뇌졸중은 뇌혈관의 허혈 및 출혈로 인해 신경학적 장애를 일으키는 질환이다[1]. 의료 및 치료 기술의 발달로 인해 뇌졸중으로 인한 생존율은 증가하고 있으나[2], 발병 후 약 85%의 환자가 상지와 하지에 편마비와 같은 장애를 갖게 된다[3]. 뇌졸중 후 일차적인 후유장애로 강직, 근력 약화와 같은 신경학적 증상이 나타나며, 이차적으로 균형능력 저하, 보행 패턴의 변화와 같은 기능 저하가 나타나게 된다[4]. 뇌졸중 환자의 2/3가 보행 기능은 회복하지만 주로 비마비측으로 체중을 지지하며, 이로 인해 보행 시 에너지 효율성 저하와 더불어 느린 보행 속도 등 문제점이 있다[5].

보행 회복을 위한 전통적 개념은 훈련의 반복적 접근 방식을 선호한다[6]. 보행 연습의 강도가 높고, 반복 횟수가 많을 수록 뇌졸중 환자의 보행 능력이 더 나은 결과를 가져오는 것으로 보고된 바 있다[7]. 체중지지 트레드밀(body weight supported treadmill, BWST) 훈련은 현수장치로 체중을 부분적으로 지지하여 트레드밀 위를 걷도록 하는 훈련이다. BWST 훈련은 일반적인 보행 주기의 반복적인 연습을 가능하게 한다[8]. 또한 트레드밀 훈련동안 치료사가 환자에게 개입하여 보행 패턴을 정상화하기 위해 편마비 사지, 몸통 제어를 수동으로 촉진시킬 수 있다. 그러나 이 훈련은 한 세션 내에서 수백 번의 보행을 반복하기 때문에 대칭적이고 패턴화된 보행의 촉진은 치료사와 환자 모두의 노력이 필요하다[9].

수년간 편마비 환자의 움직임을 돕기 위해 다양한 전자 시스템을 활용한 중재방법이 제안되었다. 이러한 시스템을 사용한 재활은 반복적이고 집중적이며 과제 지향적인 훈련과 접목할 수 있어 다양한 연구설계에 활용되고 있다[10-11]. 특히 BWST 훈련에 제시된 대칭적이고 패턴화된 보행을 위해 치료사와 환자 모두 노력이 필요하다는 문제에 대하여 최근 로봇 보조 보행 장치(robot assisted gait device)가 개발되었다. 로봇 보조 보행 장치는 운동훈련을 자동화하고 신경학적 병리를 가진 환자의 보행을 개선한다[9]. 또한 보행주기에서 상하지 움직임을 지원하도록 설계되어 하지 움직임의 대칭적 보행 운동학적 패턴을 제공하며, 치료사의 노력과 신체적 부담이 적은 것이 장점이다[12]. 그러나 개인별 다양한 패턴의 보행이 불가하며, 오직 시상면에서만 보행이 가능하다는 것이 단점이다[13]. 로봇 보조 보행 장치는 보행속도, 체중지지율, 하지 관절각도(발목관절 제외) 그리고 유도우력(Guidance force, GF)을 설정할 수 있다는 장점이 있다. 이 중 GF는 로봇이 환자의 움직임을 유도하는 힘으로써, 0%에서 100%까지 조절이 가능하다. GF값이 높을수록 로봇에 의한 수동적인 움직임이 나타날 수 있으며, 낮을수록 능동적인 움직임이 나타날 수 있다. 이에 따라 능동적인 움직임을 증진시키기 위해 GF값을 점진적으로 감소시키는 노력이 필요하다[14].

뇌졸중 환자에게 적용한 최소 보조하 로봇 보조 보행훈련은 편측 하지 근육의 참여를 동원하여 높은 근활성도를 나타낸다[15]. Chao 등[16]은 뇌졸중 환자의 생리학적 보행 패턴을 로봇 보조 보행훈련에 적응시키기 위해 초기 GF를 100%로 시작하여 근활성도 증가에 따라 70% 수준으로 감소시키고, BWS에 대한 비율도 점차 감소시켜야 한다고 하였다. 더욱이 GF가 70% 미만, BWS가 34% 미만 그리고 빠른 속도의 보행훈련이 보행능력 개선을 더욱 가속화할 것이라 제안하였다. 또한, 로봇 보조 보행훈련이 처음 적용되는 환자에게 최소한의 지원을 적용하는 것을 중재 목표로 하였으나, GF를 최대 50%까지 적용할 수 있었다고 하였다[15].

트레드밀과 로봇 보조 보행훈련을 비교한 많은 선행연구들이 있지만, 대부분 GF를 제외한 BWS와 속도조절에 관한 연구가 대다수이며, 그 마저 효과의 우월이 불분명하다. 또한 GF 조절을 이용한 로봇 보조 보행 연구들이 있지만, GF의 조절을 정량적으로 제시하지 못하였으며, 환자의 보행기능수준을 고려하지 않은 연구가 다수이다. 이에 따라 본 연구에서는 BWS와 속도의 변화를 제공한 트레드밀 보행훈련과 GF의 변화를 추가적으로 제공한 로봇 보조 보행훈련이 만성 뇌졸중 환자의 하지기능, 균형, 보행 및 낙상효능감에 미치는 효과를 알아보고, 임상 로봇 보조 보행훈련시 프로토콜로서 제시하기 위함이다.

연구대상자

본 연구의 대상자는 D시 위치한 W병원에 2023년 6월 7일부터 8월 7일까지 뇌졸중으로 인해 입원치료 받고 있는 60명를 대상으로 하였다. 선정기준으로는 뇌졸중이 발병한지 6개월 이상인 자, 트레드밀 보행이 30분 이상 가능한 자, 보조도구를 이용하거나 독립적인 보행이 10 m 이상 가능한 자, 기능적 보행지수(functional ambulation category, FAC) 3점 이상인 자, 한국판 간이 정신상태 검사(mini-mental state examination-Korean version, MMSE-K) 점수가 24점 이상인 자[33]로 하였다. 제외기준은 어지러움 증상과 기립성 저혈압이 있는 자, 로봇 움직임에 적응할 수 없을 정도로 하지 구축이 심한 자, 중증 심혈관 질환이 있는 자, 약물 사용에도 불구하고 조절되지 않는 고혈압이 있는 자는 제외하였다. 본 연구의 목적을 직접 설명하고 동의서에 서명을 받아 자발적으로 연구 참여 의사를 확약한 자를 대상으로 하였다. 본 연구는 대전대학교 기관생명윤리위원회의 승인을 받아 진행되었다(IRB no:1040647-202304- HR-001-03).

연구절차

본 연구는 사전-사후 무작위 대조군 연구설계(pre-test post-test control group design)이며, 대상자 수를 선정하기 위하여 G*power 프로그램을 사용하였다. Mustafaoglu 등[17]의 main effect size(d)를 0.81로 가정, 유의수준(α)는 0.05, power(1-β)=0.80로 하여 군 간 15명의 대상자가 필요하였으며, 중도탈락률 10%를 고려하여 군 간 최소 인원은 17명으로 하였다.

모집된 60명의 대상자 중 선정기준에 적합하지 않은 자(n=17), 연구 참여를 거절한 자(n=6), 퇴원(n=3)으로 인해 탈락하였다. 총 34명의 대상자를 무작위 번호 생성 프로그램을 이용하여 번호를 부여한 후 순서대로 나열하여[24], 실험군(n=17)과 대조군(n=17)으로 배정하였다. 실험군은 로봇 보조 보행훈련을 실시하였으며, 대조군에서는 트레드밀 보행훈련을 실시하였다. 두 군 모두에게 실시한 중재는 총 30분/회, 3회/주, 총 4주간 진행하였다. 중재 전과 후에 따른 효과를 비교, 분석하기 위하여 퓨글 마이어 하지기능(Fugl-Meyer Assessment-Lower Extremity, FMA-LE), 한국판 버그 균형 척도(Berg balance scale, BBS), 일어나 걷기 검사(timed up and go test, TUG), 보행능력(Gait ability), 한국판 낙상효능감 척도(falls efficacy scale, FES)를 사전과 사후 측정하였다. 본 연구의 설계는 다음과 같다(Figure 1).

중재방법

로봇 보조 보행훈련

실험군의 보행훈련은 보행 로봇인 Lokomat^Ⓡ(Hocoma AG, Switzerland)을 이용하였다(Figure 2). 이 로봇 장치는 엉덩관절과 무릎관절에 대한 GF를 제공하여 대칭적이고 균형을 이루는 일반 보행 궤도와 근사하게 적용시켰으며 속도(km/h), 체중지지율(%), GF(%)를 환자의 능력에 맞게 설정할 수 있다.

대상자들은 Lokomat^Ⓡ을 적용하기 전 체중지지를 위한 현수장치를 착용하였고 몸통, 골반 및 양쪽 하지를 로봇 장치에 정렬된 상태로 부착시키며, 발 끌림을 방지하기 위해 탄성 스트랩을 이용하여 발의 앞부분을 들어올렸다. 보행의 입각 및 유각 단계에서 모두 보조가 제공되었으며, 대상자들은 보행 중 모니터로 양쪽 엉덩관절과 무릎 돌림힘(토크, torque)의 추정치에 대한 시각적 피드백을 받았다. 대상자들은 훈련 중에 특히 마비된 상•하지에서 최대한의 노력을 기울이도록 유도하였고 전신 거울로부터의 시각적 피드백과 물리치료사로부터의 구두 격려가 제공되었다.

중재강도는 체중지지율을 체중의 20%로 하였으며, 환자에게 현수장치를 착용하는 동안, 지지 스트랩을 늘린 후 비마비측을 펴고 마비측을 정렬시킨 상태에서 측정하였다. 치료 중 체중지지율은 다음에 따라 설정되었다. 환자가 편안함을 느끼고, 마비된 하지에 체중을 충분히 견딜 수 있으며 엉덩관절을 펼 수 있는 환자의 능력에 따라서 적용시키며 주차별로 감소시켜 마지막 주차에 0%를 목표로 설정하였다. 보행속도의 초기 설정 값은 환자의 편안하게 걷는 속도로 설정하였고, 각 환자의 최대 속도의 보행에 따라 주차별로 점진적으로 증가시켰다. GF는 대상자를 적응시키기 위해 2주간 100% 수동적인 움직임으로 하였으며, 3주차에는 75% 감소하여 움직임을 따라가는 능동보조 움직임으로 하였다. 그리고 4주차에는 50%로 설정하여 로봇의 움직임보다 더 빠르게 움직이도록 지시한 저항적 움직임으로 유도하였다. 중재는 총 30분/회, 3회/주, 총 4주간 진행하였다.

트레드밀 보행훈련

대조군의 보행훈련은 트레드밀을 이용하였으며 중재강도는 현수장치를 이용하여 체중지지율을 체중의 20%로 하였다(Figure 3). 체중지지율은 환자에게 현수장치를 착용하는 동안, 지지 스트랩을 늘린 후 비마비측을 펴고 마비측을 정렬시킨 상태에서 측정하였다. 치료 중 체중지지율은 다음에 따라 설정되었다. 환자가 편안함을 느끼고, 마비된 하지에 체중을 충분히 견딜 수 있으며 엉덩관절을 펼 수 있는 환자의 능력에 따라서 적용시키며 주차별로 감소시켜 마지막 주차에는 0%로 설정하였다. 트레드밀의 체중지지율은 체중계로 설정하였다. 보행속도의 초기 설정 값은 환자의 편안하게 걷는 속도로 설정하고, 각 환자의 최대 속도의 보행에 따라 주차 별로 점진적으로 증가시켰다. 중재는 총 30분/회, 3회/주, 총 4주간 진행하였다.

측정방법 및 도구

하지기능

(1) 퓨글마이어 하지(Fugl Meyer assessment-lower extremity, FMA-LE) 평가

중재방법에 따른 하지기능의 변화를 알아보고자 퓨글마이어 하지(FMA-LE) 평가를 실시하였다. 하지 기능에 대한 평가이며 17개 항목 FMA-LE 총점 범위는 0~34점이다. 점수가 높을수록 손상 수준이 낮다. 뇌졸중 후 환자에서 타당하고 신뢰할 수 있는 측정이다. 치료사의 지시 하에 동작이 수행되며 이외에 깊은힘줄반사(deep tendon reflex, DTR), 관절가동범위, 근력 평가 등이 수행되었다. 평가 기준에 따라 점수를 준다. 높은 검사-재검사 신뢰도(ICC=0.92)를 가진다[18].

균형

(1) 버그균형척도(berg balance scale, BBS)

중재방법에 따른 균형의 변화를 알아보고자 버그균형척도(BBS)를 진행하였다. 일상생활에서 일반적인 기능적 움직임을 나타내는 14가지 작업의 수행을 기반으로 균형능력을 알아보기 위해 평가하였다. 각 항문당 0~4점을 줄 수 있으며 총점은 56점이다. 점수는 각 0~20점은 낙상 고위험(휠체어 사용). 21~40점은 낙상 중간위험(보조도구 사용하여 보행), 41~56점은 낙상 저위험(독립적 보행 가능)으로 나뉜다. 치료사 지시 하에 동작이 수행되었으며 평가 기준에 따라 점수를 준다. 높은 검사-재검사 신뢰도(ICC=0.99)를 가진다[19].

(2) 일어나서 걷기 검사(timed up and go, TUG)

중재방법에 따른 동적 균형과의 변화를 알아보고자 일어나서 걷기 검사(TUG)를 실시하였다. 낙상 위험을 결정하고 균형, 앉기, 서기, 걷기의 진행 상황을 측정하는 검사이다. 치료사는 의자에서 일어나 3 m를 걷고, 돌아서 다시 의자로 돌아와 앉는 동작을 요구하며 수행시간을 측정하였다. 점수가 14이상인 피험자는 넘어질 위험이 있는 것으로 간주된다. 점수가 높을수록 위험이 커진다. 본 연구에서는 TUG의 총 시간뿐만 아니라 일어서기, 앞으로 걷기, 뒤돌기, 돌아오기, 돌아서 앉기의 구간별 속도를 측정하여 비교하였다. 높은 검사-재검사 신뢰도(ICC=0.98)를 가진다[19].

보행

중재방법에 따른 시공간 보행 변수의 변화를 평가하기 위해 보행 평가 도구 G-walk(BTS Bioengineering, Italy)를 사용하였다. 측정에 필요한 장비는 자이로스코프가 내장된 G 센서, BTS-G-studio 소프트웨어가 탑재된 노트북으로 구성되었다. 평가에 앞서 BTS G-Studio 소프트웨어 프로그램을 켜고 G-Sensor에 연결하였다. 이 센서는 1번 천추에 위치한 측정용 벨트 내의 홀더에 배치되었다. 대상자들은 걷기, 동적인 기립 동작을 측정하기 위해 정적인 서 있는 자세에서 보정 단계를 거쳤다. BTS G-Studio 소프트웨어에서 "시작" 버튼을 누르면 "안정화 대기 중"이라는 팝업 창이 뜨고 대상자는 서있었다. 이 창이 사라지면 편안한 속도로 전방 방향으로 8 m를 걸을 것을 대상자에게 요청하였다. 보행이 완료되면 평가를 완료하기 위해 소프트웨어의 "정지" 버튼을 눌렀다. 이 연구에서 수집된 데이터는 걸음 수(step/min), 보행 속도(m/s) 및 보폭(m), 보행대칭성(%)에 대해 분석되었다. 마비 측을 선택하여 시공간 보행 변수(걸음 수, 속도, 보폭)와 보행 대칭성은 평가의 출력 측정값이었다. 보행 대칭성은 골반의 움직임에 따라 측정되며 시상면, 이마면, 가로면의 움직임을 측정한다[20]. 평가 중 넘어질 가능성이 있는 대상자에게는 보조관찰자가 동행하였다. 높은 검사 재검사 신뢰도(ICC=0.84-0.98)를 가진다[21].

낙상효능감

중재방법에 따른 낙상효능감의 변화를 알아보기 위해 낙상 효능감 척도(falls efficacy scale, FES)를 실시하였다. 치료사는 참가자들이 일상생활의 다양한 활동을 수행하는 동안 넘어지지 않는 능력에 대한 자신감의 순위를 매길 것을 요구하였다. FES의 최대 점수는 100이다. 점수가 높을수록 낙상에 대한 자신감이 높은 것을 알 수 있다. 높은 검사-재검사 신뢰도(ICC=0.90-0.97)를 가진다[22].

자료분석

자료 분석은 윈도우용 SPSS 프로그램(version 21.0, IBM, USA)을 사용하여 통계처리를 하였다. 대상자들의 일반적 특성(나이, 신장, 체중)은 기술통계를 이용하여 평균과 표준편차를 구하고, Shapiro-Wilk 검정을 통해 정규성 검정을 하였다. 각 군 간 동질성 검정은 χ2및 독립 t-test 검정을 통해 알아보았다. 군 내 전 후 변화는 대응 t-test 검정을 통해 알아보았으며, 군 간 전 후 변화량의 차이는 독립 t-test를 사용하여 알아보았다. 통계학적 유의수준(α)은 0.05로 설정하였다.

(1) 일반적 특성

본 연구에 참여한 총 34명을 중 퇴원(n=4)으로 인해 중도 탈락되어 총 실험군 15명, 대조군 15명의 데이터가 수집되었다. 연구 대상자의 성별과 연령, 신장, 체중, 손상부위, FAC에서 군 간 통계적인 유의한 차이가 없었으며, 의학적 특성이 동질 하였다(Table 1).

(2) 중재 전·후 하지기능, 균형 수준의 변화

FMA-LE, BBS, TUG는 두 군 모두 사전검사에서 유의한 차이가 없었으며, 두 군 모두 중재 전과 후 유의한 향상을 보였다(p<0.05). 또한 FMA-LE, BBS, TUG, Forward gait에서 두 군간 변화량의 유의한 차이가 있었다(p<0.05)(Table 2).

(3) 중재 전·후 보행, 낙상효능감 수준의 변화

Gait ability, FES는 두 군 모두 사전검사에서 유의한 차이가 없었으며, 두 군 모두 중재 전과 후 유의한 향상을 보였다(p<0.05). 또한 Cadence, Gait symmetry, FES에서 두 군간 변화량의 유의한 차이가 있었다(p<0.05)(Table 3).

뇌졸중 환자의 재활에 있어 보행훈련은 빠른 일상생활 복귀를 위해 중요하며 궁극적인 치료의 목표이기도 하다. 보행은 하지근력, 감각통합 및 조절, 무게중심의 이동 그리고 체중 지지가 뒷받침되어야 하며 이를 개선하기 위해 다양한 재활중재를 적용한다. 이에 따라 본 연구는 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 점진적으로 GF를 조절한 로봇 보조 보행훈련과 체중지지 트레드밀 훈련을 적용하였을 때 점진적으로 능동적인 참여를 증가시키는 로봇 보조 보행훈련과 능동적인 체중지지 트레드밀 훈련의 효과차이, 로봇 보조 보행훈련을 적용할 때 GF 조절의 중요성을 알아보기 위하여 실시하였으며, 그 결과로 로봇 보조 보행훈련군에서 체중지지 트레드밀 보행훈련군보다 하지기능, 균형, 보행능력, 낙상효능감의 유의한 변화량 향상이라는 결과를 보여주었다.

현수장치를 통해 환자의 체중부하와 낙상 위험도를 감소시키고, 반복적인 보행 패턴을 학습시킬 수 있는 BWST 훈련은 뇌졸중 환자의 초기 보행훈련에 보편적으로 사용된다. 로봇 보조 보행훈련은 BWST 훈련의 단점을 보완하고 환자의 보행 수준에 따른 설정을 조정하여 효율적인 보행훈련이 가능한 방법이다. 로봇 보조 보행훈련 적용 시 환자의 보행 기능 수준에 따라 고려해야 할 요소는 보행속도, BWS, 그리고 GF이다. GF는 로봇 보조 보행훈련의 핵심 기능으로, 정상 보행 시 하지 각 관절 궤적에서 사전 정의된 경로에 따라 환자의 보행을 돕는다[23]. 이러한 기능은 움직임의 편차가 발생할 경우 하지를 사전 설정된 경로로 당기는 스프링을 이용하여 실제 관절 움직임과 미리 설정된 움직임 사이에 상호작용을 형성한다[24]. 뿐만 아니라, 환자의 능동적 참여를 독려하고 보행능력에 따라 GF가 유도하는 힘의 크기를 조정할 수 있다[25].

뇌졸중 환자의 로봇 보조 보행 적용 시 속도, BWS, GF를 점진적으로 감소시켜 환자에게 적용하는 것은 보행 능력을 개선시킬 수 있다고 제안되었다[15]. Hornby 등[26]은 만성 뇌졸중 환자들에게 Lokomat^Ⓡ(GF 100%)을 4주 동안, 3회/주, 30분간 적용하였고, BWS는 30~40%로 시작하여 엉덩관절의 굽힘과 발 끌림이 발생하지 않는 범위 내에서 10% 간격으로 세션마다 지원을 감소시켰다. 속도는 2.0 km/h에서 시작하여 10분마다 0.5 km/h씩 증가하여 3.0 km/h까지 증가했으며, 이후로는 이 속도를 유지했다. 치료사 보조 트레드밀군은 BWS와 속도를 Lokomat^Ⓡ군과 유사하게 설정되었고, 치료사가 환자의 마비 측을 보행에 필요할 때에만 지원되었다. 그 결과 치료사 보조 트레드밀군이 보행 능력에서 개선을 가져왔다고 하였다. 선행연구에서는 중재의 기간, 횟수, 적용시간이 본 연구와 같았고 BWS, 속도를 점진적으로 조절한 점이 같았지만 환자의 능동적 참여에 필요한 GF에 대한 자세한 설명이 없었으며, GF가 100%인 상태에서 적용되었다. 따라서 환자의 능동적인 참여가 결여된 Lokomat^Ⓡ 중재의 효과가 부족하였다고 생각된다.

Belas Dos Santos 등[27]은 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 Lokomat^Ⓡ군은 5개월 동안 주 3회씩 60분간 적용하였고 BWS는 50%로 하여 훈련 마지막에는 10%까지 점진적으로 감소되었으며 속도는 0.8 km/h에서 1.5 km/h사이에서 시행되었다. 치료사와의 보행훈련군은 60분간 보행훈련을 하였으며 필요한 경우 걷기 보조기를 사용하였다. 두 군 모두 일반적인 운동치료와 더불어 가정에서 운동프로그램을 실천하도록 하였다. 두 군을 비교하였을 때 균형능력에서 유의미한 차이가 없었다고 하였다. 선행연구에서는 BWS와 속도를 점진적으로 조절하였지만 앞선 연구와 같이 GF에 대한 설명이 없었고 100%에서 수동적으로 실시되었다. 중재의 기간과 적용시간이 길어 효과가 나타나기 충분한 시간이었을 수 있으나 수동적인 중재로 인해 환자의 능동적인 참여가 없었기 때문에 두 군간 차이가 없었다고 생각된다. 본 연구에서 GF의 조절을 통한 대상자들이 적극적으로 보행훈련에 참여하는 것과 GF를 100%에서 50%로 감소시킬수록 수동, 능동보조, 저항감에 대한 보행패턴을 점진적으로 유도하였다는 것에 의의가 있다. 따라서 로봇 보조 보행훈련이 체중지지 트레드밀 훈련보다 효과적이라고 할 수 있고 능동적인 훈련보다 점진적으로 능동적 참여를 늘리는 훈련이 더욱 효과적이라고 할 수 있다.

Lokomat^Ⓡ에 미리 프로그래밍 된 보행 패턴은 보행 주기, 관절 간의 협응, 하지의 적절한 체중부하 및 하지의 조정 등이 일반적인 보행의 운동학적 특성과 일치한다[28]. 이러한 조건은 환자의 능동적 기여를 제한할 수 있지만 Lokomat^Ⓡ을 이용한 완벽한 보행은 중추 신경계의 가소성 변화를 알리고 도움 없이 보행을 자극할 수 있는 감각 정보를 유도한다. 그러나 적극적인 참여와 다양한 움직임 패턴 및 움직임 오류의 생성은 신경가소성의 전제 조건이기 때문에, 환자의 능력에 따라 안내 수준을 점진적으로 감소시켜야 한다[29]. 따라서 GF의 조정은 치료사가 개별 환자에게 Lokomat^Ⓡ 교육을 맞춤화하는 중요한 수단을 나타낸다. 이에 따라 선택적이고 충분한 양의 GF를 제공하려면 이 훈련 매개변수가 보행자의 능동적 개입의 양에 어떻게 영향을 미치는지 잘 이해해야 한다.

coenen 등[15]은 만성뇌졸중 환자들을 Lokomat^Ⓡ 군과 트레드밀군으로 나누어 60초 동안 보행을 적용시켰을 때의 근활성도와 보행 대칭성을 알아보았다. Lokomat^Ⓡ을 적용시킬 때 BWS와 GF를 필수적으로 낮추어야 한다고 언급하였으며 두 값이 높을수록 근활성도가 낮았다고 하였다. 따라서 Lokomat^Ⓡ의 BWS와 GF를 60초간 BWS와 GF를 최대한 낮추었고 최대 45%까지 낮출 수 있었다. 트레드밀군은 속도만을 조절하였으며 Lokomat^Ⓡ과 같은 속도로 유지하였다. 결과적으로 Lokomat^Ⓡ 군에서 근활성도가 더 낮았지만 건 측과 마비 측의 근활성도에서 적은 차이를 보였다. 보행의 대칭성을 훈련시킬 때 Lokomat^Ⓡ에서 더 나은 결과를 가져올 수 있다는 것을 보여주었다. Lin 등[30]은 뇌졸중 환자를 대상으로 먼저 트레드밀을 1.2 m/s속도에서 총 3분을 걸었고 2분은 적응, 1분은 측정하는데 사용되었다. 그 후 Lokomat^Ⓡ이 적용되었으며 2분은 적응, 1분은 측정하는데 사용되었으며 BWS를 30%와 50%, GF를 40%와 70%로 적용하였을 때 근활성도를 측정하였다. 그 결과 BWS와 GF가 50%, 70%일 때는 트레드밀에서 보다 낮은 근활성도를 가져왔으며 30%와 40%일때 뒤넙다리근에서 트레드밀보다 높은 근활성도를 가져오는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 GF를 활용하여 100%에서는 수동적, 75%에서는 능동 보조, 50%에서는 저항을 이기면서 하도록 환자에게 적용시켰다. 점진적인 속도의 증가와, BWS, GF의 감소를 적용한 로봇 보조 보행훈련이 점진적인 속도 증가 및 BWS의 감소를 적용한 트레드밀 훈련 대비 하지기능, 균형, 보행, 그리고 낙상효능감에 긍정적인 변화를 가져왔다.

본 연구에서 중재 전과 후에 따른 균형능력을 알아보기 위하여 BBS와 TUG를 실시하였으며, 그 결과로는 BBS와 TUG의 총 시간, 앞으로 걷기 구간에서 군 간 차이가 발생하였다. 이는 전체 TUG의 변화의 차이에도 영향을 준 것으로 사료된다. Ucar 등[31]은 로봇 보조 보행훈련과 운동치료를 비교하였을 때 로봇 보조 보행훈련이 균형능력에서 유의한 차이가 있었고, Bang 등[32]은 로봇 보조 보행훈련과 트레드밀 보행훈련을 비교하였을 때 로봇 보조 보행훈련이 보행능력, 균형능력에서 유의한 차이가 나타났다. 본 연구와 달리 두 선행연구는 GF를 제외한 BWS와 속도만을 조절하였으며 GF를 조절하여 능동적인 참여를 유도하였다면 더 큰 효과가 나타날 것이라고 생각된다. TUG 총 시간의 군 간 차이는 정상적인 보행패턴과 환자 노력에 의한 적극적인 보행훈련의 결과라고 생각되며, 앞으로 걷기 구간에서 큰 영향을 받았을 것이라고 생각된다. 이외에도 하지기능, 균형능력, 보행능력, 낙상효능감 향상의 영향이 있을 것이다. 또한 보행능력을 알아보기 위해 G-walk를 사용하였으며, 보행대칭성에서 Lokomat^Ⓡ 군이 트레드밀 군보다 유의하게 차이가 나타났다. 로봇 보조 보행훈련은 정상적인 보행패턴을 적응하기 위해 2주동안 수동적으로 적용시켰으며, 3주차에는 능동보조, 4주차에는 저항적으로 적용시켰다. 트레드밀 훈련은 환자가 비대칭성 보행을 수정 받지 않는 상태에서 훈련을 받기 때문에 로봇 보조 보행훈련군이 세션 당 30분 동안 대칭적인 보행에 적응되도록 훈련받고 경험하게 된다는 점에서 더 큰 효과가 있다고 생각된다.

본 연구에서는 기존 중재인 체중지지 트레드밀과 Lokomat^Ⓡ(GF 50%까지 점진적 감소)을 비교하였을 때 트레드밀군보다 Lokomat^Ⓡ군에서 하지기능, 균형, 보행능력(걸음 수, 보행대칭성), 낙상 효능감의 개선을 보였다. 그러나 이러한 결과에도 불구하고 본 연구에는 몇 가지 제한점이 있다. 첫째, 대상자의 일상 중 실험참여를 위한 중재 이외의 다른 신체적 활동과 운동을 통제할 수 없었다. 둘째, GF의 강도설정을 연구자의 임의의 강도설정을 한 것이기에 모든 대상자에게 일반화하긴 어렵다. 셋째, 4주간의 로봇 보조 보행훈련의 효과가 지속되는 지 여부에 대한 평가가 이루어지지 않았다. 이러한 제한점을 보완하여 대상자의 환경을 제한하고 GF의 강도별 중재를 적용하여 일반화하며 추적 관찰을 통해 더욱 발전된 연구가 이루어져야 할 것이다.

본 연구에서 만성 뇌졸중 환자들을 대상으로 로봇 보조 보행훈련과 체중지지 트레드밀 보행훈련을 적용시켜 하지 기능, 균형, 보행능력, 낙상효능감에 대해 알아보았다. 본 연구의 결과를 통해 로봇 보조 보행훈련은 만성 뇌졸중 환자에게 하지 기능, 균형, 보행능력, 낙상효능감을 회복시키는데 효과적인 것을 보여주었다. 로봇 보조 보행훈련군의 참여율을 점진적으로 증진시키는 GF의 정량적 조절을 통해 점진적으로 보행패턴의 강도를 올려서 능동적인 참여를 유도하였다는 것에 의의가 있다.

본 연구의 저자들은 연구, 저작권 및 출판과 관련하여 잠재적인 이해충돌이 없음을 선언합니다.