Ⅰ. 서 론

뇌졸중은 뇌혈관의 경색이나 출혈로 발생하는 신경학 적 질환으로, 대부분 균형과 보행 능력에 문제가 발생하 며, 이로 인해 낙상 위험도가 증가하면서 일상생활 활동 에 어려움을 초래하여 환자의 삶의 질을 크게 저하시킨다 (de Rooij et al., 2016;Ham & Lim, 2016). 균형은 신체의 안정성을 유지하는 능력을 의미하고, 보행은 보행 속도, 보폭 및 대칭성을 포함하는 이동 능력을 말하며, 이러한 기능의 상실은 뇌졸중 환자의 독립적 생활을 제한하는 주 요 요인으로 작용한다(Walker et al., 2000). 또한 뇌졸중 으로 인한 신체 기능 장애는 일상생활수행 능력과 높은 상관관계를 가지고 있다(Song et al., 2011). 이러한 뇌졸 중 환자의 기능 개선을 위해 최근에는 시각적 피드백을 이용한 목표 지향적 훈련 방법이 대두되고 있으며, 이는 뇌의 기능을 향상시키고 신체 기능을 효과적으로 개선할 수 있음을 보여주고 있다(Lee et al., 2015;Maratis & Asmirajanti, 2024).

시각적 피드백 훈련은 컴퓨터 화면, 거울, 또는 특수 장비를 통해 실시간 움직임 정보를 제공하여 올바른 자세 와 동작 패턴을 학습하는 물리치료 방법 중 하나이며, 환 자의 적극적 참여와 즉각적인 수정이 가능하다(Cheng et al., 2004;Pak & Lee, 2020). Kang (2003)은 시각적 피드 백 훈련이 운동 학습 동기 향상과 자기 주도적 훈련에 효 과적이라고 보고하였으며, Noh et al. (2019)과 Yeo et al. (2023)은 시각적 피드백 훈련은 감각 통합과 움직임 인식 을 통해 신경 가소성과 운동 학습 능력을 촉진하여 균형 능력과 보행 능력을 효율적으로 개선할 수 있다고 보고하 였다. 또한 최근에는 트레드밀 훈련(Shin & Chung, 2022), 앉은 자세 균형 훈련(Yeo et al., 2023), 실시간 비 디오 피드백(Cho & Lee, 2014) 등 다양한 형태의 훈련이 있으며. 이 중 실시간 피드백 훈련은 뇌졸중 환자의 기능 회복에 효율적인 치료 방법임이 입증되고 있다.

이처럼 시각적 피드백을 기반한 중재의 효과를 증명하 는 연구는 증가하고 있지만, 아직까지 중요한 연구 격차 가 존재한다. 특히 Srivastava et al. (2009)는 최적의 훈 련 강도, 빈도, 기간에 대한 목표 지향적인 프로토콜이 부 족하다고 보고하였으며, Hyun et al. (2021)은 다양한 시 각적 피드백 방법에 대한 연구도 제한적이라고 하였다. 또한 Okamura et al. (2024)은 환자의 발병 시기와 중증 도에 따른 효과 차이를 지적하였으며, Fong et al. (2021) 은 시각적 피드백이 신체 능력 회복을 향상시키는 신경생 리학적 기전에 대한 이해가 여전히 부족함을 보고하였다.

따라서 본 연구는 뇌졸중 환자의 균형 능력과 보행 능 력 향상을 목표로, 기존 연구에서 부족했던 훈련 강도, 빈 도를 반영하기 위해 선행연구에서 효과가 검증된 6주간의 중재 계획을 적용하여 개인 맞춤형 시각적 피드백 스텝 훈련 프로그램을 설계하였다. 이를 통해 뇌졸중 환자의 균형 및 보행 능력에 미치는 효과를 검증하고, 시각적 피 드백 기반 중재의 임상적 활용 가능성을 높이고, 물리치 료의 가치를 올리고자 한다.

Ⅱ. 연구 방법

1. 연구 대상자

본 연구는 M시 OO병원에서 6 주간 뇌졸중 진단을 받은 환자 30명을 대상으로 실시하였다. 표본 크기는 G^*Power 3.1.9.7 프로그램을 사용하여 산출하였으며, F 검정의 ANCOVA 고정 효과, 주 효과, 상호작용 옵션에서 유의수 준 .05, 검정력 .80, 효과 크기 .57로 설정하고, 두 그룹과 한 개의 공변량을 고려하여 계산한 결과, 필요한 최소 표 본 크기는 27명으로 산출되었다. 중도 탈락자를 고려하여 총 30명의 대상자를 모집하였다. 연구 대상자의 선정 기 준은 다음과 같다. 뇌졸중 발병 후 6개월 이상 경과한 자, 보조 도구의 사용 유무와 관계없이 14m 이상 독립 보행이 가능한 자, 시각적 피드백을 인지하고 반응할 수 있는 자, 연구 참여에 자발적으로 동의한 자로 하였으며, 제외 기 준은 뇌졸중 외 균형에 영향을 미치는 신경학적 질환이 있는 자, 시각 및 전정기관에 장애가 있는 자, 심각한 심폐 질환이 있는 자로 하였다. 대상자들은 무작위 배정 소프 트웨어를 사용하여 실험군과 대조군으로 15명씩 무작위 배정하였다. 실험군은 시각적 피드백 기반 스텝 훈련과 일반적인 물리치료를 병행하였으며, 대조군은 일반적인 물리치료만 중재하였다. 일반적인 특성은 다음과 같다 (Table 1).

2. 측정도구 및 실험도구

1) 버그 균형 척도(Berg Balance Scale, BBS)

BBS는 노인의 균형 능력과 낙상 위험을 평가하는 대표 적인 측정 도구로써, 정적 균형 능력부터 동적 균형 능력 까지 점진적으로 난이도가 증가하는 14개의 항목으로 구 성되어 있다. 각 항목은 0점(수행 불가능)부터 4점(독립적 수행 가능)까지의 5점 척도로 평가되며 총점은 56점이다. 평가는 약 20분이 소요되며, 일상생활과 유사한 과제들로 구성되어 있어 반복적인 평가에 적합하고, 급성기 뇌졸중 환자에게도 적용이 가능한 장점이 있다(Berg et al., 1995;Joa, 2024). 총점에 따른 기능 수준은 0-20점은 보조 도 구를 사용한 보행, 21-40점은 보조를 받는 보행, 41-56점 은 독립적 보행이 가능한 것으로 분류되며(Elliott, 1997), 낙상 위험도는 41-56점은 낮은 위험, 21-40점은 중등도 위험, 0-20점은 높은 위험을 나타낸다(Lima et al., 2018). BBS는 뇌졸중 환자를 대상으로 한 연구에서 Cronbach's alpha 계수가 0.97로 높은 신뢰도를 보였으며(Berg et al., 1995), 한국어 버전 또한 타당도와 신뢰도가 검증되었 다(Jung et al., 2006). 뇌졸중 환자의 경우 균형 능력 향 상의 최소 임상적 중요한 차이(minimal clinically important difference, MCID)는 13.5점으로 보고되고 있으며, 이는 뇌졸중 환자의 균형 능력 변화를 임상적으로 감지할 수 있음을 나타낸다(Song et al., 2018).

2) 일어나 걸어가기 검사(Timed Up & Go, TUG)

TUG는 노인의 이동능력, 균형 및 운동 능력을 평가하 기 위해 개발되었으며, 최근에는 뇌졸중, 파킨슨, 관절염 환자의 동적 균형과 운동성을 평가하는 도구로 사용되고 있다(da Silva et al., 2017). 이 검사는 대상자가 등받이가 있는 의자에 앉은 상태에서 시작하며, 일어난 후 3m 거리 의 지점을 돌아와 다시 앉는데 까지의 소요 시간을 측정한 다(Podsiadlo & Richardson, 1991). 측정은 1회 연습 후 3회 실시하여 평균값을 산출하였다. 또한 본 측정 도구는 장애물을 회피하는 보행 능력을 짧은 시간에 평가할 수 있는 장점이 있다. 측정 결과는 10초 미만은 독립적 보행 이 가능한 수준, 20초 미만은 약간의 도움이 필요한 수준, 30초 이상이면 상당한 도움이 필요한 수준으로 분류된다. 이 평가 도구는 측정자 내 신뢰도 0.99, 측정자 간 신뢰도 가 0.98로 높으며, 뇌졸중 환자를 대상으로 한 검사-재검 사 신뢰도 또한 0.95로 높은 신뢰성을 보여 임상에서 유용 하게 활용되고 있다(Ng & Hui-Chan, 2005: Podsiadlo & Richardson, 1991).

3) 10m 보행 검사(10m walking test, 10MWT)

10MWT는 주로 신경학적 장애를 가진 환자들의 보행 속도를 평가하는 신뢰성 있는 측정 도구이다. 검사는 총 14m의 직선 보행로를 설정하여 시행하였으며, 가속과 감 속 구간을 고려하여 시작과 끝 지점에서 각각 2m를 제외 한 중간 10m 구간의 보행 시간을 측정하였다(Suzuki et al., 1999). 보행로는 편평한 지면에 폭 10cm의 테이프를 이용하여 표시하였다. 측정은 초시계를 사용하였으며, 총 3회 측정 후 평균값을 측정값으로 하였다. 이 평가 도구는 뇌졸중 환자를 대상으로 한 연구에서 평가 내 신뢰도 0.95-0.99, 평가 간 신뢰도 0.87-0.88로 높은 신뢰성을 보이는 것으로 보고되고 있다(Green et al., 2002).

3. 실험절차

본 연구에서 실험군(experimental group, EG)은 일반 적인 물리치료와 시각적 피드백 기반 스텝 훈련을 각각 30분씩 중재하였으며, 대조군(control group, CG)은 일반 적인 물리치료를 하루 30분씩 2회 중재하였다.

1) 시각적 피드백 기반 스텝 훈련

본 훈련은 균형 및 인지 훈련 시스템(Dividat Senso, Dividat AG, 스위스)를 사용하여 진행하였다(Figure 1). 본 장비는 대상자의 체중 이동과 신체 움직임을 감지하여 기록하며, 시각, 청각 및 촉각적 피드백을 실시간으로 제 공하였다. 이 시스템은 인지 기능과 신체 기능의 향상을 목적으로 설계되었다(Büttiker et al., 2024). 대상자는 5 개의 압력 감지 플레이트가 설체된 플랫폼에서 앞, 뒤, 좌, 우 방향으로 체중을 이동하거나 스텝 동작을 수행하 며 게임 과제를 진행하였다. 게임은 색상 매칭 게임과 방 향성 스텝 매칭 게임 등의 과제로 구성되어 있다(Jäggi et al., 2023;Altorfer et al., 2021). 대상자는 게임 수행 과 정 중 체중 이동과 스텝 동작을 통해 균형을 유지하며, 목표물에 대한 신속한 반응, 균형 능력 및 민첩성을 훈련 하였다(Büttiker et al., 2024;Swinnen et al., 2021). 모 든 대상자는 각 게임을 중재 후 휴식을 취하였으며, 훈련 의 효율성을 위해 개별 훈련 계획이 시스템에 저장되었 고, 대상자의 수준에 따라 난이도가 자동으로 조절되었다 (Altorfer et al., 2021). 또한 치료사는 대상자의 게임 수 행 능력과 난이도에 대한 피드백을 반영하여 훈련 계획을 조정하였다(Park, 2012;Seidler et al., 2010).

Figure 1

Dividat Senso, Dividat AG, 스위스

2) 일반적인 물리치료

일반적인 물리치료는 전문 물리치료사에 의해 다음과 같이 진행되었다. 첫째, 하지의 주요 관절(엉덩관절, 무릎 관절, 발목관절)에 대한 관절 가동 운동과 스트레칭을 실 시하였다. 둘째, 근활성도 증진과 체중 이동 훈련을 위해 앉았다 일어서기 운동을 수행하였다. 셋째, 균형 능력 향 상을 위해 마비측으로 체중 이동 후 자세 유지와 한발 서 기 훈련을 실시하였다. 넷째, 환자의 장애 수준에 따라 보 조 도구를 사용한 독립적 평지 보행 훈련을 진행하였다 (Gonzalez et al., 2023;Wang & Huang, 2024).

4. 자료분석

본 연구에서 수집된 자료는 SPSS version 27.0 for Windows 통계 프로그램을 이용하여 분석하였다. 연구대 상자의 일반적인 특성에 대한 동질성을 확인하기 위해 Levene's의 등분산 검정(Levene’s test)을 실시하였으며, 검사결과 등분산이 성립된 변수는 독립표본 t-검정 (independent t-test)을 통해 두 집단 간의 동질성을 확인 하였다. 각 집단의 정규성 검정은 Shapiro-Wilk 검정을 시행하였으며, 집단 내 균형 및 보행 능력을 비교 분석하 기 위해 대응표본 t-검정(paired t-test)을 시행하였다. 두 집단 간의 균형 및 보행 능력을 비교 분석하기 위해 공분산 분석(ANCOVA)을 실시하였으며, ANCOVA 분석 시 각 변수의 사전측정값을 공변량으로 설정하여 실험군 과 대조군 간 차이를 분석하였다. 통계학적 유의 수준은 α= .05로 하였다(Table 1).

Ⅲ. 연구 결과

1. 집단 내 중재에 따른 비교

버그 균형 척도(BBS) 측정 결과, 실험군은 중재 전 평균 37.13±4.95점에서 중재 후 42.07±5.75점으로 균형 능력 이 유의미하게 향상되었다(p<.01). 대조군은 중재 전 37.20±4.45점에서 중재 후 38.67±5.04점으로 유의 미한 향상을 보였다(p<.05). 일어나 걸어가기 검사(TUG) 결과, 실험군은 중재 전 27.13±5.04 sec에서 중재 후 23.80±4.79 sec로 유의미한 감소를 보였다(p<.01). 대조 군은 중재 전 28.87±5.95 sec에서 27.80±5.40 sec로 유 의미하게 감소하였다(p<.01). 10미터 보행 검사(10MWT) 결과, 실험군은 중재 전 30.53±4.85 sec에서 중재 후 27.20±3.38 sec로 유의미하게 감소되었다(p<.01). 대조 군은 중재 전 29.73±4.27 sec에서 중재 후 28.67±4.49 sec로 유의미하게 감소하였다(p<.05)(Table 2).

2. 집단 간 중재에 따른 비교

버그 균형 척도(BBS) 측정 결과, 실험군은 중재 후 42.07±5.75점으로, 대조군의 38.67±5.04점보다 유의미 하게 높은 향상을 보였다(p<.05). 일어나 걸어가기 검사 (TUG) 결과, 실험군은 중재 후 23.80±4.79 sec로, 대조 군의 27.80±5.40 sec에 비해 유의미하게 더 큰 개선을 보였다(p<.05). 10미터 보행 검사(10MWT) 결과, 실험군 은 중재 후 27.20±3.38 sec로, 대조군의 28.67±4.49 sec 보다 유의미하게 더 큰 개선을 보였다(p<.05)(Table 3).

Ⅳ. 고 찰

본 연구는 시각적 피드백 기반 스텝 훈련이 뇌졸중 환 자의 균형과 보행 능력에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서 집단 내 비교 결과, 실험군과 대조군은 모든 항 목에서 통계적으로 유의미한 개선을 보였다. 집단 간 비 교 결과, 실험군이 모든 측정 항목에서 대조군보다 통계 적으로 유의미한 개선을 보였다. 구체적으로 균형 능력을 평가하는 BBS에서 실험군이 대조군보다 높은 점수를 기 록하였고, 이동성을 평가하는 TUG에서는 실험군이 대조 군보다 빠른 수행 시간을 보였으며, 보행 능력을 평가하 는 10MWT에서도 실험군이 대조군보다 향상된 결과를 보 였다.

이러한 결과는 국제적으로 수행된 시각적 피드백 연구 들의 결과와 일치하며, 일부 측면에서는 더 포괄적인 개 선을 보여주었다. Yeo et al.(2023)의 연구에서는 4주 동 안 시각적 피드백 기반 균형 훈련 후 BBS 평균 점수가 향상되었고, TUG는 시간이 단축 되었다고 보고하였으며, 이는 본 연구와 유사한 결과이다. Lee et al.(2015)은 시각 적 피드백 기반 훈련이 중심 이동과 보행 속도 개선에 효 과적임을 보여주었으며, 특히 10MWT 결과에서 보행 속 도가 향상됨을 확인하였다. 또한 Pak & Lee(2020)는 시각 적 자극과 신경근 촉진 원리에 기반한 훈련이 균형 능력과 보행 능력에 효과적이라고 보고하였는데, 본 연구는 이와 동등하거나 더 높은 수준의 개선을 보였다.

이러한 결과의 신경생리학적 기전은 시각적 피드백이 감각통합과 운동 계획 능력을 향상시키는 과정으로 설명 될 수 있다. Ji et al.(2011)의 연구에서는 거울을 이용한 시각적 피드백 훈련이 발 압력 분포, 신체 동요, 균형 척도 점수를 유의미하게 향상시켰으며, 이는 시각적 정보가 신 체감각 정보와 통합되어 자세 조절 능력을 개선시킨다는 것을 시사한다. 또한 Noh et al. (2019)은 3차원 균형 훈련 에서 시각적 피드백의 활용은 아급성기 뇌졸중 환자의 균 형, 보행 및 자신감 향상에 효율적임을 보고하였다. 또한 본 연구에서 주목할 만한 점은 균형 능력과 보행 능력 측 면에서 모두 유의미한 개선이 나타났다는 것이다. Shin & Chung, (2022)의 연구에서는 시각적 피드백이 균형능 력에만 효과적이었던 반면, 본 연구에서는 균형 능력과 보행 능력까지 포괄적인 개선을 보였다. 이는 본 연구에 서 적용한 스텝 훈련이 다양한 기능적 과제를 포함하고 있었기 때문이라고 판단된다. Cheng et al.(2004)은 3차 원 움직임에서의 시각적 피드백 훈련이 다양한 방향의 체 중 이동과 자세 조절을 가능하게 하여 기능적 균형 능력 향상에 중요한 역할을 한다고 강조하였으며, 이는 본 연 구의 결과를 뒷받침한다.

본 연구는 다음과 같은 측면에서 중요한 의의를 가진 다. 첫째, 시각적 피드백 기반 스텝 훈련이 균형과 보행 능력 모두에서 유의미한 개선을 가져온다는 것을 표준화 된 데이터를 통해 입증하였다. 둘째, 무작위 대조군 설계 와 표준화된 평가 도구를 사용하여 중재 효과의 과학적 근거를 제시하였다. 셋째, 기존 연구들이 주로 단일 기능 에 초점을 맞춘 것과 달리, 본 연구는 균형과 보행의 통합 적 개선 가능성을 보여주었다. 넷째, 임상 현장에서 즉시 적용 가능한 구체적인 중재 프로토콜을 제시하였다는 점 에서 실용적 가치가 있다. 더불어, 본 연구에서 제시한 시 각적 피드백 기반 스텝 훈련은 건강 측면에서도 주목할 만한 가치가 있다. 상대적으로 짧은 기간에 효과적인 개 선을 보였다는 점에서 입원 기간 단축과 의료 비용 절감에 기여할 수 있으며, 환자의 조기 사회 복귀를 촉진할 수 있다. 또한 집단 치료 형태로의 적용 가능성이 있어 의료 자원의 효율적 활용을 도모할 수 있다.

그러나 본 연구는 다음과 같은 명확한 한계를 가진다. 첫째, 6주의 중재 기간은 신경학적 회복의 장기 효과를 검증하기에 불충분하다. 둘째, 일상생활 수행 능력과 삶의 질과 같은 기능적 결과 변수를 포함하지 못해 중재의 실질 적 효과를 완전히 파악하지 못했다. 셋째, 환자의 손상 정 도, 발병 후 기간, 인지 기능 수준 등 개별적 특성이 결과에 미치는 영향을 분석하지 못해 맞춤형 중재 방안을 제시하 는 데 제한이 있다. 넷째, 단일 기관에서 수행된 연구로 결과의 일반화에 한계가 있다. 이러한 제한점을 보완하기 위해 12주 이상의 중재를 통한 효과 변화 추적, 수정된 바델 지수나 기능적 독립성 측정과 같은 일상생활 수행 능력 평가를 통한 실용적 가치 검증, 뇌졸중 중증도별 하 위그룹 분석을 통한 환자 특성별 효과 규명이 필요하다.

따라서 본 연구는 시각적 피드백 기반 스텝 훈련이 뇌 졸중 재활의 새로운 이론적 틀을 제시할 수 있음을 보여준 다. 특히 환자 중심의 능동적 참여를 유도하고, 객관적인 피드백을 통한 동기 부여가 가능하다는 점에서, 기존의 일반적인 물리치료 방법을 보완하고 발전시킬 수 있는 혁 신적인 접근법으로 기대된다. 향후 더욱 체계적이고 개별 화된 절차를 통해, 전 세계적으로 표준화된 뇌졸중 재활 프로그램으로 발전할 수 있을 것이다.

Ⅴ. 결 론

본 연구는 시각적 피드백 기반 스텝 훈련이 뇌졸중 환 자의 균형과 보행 능력 향상에 효과적임을 확인하였다. 실험군은 대조군과 비교하여 정적 및 동적 균형, 보행 능 력에서 유의미한 개선을 보였으며, 이는 시각적 피드백을 통한 감각 통합과 운동 학습 촉진의 결과로 해석된다. 본 연구는 체계적인 평가 도구와 통제된 실험 설계를 통해 신뢰성을 확보하였으나, 중재 기간이 짧고 장기 효과를 검증하지 못한 제한점이 있다. 향후 연구에서는 장기적 효과와 환자 특성에 따른 맞춤형 프로토콜 개발이 필요할 것이다. 결론적으로, 시각적 피드백 기반 스텝 훈련은 뇌 졸중 환자의 효과적인 중재 방법으로, 임상 현장에서의 적극적인 활용이 권장된다.