가속도계를 사용하여 일상 생활에서 상지 성능을 정량화하는 방법

본 가속도계 방법론의 전반적인 목표는 일상생활에서의 상지 기능을 정량화하여 재활 과정과 그 결과를 추적하는 것입니다. 이 방법은 뇌졸중 재활의 핵심적인 질문들에 대한 답을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 특정 중재법이 클리닉이나 실험실뿐만 아니라 실제 세상에서 환자의 기능을 개선할 수 있는지 여부 등이 있습니다.

이 기술의 주요 장점은 상지 기능 수행 능력을 수치로 정량화하여 제공하며, 자기 보고 방식에 의존하지 않는다는 점입니다. 이 방법은 원래 뇌졸중 재활을 위해 개발되었으나, 뇌 손상이나 다발성 경화증 환자, 그리고 뇌성마비 아동과 같이 물리치료 및 작업치료 서비스를 받는 다른 대상자들에게도 적용될 수 있습니다.

처음에는 단계가 매우 많아 방법론이 어렵게 느껴질 수 있지만, 몇 번 사용해 보면 각 단계가 훨씬 익숙해질 것입니다. 이 방법의 시연은 저희 실험실 구성원인 Maggie Bland이 진행하겠습니다. 먼저 두 개의 가속도계를 도킹 스테이션을 통해 컴퓨터에 연결하여 배터리를 충전하고 실험 전체 과정 동안 기록이 이루어지도록 하십시오.

가속도계가 컴퓨터에 연결되면, 적절한 소프트웨어를 열어 기기를 초기화하십시오. 그런 다음, 소프트웨어에서 Initialization을 선택하여 가속도계의 시계들을 서로 및 로컬 컴퓨터와 동기화하십시오. 가속도계를 피험자에게 장착할 시점을 기준으로 데이터 수집 시작 날짜와 시간을 입력하고, 종료 날짜와 시간은 최소 24시간 이후로 설정하십시오.

다음으로, 샘플링 속도 드롭다운 메뉴에서 30 Hz를 선택하고 LED 옵션과 무선 옵션은 선택하지 않은 상태로 둡니다. 배터리 수명을 연장하기 위해 Idle Sleep Mode를 활성화하고 Enter Subject Info를 선택하여 초기화 과정을 완료합니다. 그런 다음 가속도계의 위치인 손목과 신체 방향(오른쪽 또는 왼쪽)에 대한 피험자별 정보를 입력합니다.

원하는 경우 다른 피험자 특정 정보를 입력하십시오. 입력 내용은 식별 용도로만 사용되며 데이터 분석에는 영향을 미치지 않습니다. 마지막으로, Initialize Devices를 선택하여 프로세스를 완료하십시오.

초기화가 확인되면 컴퓨터에서 가속도계를 분리하십시오. 먼저 참가자의 양쪽 손목에 가속도계를 하나씩 착용시킵니다. 그런 다음, 참가자에게 하루 동안 평소처럼 일상 활동을 수행하도록 요청하고, 처음에는 가속도계가 낯설게 느껴질 수 있으나 곧 적응될 것임을 안내하십시오.

참가자에게 가속도계가 방수 가능하며 샤워를 하거나 설거지를 하는 동안에도 착용할 수 있음을 안내하십시오. 다만, 장시간 수영을 할 때는 가속도계를 착용하지 않도록 지시하십시오. 또한, 낮잠을 자거나 밤에 잠을 잘 때도 가속도계를 계속 착용하고 있도록 요청하십시오.

마지막으로, 두 개의 가속도계를 언제 제거해야 하는지, 그리고 가속도계와 착용 기록지를 어떻게 가져오거나 우편으로 보낼지에 대한 지침을 제공합니다. 그 후, 참여자가 일상적인 활동을 평소대로 수행하도록 격려하며 귀가시킵니다. 24시간 이상의 착용 기간을 거쳐 가속도계가 반납되면, 이를 컴퓨터에 연결하여 기록된 데이터를 다운로드합니다.

소프트웨어 내에서 Download를 선택한 다음, Change Location 버튼을 사용하여 데이터를 컴퓨터에 저장할 위치를 지정하십시오. AGD File 생성 옵션을 선택하십시오. 빠르게 검토할 수 있을 정도로 파일 크기가 작은 경우에는 Epoch 드롭다운 메뉴에서 10 seconds를 선택하고 Download All Devices를 선택하십시오.

다음으로, 가속도계가 계획된 시간 동안 착용되었는지, 그리고 데이터가 착용 기록과 일치하는지 확인하기 위해 [파일], [AGD 파일 열기]를 클릭하고 열고자 하는 파일을 선택하여 데이터를 시각적으로 검사합니다. 그런 다음 일일 그래프를 통해 수집된 데이터를 확인합니다. 활동이 일반적인 각성 시간 동안 발생했는지, 그리고 야간 시간을 제외하고 활동이 없는 기간이 길게 지속되지 않았는지 확인하십시오.

필요에 따라 그래프의 축척을 조정하여 더 짧은 시간 단위에 집중할 수 있습니다. 마지막으로, 계산을 위한 파일을 생성하려면 다운로드 과정을 반복하되, 데이터를 1초 단위의 에포크(epoch)로 나누기 위해 Epoch 드롭다운 상자에서 1초를 선택하십시오. 건강한 성인으로부터 얻은 이 대칭적인 플롯은 하루 종일 상지가 함께 활동하고 있음을 나타냅니다.

우세측과 비우세측 사지가 유사하게 사용되었습니다. 이러한 대칭성은 손의 우세성에 대한 일반적인 인식과는 상반됩니다. 둘째로, 그래프는 하단 부분이 넓고 가장자리가 둥근 나무 모양을 띠고 있으며, 이 둥근 가장자리는 한쪽 사지는 움직이는 동안 다른 쪽 사지는 상대적으로 정지해 있는 활동을 나타냅니다.

둥근 가장자리의 대칭성은 하루 동안 두 손 모두 수행 및 안정화를 위해 유사하게 활성되었음을 나타냅니다. 마지막으로, 중앙의 따뜻한 색조는 가장 빈번한 상지 움직임이 저강도였으며, 양쪽 팔의 기여도가 거의 동일했음을 나타냅니다. 다른 결과들은 중등도의 마비와 기능 장애가 왼쪽 팔에 발생한 뇌졸중 환자의 상지 활동을 보여줍니다.

비대칭적인 도식은 마비된 상지가 일상생활 동안 거의 활동하지 않았음을 나타내며, 낮은 피크 값은 저강도 활동만 발생했음을 의미합니다. 마지막으로, 중앙의 차가운 색상은 움직임의 빈도가 낮음을 나타냅니다. 숙달되면 이 기법의 준비 과정은 약 10분 정도 소요됩니다.

가속도계가 회수되면 처리 과정에 약 20분이 소요됩니다. 이 절차를 수행할 때는 가속도계가 회수된 후 데이터를 시각적으로 검토하는 것이 매우 중요합니다. 이 기술은 개발 이후 뇌졸중 연구자들이 진료실이나 실험실 밖의 일상생활 속 팔과 손의 활동을 탐구할 수 있는 길을 열어주었습니다.

이 영상을 시청하고 나면, 가속도계를 사용하여 일상생활에서의 상지 기능을 정량화하는 방법을 알게 될 것입니다. 이를 통해 재활의 진행 상황과 결과를 추적할 수 있습니다.