아급성 뇌졸중 환자의 상지 기능 및 피질척수 흥분성을 위한 전신 수직 진동과 기존 재활

요약

이 무작위 대조 시험은 전신 수직진동(WBVV)과 기존 재활요법이 아급성 뇌졸중 환자에서 상지 운동 기능과 피질척수 요로 흥분성에 미치는 영향을 조사하고, 잠재적 신경생리학적 기전을 탐구하는 것을 목표로 했습니다.

초록

뇌졸중은 종종 상지 장애를 초래합니다. 많은 환자가 독립적으로 보행을 회복했지만, 상지 기능 회복은 아직 완전하지 않아 일상생활 활동(ADL)을 제한하고 삶의 질을 저하시킵니다. 상지 재활 전략 최적화는 뇌졸중 치료에서 여전히 큰 도전 과제입니다. 이 논문은 점진적 WBVV 훈련이 아급성 뇌졸중 환자에서 상지 기능과 피질척수 흥분성에 미치는 영향을 조사하는 무작위 대조 시험 프로토콜을 제시합니다. 48명의 아급성 뇌졸중 환자가 실험군(n = 24명)과 대조군(n = 24명)에 배정됩니다. 대조군은 전통적인 재활 교육을 받고, 실험 그룹은 추가적인 점진적 WBVV 훈련을 받습니다. 이 중재는 시행이 용이하고, 에너지 소비가 적으며, 아급성 뇌졸중 환자에게 유리한 내약성을 제공합니다. WBVV 프로토콜은 4주에 걸쳐 주파수와 진폭을 조절하며 점차 강화됩니다. 4주간의 개입 후 두 그룹 모두 상지 기능, ADL 능력 및 신경생리학적 지표에서 유의한 개선을 보였습니다(p < 0.05). 실험군은 상지 부글-마이어 평가(FMA-UE), 늑대 운동 기능 검사(WMFT), 수정 바르텔 지수(MBI) 점수에서 대조군에 비해 유의하게 더 나은 결과를 보였으며(p < 0.05). 두 그룹 모두 운동 지연 가능성이 짧고 피크 투 피크 진폭이 증가했으나, 신경생리학적 측정에서는 그룹 간 유의미한 차이가 발견되지 않았습니다(p > 0.05). 이 결과는 WBVV와 기존 재활을 병행하면 아급성 뇌졸중 환자에서 상지 기능 회복과 ADL 수행을 효과적으로 촉진할 수 있음을 시사합니다. 피질척수 흥분성에 미치는 영향을 검증하기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.

서론

뇌졸중은 전 세계적으로 장애와 사망의 주요 원인 중^{하나입니다.} 중국에서는 인구 고령화와 생활 방식 변화로 인해 뇌졸중 발생률과 유병률이 지속적으로 증가하고 있으며, 특히 젊은 성인들에게 미치는 영향이 커지고 있습니다². 뇌졸중 생존자의 약 80%가 상지 기능 장애를 경험하며, 이는 일상 생활 활동(ADL) 수행을 심각하게 제한하고, 삶의 질을 저하시키며, 가족과 사회 모두에 상당한 부담을 안깁니다. 상지 기능 회복은 여전히 중요한 연구 우선순위이자 주요 임상적 과제입니다. 따라서 상지 기능을 개선하기 위한 안전하고 효과적인 개입 개발은 현재 재활 연구의 핵심 초점입니다.

WBVV는 스포츠 의학 분야에 처음 적용^{되었으며, 뇌}졸중 환자를 위한 보조 재활 중재로 널리 채택되었습니다 ^5,6. 이전 연구들은 WBVV가 특히 노인과 임상 재활 환자(예: 뇌졸중 환자 및 심장 이식 환자)에서 근육 강도, 폭발력, 골밀도 ^7,8을 유의미하게 향상시키는 것으로 입증되었습니다. 이 치료법의 치료 기전은 수직 기계적 자극을 통해 근 고유수용기를 활성화하고 중추신경계의 흥분성을 조절하는 것으로 여겨집니다.

뇌졸중 재활에서 WBVV는 균형과 하지의 운동 기능 개선에 효과적임이 입증되었습니다⁹; 그러나 상지 재활에 미치는 영향에 대한 연구는 여전히 제한적입니다. 현재 확립된 상지 재활 전략은 여전히 실질적인 한계를 가지고 있습니다. 과제 지향 훈련¹⁰ 은 충분한 능동적 운동 조절을 요구하며, 이는 중증 장애 환자에게는 종종 어렵습니다. 제약 유도 운동 치료(CIMT)¹¹ 은 영향을 받은 사지의 집중 사용을 요구하며, 아급성¹²기 동안 피로와 낮은 순응도를 자주 초래합니다. 로봇 보조 치료는 정밀한 훈련을 가능하게 하지만 높은 비용과 제한된 접근성으로 인해 제한됩니다¹³. 반면, 전신 진동(WBV)은 지속적인 자발적 노력 없이 고유수용감각 입력¹⁴ 를^{제공합니다.} 비용 효율적이고 내약성이 좋으며 일상 임상 치료에 통합하기 쉬워¹⁶번 뇌졸중 후 상지 회복을 위한 유망한 보조 요법으로 활용됩니다.

진동 주파수와 진폭이 점진적으로 증가하는 점진적 WBVV 프로토콜은 고정 매개변수 중재와 관련된 신경 습관화 위험을 줄이면서 통제된 감각운동 자극을 제공하도록 설계되었습니다¹⁷. 본 연구에서 사용된 매개변수(5–25 Hz; 1–8 mm)는 신경학적 집단에서 안전성과 내약성을 확인한 이전 임상 연구를 바탕으로 선정되었으며, 고유수용감각 경로를 활성화하기 위한 적절한 기계적 자극을 제공했습니다¹⁸. 뇌졸중 관련 상지 장애는 피질척수 손상과 신경 흥분성 감소와 밀접한 관련이 있습니다¹⁹. 운동 유도 전위(MEP)는 피질척수 기능 평가에 신뢰할 수 있는 도구를 제공하지만^{, 4,20–23}. WBVV가 상지 회복을 개선하는 정확한 메커니즘은 아직 잘 알려져 있지 않아 기존 문헌에 상당한 공백이 남아 있습니다^24,25.

따라서 이 무작위 대조 시험은 아급성 뇌졸중 환자에서 진행성 WBVV가 상지 운동 기능과 피질척수로 흥분성에 미치는 영향을 조사하기 위해 설계되었습니다. 이 프로토콜은 WBVV와 기존 재활을 결합했을 때 상지 운동 기능과 ADL 수행에 미치는 효과를 기존 재활 단독과 비교하여 평가합니다. 또한 MEP 잠복, 진폭, 운동 역치를 측정하여 피질척수 흥분성 변화를 평가하고, 기능적 결과와 이러한 신경생리학적 매개변수 간의 관계를 조사합니다.

프로토콜

쉬저우 의과대학 윤리위원회(승인 번호: XYFY2024KL31601)로부터 윤리 승인을 받았으며, 등록 전 모든 참가자로부터 서면 동의를 받았습니다. 이 임상시험은 중국 임상시험 등록부(등록 번호: ChiCTR2500097167)에 전향적으로 등록되었습니다. 2024년 1월부터 2025년 1월까지 쉬저우 의과대학 부속 병원 재활의학과에서 뇌졸중 진단을 받은 48명의 입원 환자가 모집되었습니다.

1. 참가자 포함 및 제외 기준

1. 포함 기준: 다음 기준을 충족하는 환자를 포함합니다: 세계보건기구(WHO) 기준에 따라 진단된 컴퓨터 단층촬영(CT) 또는 자기공명영상(MRI)으로 최초로 확인된 뇌졸중(허혈성 뇌졸중 또는 뇌출혈 포함); 임상적으로 안정된 상태; 질병 지속 기간은 10일에서 6개월까지; 연령은 35세에서 80세 사이이며; 상지 브룬스트롬 단계 II 이상; 2등급 이상 앉아 있음; 미니 정신 상태 검사(MMSE) 점수 ≥ 26점; 어깨 통증의 경우 시각 아날로그 척도(VAS) 점수 = 0; 그리고 4주간의 교육 및 평가를 자발적으로 완료하려는 의지가 있습니다.
2. 제외 기준: 중증 심혈관 또는 뇌혈관 질환, 골관절염, 말초신경 손상 환자 제외; 경두개자기 자극(TMS)에 금기증이 있는 환자; 진동에 불내성이 있거나 기립성 저혈압을 가진 환자; 그리고 연구에 참여하기를 원하지 않는 사람들입니다.

2. 연구 설계

1. 전향적, 단일 기관, 무작위, 평가자 블라인드 대조시험을 설계합니다. 모든 결과 평가자와 통계 분석가가 참가자 집단 배정에 대해 완전히 눈을 채지 못하도록 하고, 모든 통계 분석 완료 전까지 눈가림을 유지하여 결과 평가의 주관적 편향을 최소화합니다.
2. 주요 결과(FMA-UE)를 기반으로 양측 α 0.05, 제곱 0.80, 예비 및 출판된 데이터에서 얻은 효과 크기를 사용하여 표본 크기 계산을 수행합니다. 총 필요한 표본 크기는 48명입니다.
3. 독립 통계학자가 무작위 수열을 생성하세요. 할당 은폐를 위해 순차적으로 번호가 매겨지고 불투명하며 밀봉되고 변조 방지 봉투를 사용하세요. 기저선 평가 후 48명의 적격 환자를 1:1 비율로 실험군(n=24)과 대조군(n=24)에 무작위로 배정합니다(그림 1).

3. 기초 평가

무작위 배정 전에 무작위 배정 전에 최소 5년 이상의 임상 경험과 표준화된 교육(FMA-UE, MBI, WMFT, MEP 포함)을 가진 한 명의 재활 치료사가 모든 기초 평가를 수행하십시오.

1. FMA-UE
   1. 어깨, 팔꿈치, 원위 관절 운동을 평가하는 33가지 항목으로 구성된 FMA-UE를 시행합니다. FMA-UE는 뇌졸중 후 상지 운동 회복 평가에 널리 인정받고 있으며, 높은 신뢰성(ICC = 0.96–0.99)과 강력한 타당성을 보여줍니다. ²⁶
   2. 각 문항을 0점에서 2점까지 채점하며, 점수가 높을수록 운동 기능이 더 좋아졌음을 나타냅니다. 참가자에게 각 표준화된 동작을 수행하도록 지시하고 과제 완료에 따라 점수를 매깁니다.
2. MBI
   1. MBI를 실시하여 일상생활 항목 10개 활동을 평가하고, 총 점수는 100점입니다. 점수가 높을수록 더 큰 독립성을 의미합니다. MBI는 뇌졸중 재활 집단에서 높은 신뢰도(ICC = 0.90–0.95)와 강한 타당도를 보입니다²⁷.
   2. 참가자의 기능적 독립성을 평가하고 실제 과제 수행 상황을 기준으로 점수를 매깁니다.
3. WMFT
   1. WMFT를 시행하는데, 여기에는 15개의 과제가 포함되어 있습니다: 0–6문항은 단순 동작을 평가하고, 7–15문항은 복잡한 움직임을 평가합니다. WMFT는 뇌졸중 재활에서 우수한 신뢰성(ICC = 0.88–0.97)과 강한 개념 타당성을 보여줍니다²⁸.
   2. 참가자에게 각 과제를 빠르고 정확하게 완료하도록 지시하며, 시간과 움직임의 질에 따라 점수를 매깁니다.
4. 모터 유도 전위(MEP) 기록
   1. 손상되지 않은 회외음 암초근(APB)에서 운동 전위²⁹ 가 기록적으로 유도되었다. 70mm 8자 코일이 달린 경두개암 자기 자극기를 사용하세요.
   2. 활성 전극이 있는 표면 EMG 전극을 영향을 받지 않은 APB 근육의 배에, 기준 전극은 영향을 받지 않은 엄지의 원위부에, 접지 전극은 영향을 받지 않은 손목 등쪽에 배치합니다.
   3. 국제 10–20 뇌파도(EEG) 시스템에 따라 영향을 받지 않은 1차 운동 피질(C3/C4) 위에 코일을 위치시키고, 손잡이는 중앙선을 향해 45° 뒤쪽을 향해 있어 모터 핫스팟을 식별합니다.
   4. 휴식 운동 역치(RMT)를 5회 연속 자극 중 최소 3회 연속 자극에서 ≥50 μV의 MEP를 유발할 수 있는 가장 낮은 자극 강도로 정의합니다. 자극 강도를 RMT의 120%로 설정하세요.
   5. 20 Hz–2 kHz 필터 신호와 100ms 분석 창을 사용합니다. 8개에서 10개의 자극을 ≥3초 간격으로 전달하고, 평균 5회의 아티팩트 없는 실험을 진행하세요.
   6. 잠복 시간을 자극이 시작된 시점부터 첫 번째 양의 피크까지의 시간으로 정의하자. 진폭을 피크 투 피크 값으로 정의하세요.

4. 개입 프로토콜

1. 대조군: 일반 재활
   1. 근거 기반 뇌졸중 재활 지침에 따라 기존 재활을 시행합니다³⁰.
   2. 연구 시작 전에 최소 5년 이상의 임상 경험과 통합된 표준화된 교육을 받은 면허가 있는 재활 치료사가 모든 치료를 제공합니다.
   3. 각 치료 세션에 다음 구성 요소를 포함하세요:
      1. 건강 교육: 첫 세션에서 약 20분 동안 뇌졸중 재활 지식, 안전 수칙, 자기 관리 지침을 다루는 한 번의 세션을 진행하세요.
      2. 작업치료: 세션당 20분씩 시행합니다. 페그 배치, 롤러 훈련, 나사 돌리기, 집기와 클램핑, 링 쌓기 작업 등 개별 기능 수준에 따라 작업 난이도를 조절할 수 있습니다.
      3. 일상생활 활동(ADL) 훈련: 한 세션당 10분씩 수행하며, 옷 입기, 먹이기, 목욕, 그루밍 훈련을 포함합니다.
      4. 물리치료: 어깨, 팔꿈치, 손목, 손, 엉덩이, 무릎, 발목 관절에 대한 수동적 가동 범위 운동을 수행합니다. 관절당 2세트 동안 5–10회 반복하세요. 근육 긴장도와 운동 회복 단계에 따라 Bobath³¹ 과 Brunnstrom³² 를 포함한 신경근 촉진 기법을 10분씩 세션당 적용하세요. 이 기법들은 비정상적인 근육 긴장을 줄이고 정상적인 사지 움직임을 유도하며, 환자의 운동 회복 단계에 기반한 단계별 훈련 전략을 사용합니다.
      5. 기존 침술 치료: 중국중의학회가 발행한 뇌졸중 후 재활을 위한 표준화된 침술 프로토콜에 따라 한 세션당 30분씩 시행합니다.
   4. 주 6일, 4주 연속 치료를 투여하세요
2. 실험 그룹
   1. 대조군에 대해 설명한 것과 동일한 기존 재활 프로토콜을 제공하세요. 수직 진동 플랫폼을 이용한 WBVV 훈련 추가도
   2. 일반 훈련 프로토콜
      1. 각 WBVV 세션을 주 6일, 하루 15분씩, 4주 연속으로 진행하세요.
      2. 모든 세션은 표준화된 교육과 최소 5년 이상의 임상 경험을 갖춘 치료사가 진행합니다.
   3. 장비 설치, 보정 및 매개변수 설정
      1. 연구 전에 진동 플랫폼을 안정적이고 미끄럼 방지 표면에 설치하고 수평 위치를 확보하도록 조정하세요.
      2. 각 세션 시작 시 주파수, 진폭, 타이머, 비상 정지 기능을 확인하세요.
      3. 보정된 주파수-진폭계를 사용해 매개변수 정확도를 검증하세요.
      4. 정해진 휴식 시간 없이 15분간 연속 진동을 투여하세요.
      5. 심한 피로나 불편함이 나타나면 일시적으로 진동을 중단하고, 증상이 가라앉으면 다시 진동을 재개하세요.
      6. 각 세션 시작 시 미리 정해진 주간 범위에 따라 주파수와 진폭을 설정하세요.
      7. 각 음역대의 하단부터 시작해 개인의 내성과 운동 조절에 따라 점차 증가시키세요.
      8. 한 번 설정되면 세션 내내 고정된 매개변수를 유지하세요.
   4. 자세 제어
      1. 참가자를 진동 플랫폼 앞에 앉아 발을 어깨 너비로 벌리고 몸통을 약간 앞으로 내밀게 합니다(그림 2).
      2. 영향을 받은 상지를 플랫폼 위에 직접 올려놓으세요 (그림 3). 어깨를 30°–45° 굽힘으로 위치시키고 가벼운 외전을 가하세요.
      3. 뼈 접촉을 피하기 위해 팔꿈치를 약 5° 굽힘 상태로 유지하세요. 손목을 15°–20° 배굴 상태로 유지하세요. 손가락을 펴서 균일한 체중 지지를 가능하게 하세요.
      4. 세션 내내 영향을 받은 팔다리로 능동적 체중 부하를 유지하도록 지도하세요.
      5. 트렁크 보상을 최소화하세요. 팔다리 정렬과 몸통 위치를 지속적으로 모니터링하세요. 자세를 유지하기 위해 필요한 최소한의 지원만 제공하세요.
   5. 주간 진행 프로토콜
      1. 1주차: 주파수를 5–10 Hz, 진폭을 1–2 mm로 설정. 영향을 받은 팔꿈치를 지지하고 영향을 받은 상지를 플랫폼 위에 올려놓으세요. 지속적인 체중 부하 유지.
      2. 2주차: 주파수를 10–15 Hz, 진폭을 2–4 mm로 설정. 팔꿈치는 5° 굽힘, 손목은 15°–20° 배굴 상태로 유지하세요. 영향을 받은 상지를 지지대 없이 플랫폼 위에 올려놓으세요. 지속적인 체중 부하 유지. 필요에 따라 말이나 가벼운 촉각 신호를 제공하세요.
      3. 3주차: 주파수를 15–20 Hz, 진폭을 4–6 mm로 설정. 2주차와 같은 팔다리 위치를 유지하세요. 지지 없이 지속적인 체중 부하 상태를 유지하세요. 영향을 받지 않은 손으로 5분간 페그보드에서 페그를 차례로 들어 올립니다. 영향을 받지 않은 손으로 플랫폼에서 5분간 앞뒤로 볼 컨트롤을 수행합니다 (그림 4). 몸통 정렬과 상지 지지 상태를 지속적으로 모니터링하세요.
      4. 4주차: 주파수를 20–25 Hz, 진폭을 6–8 mm로 설정. 완전히 서지 않고 부분적으로 앉아서 서 서기 훈련을 하세요. 영향을 받은 상지를 통해 지속적인 체중 지지를 유지하세요(그림 5). 안전을 위해 치료사가 가까이 있도록 하세요.

5. 안전 모니터링 및 부작용 관리

1. 각 세션 전에 혈압과 심박수 등 활력 징후를 모니터링하세요(혈압 < 140/90 mmHg; 심박수 60–100 bpm).
2. 어지러움, 메스꺼움, 가슴 불편함, 과도한 발한, 심한 통증, 근육 경련, 비자발적 떨림 또는 자세 불안정이 나타나면 즉시 훈련을 중단하십시오.
3. 발병 시기, 증상, 지속 기간, 개입 내용을 포함한 모든 이상반응을 기록합니다. 증상이 계속되거나 심해지면 즉시 주치의에게 알리세요.
4. 참가자를 등을 대고 눕히고 저혈압(혈압 <90/60 mmHg)이나 빈맥(심박 > 120 bpm)이 발생하면 산소를 투여합니다.

6. 추적 평가

1. 기본 평가 도구와 방법을 사용하세요.
2. FMA-UE를 사용하여 주요 결과를 평가합니다.
3. MBI, WMFT, MEP를 사용하여 부차 결과를 평가합니다.
4. 일관성을 위해 모든 평가는 사전 정해진 중재 후 시점에 동일한 평가자를 사용하여 수행해야 합니다.

7. 통계 분석

1. 모든 통계 분석은 SPSS 26.0을 사용하여 수행하세요. 연속 변수는 평균± 표준편차로, 범주 변수는 숫자로 표현합니다.
2. 샤피로-윌크 검정을 사용해 정규성을 평가하고, 레벤 검정을 사용해 분산의 균일성을 평가합니다. 양측 P값 <0.05를 통계적으로 유의한 경우를 고려해 보십시오.
3. 독립 표본 t-검정을 사용한 기초 연속 데이터와 불균등 분산에 대한 웰치의 보정 및 카이제곱 검정을 이용한 범주별 데이터를 비교합니다.
4. 그룹 내 변화를 쌍 t-검정을 사용해 분석합니다. 독립 표본 t-검정을 사용하여 그룹 간 차이를 조사합니다.
5. 주요 결과에 대한 다중 비교에는 조정을 적용하지 마세요. 2차 결과에는 비교 수에 따라 유의수준을 조정하여 Bonferroni 보정을 사용하세요.
6. 평균 차이와 통합 표준편차를 바탕으로 코헨 d를 사용해 효과 크기를 계산합니다.

결과

총 48명의 뇌졸중 환자가 모집되어 대조군과 실험군으로 무작위 배정되었으며, 각 그룹당 24명이 참여했습니다. 모든 환자는 평가 및 중재의 전체 과정을 완료했으며, 추적관찰 손실이나 중도 탈락 보고가 없었고, 4주 중재 기간 동안 중재와 관련된 부작용(어지럼증, 국소 통증, 피로, 이상 생체 징후 등 경미한 증상 포함)이 어느 그룹에서도 관찰되지 않아 점진적 WBVV 훈련 프로토콜의 안전성과 임상적 내약성이 우수함을 입증하였다.

나이, 성별, 질병 경과, 뇌졸중 아형 등 기저 특성에서 통계적으로 유의한 차이가 두 그룹 간에 없어 기초 데이터의 균형과 비교 가능성을 확인했습니다(P > 0.05, 표 1).

개입 전에는 FMA-UE, WMFT, MBI 점수에서 유의미한 그룹 간 차이가 없었다(P > 0.05, <...

토론

본 연구는 WBVV와 기존 재활을 병행하면 아급성 뇌졸중 환자에서 상지 운동 기능과 일상생활 활동이 향상되며, 이 집단에서 피질척수로 흥분성 개선이 가능할 가능성을 시사할 수 있음을 보여줍니다. 이 프로토콜은 점진적인 진동 매개변수와 영향을 받은 상지의 통제된 체중 부하 체계를 통합하여 구조화되고 재현 가능한 자극 프레임워크를 제공합니다.

이전 연구들은 뇌졸중 후 상지 회복에 진동 요법이 유익한 효과를 입증했습니다^{33, 34, 35}. 본 프로토콜은 세션 간 일관성을 개선하기 위해 매개변수 진행과 포지셔닝을 표준화함으로써 이러한 증거를 기반으로 합니다.

프로토콜의 핵심 특징은 진동 주파수와 진폭의 단계적 조...

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
SPSS 통계	IBM 코퍼레이션		버전 26.0
경두개 자기 자극 장치	난징위스 의료기술유한회사.		마그뉴로 R130
전신 수직 진동 치료 장치	타이완 바디그린		MF1