT-17-1-19_F2.gif

    3. 실험 절차

    1) 사전측정

    모든 대상자는 실험 전실험 참가 동의서에 서명을 하였으 며 병원용 전자저울(CAS WCS-200, 우리 과학계측기, 대한 민국)을 이용하여 일반적 특성을 측정하였다. 표준화된 장딴 지근 근력을 측정하기 위해 모든 대상자는 침대 위에 엎드려 누운 상태에서 발이 침대 끝으로 나오게 한 다음 발목관절을 발바닥 굽힘(Plantar flexion) 시킨다. 이때 실험자는 발목관 절의 발바닥 쪽 굽힘에 대한 저항을 주어 장딴지근의 등척성 수축시 근력을 디지털 근력측정기 JTECH Commander Powertrack Ⅱ Dynamometer(JT-AA104, JTECH medical, USA)를 이용하여 동일한 검사자가 근육의 최대 등척성 수축을 유도하여 3초간 측정하고, 3회 반복한 후 평균한 값을 기록하였다(박재규 등, 2016).

    박종안(2011)의 연구를 토대로 장딴지근 최대 등척성 수축 (Maximal voluntary isometric contraction: MVIC) 을 유발하기 위해 엎드린 자세에 5초간 도수를 이용하여 저항을 주어 최대 등척성 수축이 일어나도록 구도로 지시 하였다. 그런 다음, 각 근육의 최대등척성 수축 시 근활성 도를 총 두 번에 걸쳐 반복 측정하였고 5초간 얻어진 근전 도 신호를 RMS 처리한 뒤 시작 지점 1초 그리고 마지막 지점 1초를 제외한 중간 3초 지점의 근전도 신호를 %MVIC로 사용하였다.

    2) Heel-raise exercise

    운동 방법은 Lee 등 (2017)의 연구를 참고하여 장딴지 근력 강화, 균형 및 보행에 도움이 될 방법을 선택 후 3주 간 주 5회 하루 100회씩 실시하였다. 운동 교육은 임상 10년 이상의 숙련된 물리치료사 1명에 의해 정해진 운동 치료실에서 실시되었다. 운동을 하기전에 앞서 갑작스러 운 운동으로 인한 부상을 예방하기 위해 운동 전후로 5분 간의 스트레칭을 하였다. 운동의 순서는 높이 5cm 되는 계단에 올라가 발끝을 대고 Heel-raise exercise와 바닥 에서 발끝을 대고 Heel-raise exercise를 실시하였고 운 동을 총 하루에 100번 일주일에 5회씩 3주간 실시하였다. 지연 발생 근육통을 줄이기 위해 운동 간 휴식 간격은 30 초 설정하였다(Figure 3).

    Figure 3

    Heel- raise exercise

    AOSPT-17-1-19_F3.gif

    3) 사후측정

    장딴지근의 사후측정은 사전측정과 동일한 방법으로 실시되었다.

    4. 자료 분석

    자료의 통계 처리는 상용 통계 프로그램인 SPSS version 18.0 를 이용하였으며, 모든 자료의 정규분포를 입증하기 위하여 콜로고르프-스미르노프(Kolmogorov-smirnov) 검정을 실시하였다. 대상자들의 일반적인 특성을 알아보기 위하여 기술통계를 이용하였다. 뇌졸중 환자의 장딴지 근력 운동이 환자의 보폭 넓이, 대칭성과 장애물 극복능력 및 근활성도 에 미치는 영향을 비교하기 위해 각각 대응 표본 T 검증(paired samples t-test)을 실시하였다. 통계적 유의 성을 검증하기 위해 유의 수준 α=. 05로 설정하였다.

    본 연구에 참여한 대상자는 총 12명으로 선정하고 장딴 지 근력운동(Heel-raise exercise) 전·후의 종속변수의 변화를 측정하기 위하여 운동 적용 전·후 장딴지근에 디 지털 근력 측정기를 이용해 근력을 측정하고 무선EMG를 사용하여 MVIC를 측정, 보행분석기를 이용하여 보폭의 넓이 및 대칭성을 측정하였다 (이선영., 2018).

    3주간 모든 대상자에게 Heel-raise exercise를 적용하 였고 모든 운동 전·후 장애물을 넘는 실험을 하였다.

    Ⅲ. 연구 결과

    Heel-raise exercise 운동 전·후의 보폭 길이(Step Length)를 비교해 본 결과 평균값은 운동 전이 크며, 평균 의 차이는 0.04이며 P값이 .033로 비교 유의한 차이가 있 는 것으로 나타났다(p<.05). Heel-raise exercise 운동 전·후의 대칭성(Gait Symmetry)을 비교해 본 결과 평균 값은 운동 후가 크며, 평균의 차이는 0.88이며 P값이 .616 로 비교 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다(p>.05). Heel-raise exercise 운동 전·후의 장애물 극복능력 (Obstacle-overcoming) 속도와 실패율을 비교해 본 결과 평균값은 각각 운동 후가 빠르고 실패율이 낮으며 , 평균 의 차이는 속도 3.2, 실패율 0.75이며 P값이 각각 .002, .019로 유의하게 차이가 있는 것으로 나타났다(p<.05). Heel-raise exercise 운동 전·후의 근활성도(%MVIC)를 비교해 본 결과 평균값은 운동 후가 크며, 평균의 차이는 24이며 P값이 ..04로 비교 유의한 차이가 있는 것으로 나 타났다(p<.05). Heel-raise exercise 운동 전·후 근력 (Muscle Power)를 비교해 본 결과 평균값은 운동 후가 크 며, 평균의 차이는 1.28이며 P값이 .007로 비교 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(p<.05). 운동 전과 후의 연 구 결과 값은 Table 2에 제시하였다.

    Table 2

    Heel-raise exercise 전 · 후 의 종속변수 간 차이 비교(평균 ± 표준편차)

    AOSPT-17-1-19_T2.gif

    Ⅳ. 고 찰

    본 연구는 장딴지 근력운동이 편마비 환자의 보폭 길 이, 대칭성과 장애물 극복능력 및 근활성도에 미치는 영 향을 알아보고자 하였다. 본 연구의 결과 장딴지 근력운 동 후 보폭 길이가 증가하였다. 또한, 장딴지 근력운동 후 장애물 극복 시 시간 및 실패율이 감소 되었으며 장딴지근 의 근활성도 및 근력이 유의하게 증가하였다. 그러나 장 딴지 근력운동 후 보행 대칭성의 변화에서는 유의한 차이 가 없었다.

    장딴지근은 체질량을 앞으로 이동시키는데 대부분의 에 너지를 생성한다 (Nadeau, Gravel, Arsenault, and Bourbonnais, 1999; Olney, Griffin, Monga, and McBride, 1991). 또한 장비가 필요 없고 집에서 할 수 있는 비교적 간단한 동작이며 기계식 운동에 비해 높은 수준의 자세 제어가 필요하며 일상생활에 도움이 될 수 있다 (Blievernicht, Sullivan, and Erickson, 2012; Morrissey, Harman, and Johnson, 1995). 그러나 장딴지근의 근력약화 는 기능 회복에 있어 제한적인 요소이며, 전체적인 사지의 근력약화와 뇌졸중 환자의 기능적인 독립성을 감소시킨다 (Caillet, Mertens, Rabaseda, and Boisson, 2003; Whitney, Poole, and Cass, 1998). 따라서 이전 연구자들은 장딴지근 의 근력강화가 기능적 성과를 향상할 수 있다는 것을 입증했 고 진행해 왔다(Dean, Richards, and Malouin, 2000; Monger, Carr,and Fowler, 2002; Salbach et al., 2004). 그리고 이전 연구에서는 보행기능의 향상의 요소에 보행 속도 증가, 보폭 증가 및 이중지지 시간 감소만을 중요시하였 다(Givon, Zeilig, and Achiron, 2009; Martin et al., 2006). 그러나 사회에서의 보행에 필요한 장애물에 대한 적응에 대해서는 고려하지 못했다(Catherine et al. 1999). 뇌졸중으 로 인한 편마비 환자는 기립 자세에서 체중 부하를 대칭적으 로 유지하는 능력이 손상되어 비대칭적인 체중 부하를 하게 되므로 기립 자세와 균형 능력에 문제가 흔히 발생되며, 이러한 비대칭적인 양상은 보행 시 환측하지로 무게중심을 이동하지 못하여 비정상적인 보행 패턴으로 이어진다고 하였다(Shumway-cook & Wallacott, 1995). 하지 근력의 증가는 체중 부하를 대칭적으로 변화시킬 수 있고, 하지의 저항훈련이 보행능력 개선에 효과가 있는 것으로 보고되고 있다(LEE 등, 2010; Saunders 등, 2016).

    이에 본 연구에서는 장딴지 근력운동 전·후 편마비 환 자의 독립적인 일상생활을 위해 필요한 보폭 길이, 대칭 성과 장애물 극복능력 및 근활성도를 측정 비교하는 실험 을 진행하였다.

    편마비 환자는 하지 근력 저하로 인한 감소 된 균형 능력은 효율적인 독립적인 보행을 제한시키고, 비 마비 측으로 체중을 지지하는 형태로 동작을 수행하며, 이러한 현상은 보행 중 입각기의 체중 지지 능력을 감소시켜 신체 정렬과 자세조절 능력에 문제를 일으킨다. 비대칭적인 체중지지는 환자의 심리적 불안감을 증가 시켜 독립적인 일상생활을 제한하고, 환자 본인이 독립적으로 생활하거나 지역사회에 서 활동하는 데 제한되는 요소로 작용하게 된다(Kim, Bang & Shin, 2 015; B ayouk, B oucher & L eroux, 2 006; Kawanabe, A, Kawashima & I. Sashimoto, 2006).

    편마비 환자에서 나타나는 근력 약화, 비정상적인 근육 긴장과 움직임 패턴 등에 의한 것으로, 운동 조절 능력의 장애를 발생 시켜 자세 동요에 따른 반응시간의 지연, 비 대칭적인 체중분포, 체중 이동 능력의 손상 등의 균형 능 력 감소로 인해 보행 방향을 전환하거나 장애물을 극복하 는데 어려움을 보여 낙상의 위험은 증가한다(Sharp & Brouwer, 1997). 고대식&정대인(2013)의 연구에서 발바 닥 굽힘 운동을 통해 장애물극복속도에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다고 한다.

    보행분석기(iSen by STT systems, Sebastian, Spain) 를 통하여 활보장, 보속 수, 총시간 및 대칭성을 측정하였 지만, 활보장 및 대칭성이 연구목적에 맞는 측정 지표 였 으며, 프로그램상 측정 시 활보장, 보속 수, 총시간 및 대 칭성이 함께 측정되어 배제할 수 없었다.

    임상적으로 근력의 약화는 뇌졸중 환자의 기능적 향상 을 제한하는 요소이다(Bohannon, 1995). 하지의 근력 강 화 트레이닝을 통해서 하지 근력인 대퇴 관절의 신전근과 굴곡근, 무릎관절의 신전근과 굴곡근, 발목관절의 발바닥 굴곡근과 발등 굴곡근의 근력이 증가 되었고 정적 균형 수행 력과 동적 균형 수행력이 증진 되었다고 한다(김효 찬, 2003). 하지의 운동범 위가 감소되고 하지 근력이 약 화되면 보행을 불안정하게 변화 시켜 낙상으로 이어지게 된다(Kemoun, et al., 2002). 따라서 하지 근력이 보행에 직접적인 영향을 미치며, 낙상과 밀접한 관련을 한다고 밝혀짐에 따라 낙상 예방을 위한 하지의 움직임 개선과 하지 근력 강화를 통한 보행 훈련이 필요하다(Pijnappels, Bobbert, & van Dieen, 2005; Pijnappels, et al., 2008). 뇌졸중 환자는 보행능력이 저하되어 일상생활 삶의 질에 부정적인 영향을 미치게 되고, 사회로부터 복귀하는 데 있어서 큰 어려움을 갖게 된다(Dias et al., 2007). 편마비 환자의 약화한 다리 근력은 마비 측 발목의 압력 중심을 이동 시켜 안정성 한계 범위를 감소 시켜 균형 능력의 저 하를 유발하였고(Gray 등 2014). 걸음 주기에서 지면 반 발력의 발생을 저하해 장딴지근 근력을 감소시킨다고 하 였다(Wonsetler & Bowden, 2017). 김제호(2020)의 연구 에서 다리 활성도 향상을 위한 전신 진동운동을 통해 장딴 지근의 근활성도에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.

    뇌졸중 이후의 근력 약화, 손상된 선택적 운동 조절, 경직 및 고유 수용성 감각 이상 등은 정상적인 보행을 방 해하게 되어(Balaban & Tok, 2014), 분속수의 감소, 마비 측의 연장된 유 각기, 비 마비 측의 연장된 입각기, 보장의 비대칭성 등의 독특한 시공간 패턴이 나타나게 되며, 보 행속도 역시 영향을 받는다(Wang et al.,2020). Hensse 등(2001)은 노인들에게 트레드밀 보행훈련이 보행속도 및 분속수, 활보장, 양하지지지시간 및 마비 측의 앞정강근, 장딴지근, 가쪽넓은근, 넙다리곧은근, 넙다리두갈레근의 근활성도와 심박동수가 향상된다고 하였다.

    뇌졸중 환자에게 있어서 보행능력 회복은 중요한 재활 목표 중 하나이며, 일상생활을 독립적으로 생활 할 수 있 도록 보행능력을 향상하는 것에 목표를 두어야 한다(Van de port et al., 2006). 이전 연구에서는 장딴지 근력운동 이 보행속도 및 보폭 길이(Step length)를 증가시킨다 (Ng, S. S., & Hui-Chan, C. W. 2005). 또한 마비된 족관 절 굴곡근의 근력은 보행속도와 밀접한 관련이 있는 것으 로 나타났다 (Kim and Eng, 2003; Kluding and Gajewski, 2009; Olney, Griffin, and McBride, 1994). 근 의 활성도 분석은 보행의 변위나 근육의 기여도, 근육의 피로 정도, 병적인 상태를 파악할 수 있으며 정상적인 근 육 활성 패턴과의 차이를 분석하게 하여 치료나 움직임의 전략 및 손상을 예방하기 위한 정보를 제공하게 된다 (Friogo &Crenna, 2009). 장딴지 근력운동을 통해 장딴지 근의 활성도가 증가하는 것으로 나타났다(허연석, 2020). 이전 연구의 결과와 일치하였다. 뇌졸중으로 인한 편마비 환자들은 양쪽 다리에 체중을 비대칭적으로 부하하고 마 비 측으로 무게 중심을 이동하는 능력이 저하된다(박정 서, 2012).

    이처럼 본 연구에서 장딴지 근력 강화 후 이전 연구들 과 대부분 비슷한 결과를 보였다. 이는 본 연구 결과를 뒷받침해 줄 수 있다.

    본 연구 결과에 따르면 장딴지 근력운동이 편마비 환자 의 보폭 길이, 장애물 극복능력 및 근활성도에 가장 많은 영향을 미치게 된다. 따라서 장딴지 근력운동이 편마비 환자의 보폭 길이, 장애물 극복능력 및 근활성도를 증가 시키기 위해서는 장딴지 근력운동을 실시 되어야 할 것으 로 생각된다.

    하지만 본 연구에서는 몇 가지 제한점이 있으며, 이와 관련된 향후 연구에 대한 방향을 제시하고자 한다. 첫째, 대상자의 수가 적었고 병원에 입원 중인 편마비 환자들을 대상으로 실험을 진행하였기 때문에 모든 편마비 환자들 에게 일반화 시킬수 없었다. 둘째, 근활성도 측정이 장딴 지근에만 부착하여 더 높은 장애물 극복 시 필요한 무릎 굽힘근의 활성도를 측정하지 못하였다. 셋째, 보행분석기 의 무선신호가 와이파이나 전파상의 문제로 정확한 측정 하지 못하게 되어 준비 시간이 많이 들어 환자들에게 같은 환경을 만들어 줄 수 없었다. 향후 연구에서는 이와 같은 제한점을 잘 보완하여 더 많은 대상자를 대상으로 장딴지 근뿐만 아니라 넓다리 네갈래근 등 더 많은 하지의 근활성 도를 측정해보는 연구가 필요할 것으로 사료되며, 3차원 실시간 동작 분석기를 통하여 보행 및 장애물 극복 시 정 확한 동작의 연구도 필요할 것으로 사료된다.

    Ⅴ. 결 론

    본 연구는 장딴지 근력 운동이 편마비 환자의 보폭 길 이, 대칭성과 장애물 극복능력 및 근활성도를 비교해 보 고자 하였다. 연구결과 보폭 길이, 장애물 극복능력, 근 활성도 및 근력이 운동 후 더 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 장딴지 근력운동이 보폭 길이를 증가시키고, 장애 물 극복을 하고 근활성도 및 근력에 긍정적인 영향을 미치 게 되므로 편마비 환자들에게 장딴지 근력 운동을 지향해 야 하는 운동이라고 할 수 있다. 본 연구의 정보가 편마비 환자의 운동에 도움이 되기를 바라며, 이후에도 성인 편 마비 환자들에게 올바른 운동을 제시하는 연구들이 계속 이루어지길 기대해 본다.

    Figure

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    장딴지 근육 EMG 측정

    AOSPT-17-1-19_F2.gif

    TECH Commander Powertrack Ⅱ Dynamometer

    AOSPT-17-1-19_F3.gif

    Heel- raise exercise

    Table

    실험대상자 일반적 특성 (평균 ± 표준편차)

    Heel-raise exercise 전 · 후 의 종속변수 간 차이 비교(평균 ± 표준편차)

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