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The effect of vestibular-aerobic exercise program on postural balance in older adults
Phys Ther Rehabil Sci 2024;13:544-52
Published online December 30, 2024
© 2024 Korean Academy of Physical Therapy Rehabilitation Science.

Hyungyu Chaa , Youjin Honga , Yebeen Jina , Haesol Kima , Eunbi Yua , Wonjae Choia*

aDepartment of Physical Therapy, Joongbu University, Geumsan, Republic of Korea
Correspondence to: Wonjae Choi (ORCID https://orcid.org/0000-0002-2232-6744)
Department of Physical Therapy, Joongbu University, 201, Daehak-ro, Chubu-myeon, Geumsan-gun, Chungcheongnam-do, Republic of Korea
Tel: +82-41-750-6715 Fax: +82-41-750-6166 E-mail: wjchoi@joongbu.ac.kr
Received December 3, 2024; Revised December 15, 2024; Accepted December 23, 2024.
cc This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract
Objective: Falls are one of the most common health problems in older people and can be life threatening. This study aimed to determine the effects of a vestibular-aerobic exercise program on postural balance in older adults.
Design: One group pre-post test study.
Methods: A total of 23 older adults participated in the study. The vestibular-aerobic exercise program consisted of 60 minutes of warm-up, exercise, and cool-down twice perweek for six weeks. The warm-up and cool-down consisted of light whole-body stretching and the main exercises consisted of vestibular, aerobic, and alternative exercises. The vestibular exercises included, holding the head up and moving the eyes in different directions, fixing the gaze and moving the head, and moving the gaze and head in opposite directions. The aerobic exercises were set to music and increased in difficulty after every four sessions. Alternative exercises included the vestibular exercises in a standing position, with the addition of standing with the eyes closed, heel raises, and a tandem stance. The primary outcomes were postural balance and fall efficiency. Secondary outcomes were knee and ankle proprioception and gait, and assessements were performed before and after the intervention.
Results: Postural balance, fall efficiency, and gait significantly improved after the vestibular-aerobic exercise program (all p<0.05). Proprioception significantly improved at the knee joint (p<0.05) but not at the ankle joint (p>0.05).
Conclusions: This study showed that a vestibular-aerobic exercise program is effective for improving postural balance in older adults.
Keywords : Vestibular, Aerobic, Exercise, Older adults, Postural balance
서론

노화로 신체 구조와 기능은 감퇴하고 활동량이 감소하며 질병에 대한 면역이 약화된다[1]. 이러한 신체적 변화는 개인에 따라 다양한 형태와 속도로 나타난다[2]. 대표적인 변화는 감각계, 중추신경계, 심혈관계, 호흡계, 근골격계로 나눌 수 있다[3]. 각 계통은 서로 상호작용 하며 노화로 인한 반사, 고유수용성감각, 균형, 운동 조절 능력의 감소로 낙상의 위험이 증가하게 된다[4,5]. 매년 65세 이상 노인 인구의 33% 이상이 낙상을 경험하고, 실제로 한번 이상 낙상을 경험했던 노인의 50% 이상은 낙상이 재발한다[6]. 노인은 내과적 기저 질환을 갖고 있는 경우가 많고 낙상으로 인한 골절 시 활동량이 감소하여 합병증이 발생할 위험이 높아 사망률을 증가시키게 된다[7]. 또한, 노인들은 낙상을 경험한 후 다시 넘어질 수 있다는 두려움으로 인해 심리적 불안을 느끼고 신체 활동이 더욱 줄어들게 되면 악순환의 고리를 갖게 된다[8]. 이처럼 노인의 낙상은 단순한 사건이 아니고 개인의 건강을 위협하는 심각한 문제로 볼 수 있다[9].

낙상을 예방하는 방법으로 크게 의학적 예방, 보조 기구 및 보호 장비 사용, 주거 환경의 조절, 운동 프로그램, 정서 및 인지 행동적 예방 등이 있다[10]. 의학적 예방으로는 뼈의 노화를 막기위한 비타민 D, 미네랄, 필수아미노산 등의 영양섭취가 있고[11], 주거 환경의 조절로는 노인의 생활환경을 개선하기 위한 미끄럼 방지 패드, 낙상 방지 손잡이, 침대 안전가드 등과 같은 낙상 예방 도구의 배치가 필요하다[12]. 운동 프로그램은 점진적 저항 운동, 유산소 운동, 균형 운동등이 있다[13-15]. 특히, 낙상을 예방하기 위해서는 노인에게 균형 조절 능력이 요구되며, 균형은 시각, 고유수용성감각, 전정감각에 의해 조절된다[16].

다양한 운동 프로그램은 노인의 낙상 예방을 목적으로 수행되지만 각 운동 프로그램 별로 차이가있다. 점진적 저항 운동은 고유수용성감각을 향상시킬 수 있며, 노년기에 근육이 약해지는 신체 기능 저하 막고, 근력을 증가시킬 수 있다[13]. 전정계는 신체의 균형과 자세 조절에 핵심적인 역할을 하며, 전정 기능의 저하는 노인의 낙상 위험을 크게 증가시킬 수 있다[17]. 전정 운동 프로그램의 목적은 주시 안정화, 자세 안정성 향상, 현훈 개선, 일상생활 증진에 있으며, 전정 기능 회복을 위한 열쇠는 다양한 자세와 활동 중 머리와 눈의 움직임을 다양하게 변화시키는데 있다[18]. 유산소 운동은 지근의 발달을 통한 근지구력 향상과 근피로 지연으로 균형 유지에 도움을 준다[19]. 선행 연구에 따르면, 유산소 운동은 지근의 산소 사용 능력을 향상시켜 자세 조절과 안정성에 기여하며, 결과적으로 낙상 예방에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있다고 하였다[20].

전정 운동은 이전까지 주로 전정 장애나 어지럼증을 가진 환자들에게 주로 적용되어 왔으며 운동수행 방식도 원격재활로 이루어졌다[21]. López-García 등[22]의 연구에서는 노인에게 전정 운동과 다요인운동을 원격재활로 6주간 진행한 결과 두 운동 모두 신체 기능과 동적 균형 능력이 유의하게 향상시켰지만(p<0.05), 운동 간 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 노인의 낙상을 예방하기 위한 다양한 접근은 필요하며 전정 운동 단독으로 진행하기 보단 다요인 운동을 병행한 운동 프로그램의 개발이 필요하다고 제언하였기 때문에 본 연구는 전정-유산소 운동 프로그램이 노인의 균형에 미치는 영향을 조사하여 낙상 예방을 위한 새로운 운동 프로그램을 제공하고자 한다.

연구방법

연구 대상자

본 연구는 단일집단 사전-사후 검정 설계로 충청남도 K군 노인복지센터를 이용하는 65세 이상의 노인을 대상으로 진행하였다. 본 연구는 시행 전 중부대학교 생명윤리위원회의 연구 승인을 받은 후 진행하였다(JIRB-2024090601-01). 연구 대상자 모집을 위해 센터 내 게시판에 홍보 안내문을 부착 후 지원자를 모집하였다. 대상자의 선정기준은 65세 이상의 노인으로 독립적인 일상생활이 가능하며 의사소통이 가능한 자로 하였다. 제외기준은 신경학적 질환을 가지고 있는 자, 최근 6개월 이내 관절 수술을 받은 자, 급성 외상으로 통증이 있는 자, 인지 장애로 운동 프로그램을 이해하기 어려운 자, 운동 프로그램 참석률이 80% 미만인 자로 하였다. 본 연구에 참여 의사를 밝힌 지원자들에게 연구 목적과 방법에 대해 자세히 설명하였으며, 대상자들은 연구 참여를 위한 동의서를 제출하였다.

연구 절차

본 연구에 지원한 대상자는 34명이었으며 연구 선정기준에 맞추어 의사소통이 어려운 자 2명, 뇌졸중의 병력이 있는 자 2명, 급성 염좌 1명, 치매로 운동 프로그램을 이해하기 어려운 자 6명을 제외한 23명이 최종 참여하였다. 모든 대상자는 이름, 나이, 성별, 신장, 체중, 낙상 유무, 질병 유무를 사전에 조사하였고, 중재 전 균형, 고유수용성감각, 보행, 낙상효능감을 평가하였다. 균형은 정적 균형과 동적 균형이 평가되었으며 정적 균형은 힘판(Physiosensing v.19002, Sensing Future, Portugal)으로 평가되었고 동적 균형은 기능적 팔뻗기 검사, 일어나 걸어가기 검사, 사분면 구획스텝검사로 평가하였다. 고유수용성감각은 디지털 경사계(Dualer IQTM, J-TECH medical, USA)로 관절위치감각을 측정하였고, 보행은 동적 보행 지수를 사용하여 평가하였으며 낙상효능감은 낙상효능감 척도를 사용하였다. 운동 프로그램은 6주 동안 주 2회 60분간 수행한 뒤 사전 평가와 동일하게 사후 평가를 수행하였다[15].

중재 방법

전정-유산소 운동 프로그램

전정-유산소 운동 프로그램은 준비 운동, 본 운동, 마무리 운동으로 구성되어 있으며 준비 운동고 마무리 운동은 5분간 가벼운 전신 운동을 실시하였고 본 운동은 50분간 전정 운동, 유산소 운동, 대치 운동으로 구성되었다. 전정 운동은 앉은 자세에서 수행되었고, 운동의 종류는 머리를 고정한 상태에서 손가락 방향에 따라 눈을 좌우/상하로 움직이기, 손가락을 사선 또는 큰 원을 그리며 시선 따라가기, 시선은 손가락에 고정하고 고개만 좌우/상하로 돌리기, 머리 방향과 손가락을 반대 방향으로 움직이기와 같은 동작을 각 1세트당 10회 총 2세트를 10분간 수행하였다. 유산소 운동은 노래 박자에 맞추어 상하지를 지속적으로 움직일 수 있도록 구성하였다. 간주 중에는 손뼉을 치며 제자리 걷기를 수행하였다. 1∼2주차는 유산소 운동을 앉은 자세에서 수행하였으며, 3∼4주차는 앉은 자세로 15분, 선 자세로 15분간 유산소 운동을 수행하였다. 5∼6주차는 선 자세로 30분간 유산소 운동을 수행하였다. 앉은 자세에서 수행하는 유산소 운동은 전방, 양옆, 사선과 같은 다양한 방향으로 상체를 반복적으로 뻗는 동작과 하지를 제자리에서 걷기, 번갈아 가며 발차기와 같은 교대적인 움직임으로 구성하였다. 특히, 사선으로 팔을 뻗을 때 자연스럽게 몸통의 율동적인 회전이 만들어 지도록 하였다. 3∼4주차에 수행한 선 자세에서의 운동은 제자리 걷기, 사이드 스텝, 옆으로 다리 들기와 함께 앉은 자세에서 수행한 것과 같은 상지를 다양한 방향으로 뻗는 동작으로 구성하였다. 5∼6주차에 수행한 선 자세 운동은 제자리 걷기, 옆으로 걷기, 가벼운 스쿼트 동작과 함께 3∼4주차에 수행한 상지운동보다 순서를 복잡하게 수행하였다. 이처럼 유산소 운동은 2주마다 운동 자세를 변화시켜 대상자들의 흥미를 유도하였다. 대치 운동은 전정운동을 선 자세에서 수행하였으며 눈 감고 서있기, 발 뒤꿈치 들기, 일자로 서있기와 같은 동작이 추가되었다(Table 1).

평가도구

균형

본 연구에서 균형은 정적 균형과 동적 균형을 검사하며 정적 균형은 힘판으로 평가하고 동적 균형은 기능적 팔뻗기 검사, 일어나 걸어가기 검사, 사분면 구획 스텝검사로 평가할 것이다.

(1)정적 균형

힘판(Physiosensing v.19002, Sensing Future, Portugal)은 자세 안정성을 정량적으로 평가하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 도구이다[23]. 대상자는 힘판 위에 서서 눈을 뜬 상태로 양손을 가슴 앞에서 교차하게 두고 발은 어깨 넓이만큼 벌린 후 30초 동안 2 m 앞의 표시된 지점을 응시하며 최대한 정적인 자세를 유지하도록 한다. 측정 변수는 무게중심 이동 면적, 앞뒤 자세동요, 좌우 자세동요로 3번 측정하여 평균 값을 사용할 것이다.

(2)동적 균형

기능적 팔뻗기 검사의 평가 방법은 양 발을 어깨너비로 벌린 편안히 선 자세에서 어깨 관절을 90굴곡시키고 손은 주먹을 쥔다. 시작점에서 주먹을 넘어지지 않는 범위에서 최대한 앞으로 뻗어 그 거리를 측정한다[24]. 신뢰도는 0.97로 높고[25], 별다른 장비를 필요로 하지 않아 임상에서 자주 사용한다.

일어나 걸어가기 검사는 짧은 시간 안에 기능적 균형 및 이동 능력을 측정할 수 있는 검사이다. 평가 방법은 팔걸이 의자에 앉아있다가 시작 신호와 함께 일어서서 3 m 떨어진 반환점까지 갔다가 되돌아온 후 다시 의자에 앉기까지의 시간을 측정한다[26]. 착용하던 신발로 진행하고 필요한 경우 개인의 보행 보조도구를 지참 후 검사 시 사용한다. 소요 시간이 짧을수록 기능이 더 우수하다고 할 수 있다[27]. 신뢰도는 0.99로 매우 높다[26].

사분면 구획 스텝 검사는 동적 균형과 이동능력을 평 가하는 검사이다. 평가 방법은 평평한 바닥에 4개의 막대기를 이용하여 4개의 정사각형을 만든다. 첫 번째 칸을 기준으로 시계 방향과 시계 반대방향으로 막대기를 넘으며 걷는다. 첫 걸음을 떼어서 시작하고 다시 첫 번째 칸으로 돌아오기까지의 소요시간을 측정한다. 이때 막대를 건드리거나, 균형을 잡지 못하거나, 칸에 한발만 닿는 등의 상황이 발생하면 실패로 간주하고 다시 시도한다[28]. 신뢰도는 0.93∼0.98로 보고되었다[29].

고유수용성감각

듀얼 디지털 경사계(Dualer IQTM, J-TECH medical, USA)는 관절의 가동 범위를 디지털로 측정하여 고유수용성감각과 안정성을 확인하는 도구이다[30]. 고유수용성감각을 검사하는 방법은 피험자가 설정된 목표 각도를 5초간 유지하도록 한 후, 시야를 차단한 상태에서 시작점으로 돌아와서 설정된 각도로 능동적으로 위치시켰을 때 설정된 목표 각도와의 차이를 측정한다. 측정은 총 3회 반복하여 실시하며 그 평균 값을 사용한다[31]. 본 연구에서는 무릎과 발목의 관절 위치 오차값을 평가하였으며 각 관절의 최대 가동 범위의 중간 위치를 목표 각도로 설정하여 평가하였다[31]. 듀얼 디지털 경사계의 신뢰도는 0.980로 매우 높다[32].

보행

동적 보행 지수(dynamic gait index)는 균형 장애와 낙상 위험을 평가하기 위해 개발된 도구이다[33]. 이 평가 도구는 일상적인 보행 상황에서의 동적 균형 능력을 측정하기 위해 설계되었다. 동적 보행 지수는 평지에서 걷기(기본적인 보행 능력 평가), 속도 변화하기(보행 속도를 빠르게 또는 느리게 조절하는 능력), 수평 및 수직 방향으로 머리 돌리기(머리를 좌우 및 위아래로 돌리며 걷는 능력, 장애물 피하기(장애물을 피하거나 넘는 동안 균형을 유지하는 능력), 회전하기(180도 회전을 수행할 때의 균형 유지 능력), 계단 오르기(계단을 오르내리는 능력), 방향 전환하기(걷는 중 방향을 바꾸는 능력) 총 8가지 항목으로 구성되어 있다. 각 항목은 0점에서 3점까지 점수가 주어지며, 총점은 24점이다. 최근 연구에 따르면, 검사-재검사 신뢰도는 0.95로 높게 나타났다[32].

낙상효능감

낙상 효능감 척도(Fall efficacy scale-International)는 노인들이 일상생활에서 낙상을 얼마나 두려워하는지를 평가하는 도구로, 총 16개의 문항으로 구성되어 있다[11]. 낙상 효능감 척도의 문항으로는 일상생활에서 이루어지는 다양한 활동으로 의자에 앉거나 의자에서 일어나기, 집 청소하기, 간단한 식사 준비하기 등이 있다. 각 문항에 대해 1점(전혀 두렵지 않음)부터 4점(매우 두려움)까지의 점수를 매기게 된다. 낙상 효능감 척도의 총점은 16점에서 64점 사이로 점수가 높을수록 낙상에 대한 두려움이 크다는 것을 의미한다[10]. 낙상 효능감 척도의 신뢰도는 0.95로 매우 높게 나타났다[34].

자료분석

본 연구에서 수집된 모든 결과는 SPSS 프로그램(ver. 21.0 IBM Co., Armonk, USA)을 사용하여 분석하였다. 자료의 정규성 분포를 확인하기 위해 Shapiro-Wilk 검정을 사용하였으며 정규 분포함을 확인하였다. 대상자들이 6주간의 전정-유산소 운동프로그램을 수행한 후 종속 변수의 전후 변화를 통계학적으로 비교하기 위해 대응 t검정을 사용하여 분석하였다. 모든 통계학적 유의수준은 0.05로 설정하였다.

연구결과

본 연구에 참여한 총 인원 23명으로 남성 노인 6명, 여성 노인 17명이었다. 모든 대상자들이 우세측은 오른쪽이었으며 나이는 평균 82.74세, 몸무게는 50.30 kg, 키는 146.37 cm이었다(Table 2).

정적 균형은 힘판을 사용하여 자세동요와 무게중심의 이동 면적을 평가하였다. 좌우에 대한 자세 동요는 7.15 mm/s에서 5.46 mm/s로 유의하게 감소하였고(p<0.05), 앞뒤에 대한 자세 동요는 6.53 mm/s에서 4.54 mm/s로 유의하게 감소하였으며(p<0.05) 무게중심의 이동 면적은 97.73 mm2에서 57.11 mm2로 유의하게 감소하였다(p<0.05). 동적 균형은 기능적 팔뻗기 검사는 6.99 cm에서 12.83 cm로 유의하게 증가하였고, 일어나 걸어가기 검사는 21.51초에서 18.16초로 유의하게 감소하였으며 사분면 구획 스텝 검사는 24.44초에서 19.86초로 유의하게 감소하였다(p<0.05). 낙상 효능감은 중재 후 46.70점에서 40.39점으로 유의하게 감소하였다(p<0.05)(Table 3).

고유수용성 감각은 무릎과 발목의 위치 감각을 평가하였으며 무릎의 위치 감각은 7.42에서 5.83로 유의하게 감소하였으나, 발목의 위치 감각은 5.36에서 6.17로 유의한 차이가 없었다. 보행은 동적 보행 지수로 평가되었으며 9.26점에서 11.57점으로 유의하게 증가되었다(p<0.05) (Table 3).

고찰

본 연구의 결과를 기반으로 전정-유산소 운동 프로그램은 노인의 균형, 고유수용성감각, 및 보행을 향상시키기 위한 효율적인 운동 방법임을 확인하였다. 전정-유산소 운동 프로그램은 특성상 별도의 도구 없이 수행 가능하며 공간의 제약을 적게 받기 때문에 노인의 낙상 예방을 위한 운동 프로그램으로 다양한 영역에서 시행될 수 있을 것이다.

노인들의 정적 균형 능력 감소는 전정 기능과 고유수용성감각이 저하되면서 신체의 위치와 자세를 파악하는 능력의 손상으로 발생한다[35]. 본 연구에서 수행한 전정-유산소 운동은 정적 균형을 유의하게 향상시켰다(p<0.05). 본 연구의 전정-유산소 운동 중 손가락 방향에 따라 눈을 좌우/상하로 움직이기, 손가락을 사선 또는 큰 원을 그리며 시선 따라가기와 같은 전정운동은 전정-안구 반사를 개선시키고 시각과 전정기관의 상호작용을 향상시킴으로써 몸의 회전이나 기울어짐의 감지 능력을 증가시켜 정적 균형 능력의 유의한 변화를 유도한 것으로 사료된다[36]. 유산소 운동이나 대치 운동 중 반복적인 무릎관절 폄을 통해 활성화된 대퇴사두근은 무릎관절의 고유수용성감각을 유의하게 향상시키고, 이는 정적 균형 능력 개선에 기여할 수 있었던 것으로 보인다. 또한 대치 운동은 선 자세에서 전정 운동을 수행하였으며, 눈감고 서있기와 일자로 서있기와 같은 운동은 하지의 주동근과 길항근의 조절 능력을 향상시켜 자세 동요를 최소화시킬 수 있었던 것으로 사료된다[37].

전정 운동은 전정-안구 반사의 신경학적 연결을 강화하여 자세 균형에 도움을 주고 일상생활에서 정적 및 동적 안정성뿐 만 아니라 기능적 균형을 개선시킨다[36]. 선행 연구에 따르면 12주간 주 1회, 60분간 안구 운동과 머리 움직임 훈련을 포함한 전정 운동 프로그램을 시행한 결과, 균형 유지와 관련된 동적 움직임 조절 능력이 강화되어 기능적 팔 뻗기 검사에서 유의한 향상을 보였다[38]. 전정 운동은 시각과 전정계의 상호작용을 향상시켜 신체의 위치를 인식하고 눈, 머리, 몸통의 움직임을 더욱 효과적으로 조절할 수 있게 돕고[39], 유산소 운동은 신경가소성을 촉진하여 기억력과 실행 기능과 같은 인지 기능에 긍정적인 영향을 미쳐 신경계 반응 속도를 향상시킬 수 있다[40]. 선행 연구에 따르면 1주일 동안 총 3회 20분 동안 저강도 유산소 운동을 시행한 결과, 인지 기능의 개선과 신경계의 반응 시간을 단축시켰다[41]. 이러한 선행 연구를 바탕으로 본 연구에서 수행한 전정-유산소 운동은 동적 균형을 평가한 기능적 팔 뻗기 검사, 일어나 걸어가기 검사, 사분면 구획 스텝 검사에서 모두 유의한 향상이 나타났다(p<0.05). 본 연구에서 수행한 전정 운동은 눈과 머리의 개별적인 움직임을 촉진하고 대치 운동을 통하여 머리의 회전이 발생하는 동안 선 자세를 유지함으로써 균형 조절 능력을 향상시켰고, 유산소 운동 중 사선으로 팔 뻗기 동작과 율동적인 몸통 회전을 통해 몸통의 자세 조절 능력을 향상시킬 수 있었으며 박자에 맞추어 정확한 동작을 따라하게 함으로써 다양한 근육들이 적절한 타이밍에 수축할 수 있도록 신경계 반응 속도를 향상시켜 동적 균형 능력이 향상된 것으로 사료된다.

Kanylmaz 등[42]은 가상현실 기반 전정 재활 운동 프로그램이 노인의 어지럼증, 균형, 낙상 위험에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 보고하였다. 또한 미국 댄스치료협회에서는 댄스 유산소 운동에 대해 “개인의 정서적, 인지적, 신체적, 사회적 통합을 증진시키기 위한 움직임을 활용한 창의적인 예술 치료법”이라고 정의하였다[43]. Honaker 등[44]의 연구에 따르면 낙상 이력이 있는 전정 및 균형 장애 환자를 대상으로 전정 및 균형 재활 훈련을 실시한 결과, 활동 특이적 균형자신감 척도(Activities-specific Balance Confidence Scale)가 향상되어 낙상에 대한 두려움이 개선되었다고 하였다. 본 연구에도 낙상 효능감 척도는 유의하게 개선되었으며(p<0.05), 하위 항목 중 의자에 앉거나 일어나기와 주변 산책하기 항목 등에서 유의하게 향상되었다. 이는 전정 운동을 통한 균형능력의 개선과 대치 운동 중 선 자세로 전정 운동, 눈 감고 서있기, 발 뒤꿈치 들기, 일자로 서있기와 같은 동작들이 노인의 균형 능력을 향상시키고 보행의 안정감을 향상시킴으로써 낙상 효능감을 유의하게 개선시킨 것으로 사료된다[42].

본 연구에서 6주간의 전정-유산소 운동 프로그램을 진행한 결과, 무릎의 고유수용성감각은 유의하게 향상되었으나(p<0.05), 발목의 고유수용성감각은 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 노인의 균형능력을 개선시키기 위해 고유수용성감각은 중요한 요인 중 하나이다[45]. 고유수용성감각은 저항 운동뿐 만 아니라 유산소 운동의 구성에 따라 향상시킬 수 있다[15]. Hlaing 등[46]은 근육의 반복적인 수축이 신경근 조절과 운동 인지를 향상시킴으로서 고유수용성감각을 향상시킬 수 있다고 하였다. 본 연구에서 유산소 운동 중 앉은 자세에서 율동적인 무릎 관절 폄을 통해 대퇴사두근의 수축을 촉진하고 대퇴사두근의 반복적인 수축은 고유수용성감각을 자극하게 된다[47]. 발목의 고유수용성감각이 유의하게 향상되지 않은 이유는 노인의 발목 주변 근육은 정상 성인에 비해 뻣뻣하기 때문에 근육의 유연성을 회복시키는 것이 고유수용성감각을 향상시키기 위해 선행될 필요가 있다[48]. 본 연구에서는 발목 주변의 근육을 신장시키는 동작보다는 근육의 수축을 촉진시키는 운동으로 구성되어 발목 주변의 뻣뻣함을 증가시켰기 때문에 유의한 향상이 없었던 것으로 사료된다. 또한 무릎 관절 주변 근육은 유산소 운동 중 앉은 자세와 선 자세에서 모두 사용되지만 발목 관절 주변 근육은 선 자세에서만 동원되어 상대적으로 다양한 길이변화에 대한 적응이 적었기 때문에 발목 고유수용성감각은 유의한 변화를 나타내기에 운동의 양이 적었던 것으로 사료된다.

노인의 낙상을 예방하기 위해서는 다양한 환경에서의 균형조절이 요구되며 보행 중 다양한 과제를 포함한 기능적인 보행 평가가 필요하다[49]. 본 연구에서 기능적인 보행을 평가하기 위해 동적 보행 지수를 사용하였으며 하위 항목 중 보행 중 머리를 좌우로 움직이기, 보행 중 머리를 상하로 움직이기 보행 중 한 발을 축으로 회전하기, 장애물 주위를 걸어가기에서 유의한 향상이 나타났다. 본 연구에서 수행한 전정 운동 중 눈을 좌우/상하로 움직이기, 손가락을 사선 또는 큰 원을 그리며 시선 따라가기와 같은 운동이 전정-안구반사를 개선하여 머리 움직임에 따른 시야의 안정성을 증가시켰을 것이다[50]. 본 연구에서도 동적 보행 지수의 평가 시 보행 중 머리를 좌우/상하로 움직일 때 시야의 안정화로 인해 몸통 흔들림이 감소하는 모습을 보였다. 선행연구에서는 4주간 하루 3회 18분 동안 시행한 전정운동이 전정-안구 반사의 적응을 유도하여 시야 안정성을 향상시키고, 이는 DGI 점수의 유의미한 향상과 낙상 위험 감소로 이어진다고 보고하였다[51]. 본 연구의 유산소 운동 중 제자리 걷기, 옆으로 걷기, 옆으로 다리 들기 동작들이 하지 근육을 반복적인 자극을 통해 고유수용성감각을 자극하고 이로 인해 보행의 안전성이 향상된 것으로 보이며[52], 한 발을 축으로 회전할 때 지탱하고 있는 다리의 조절 능력을 향상시킴으로써 안정적인 회전이 가능하여 보행 속도의 변화 없이 과제를 수행할 수 있었던 것으로 사료된다[53]. 본 연구의 6주간 전정-유산소 운동 프로그램에 하지 근력 운동이 포함되지 않아 DGI의 평가 시 계단 오르기에서 유의한 향상되지 않은 것으로 사료된다.

본 연구의 제한점은 첫째, 전정-유산소 운동에 따른 근력이나 신경근 반응속도의 변화를 평가하지 못해 고유수용성감각이 유의하게 향상된 이유를 명확하게 입증하지 못하였다. 둘째, 전정-유산소 운동 프로그램 상 대상자들이 선 자세에서 운동을 수행할 수 있는 노인으로 제한된다. 셋째, 대상자들이 전정 운동 시 운동의 방법을 이해하기 어려워 운동 전 별도의 교육 시간이 필요하거나 전정 운동의 소요 시간을 늘릴 필요가 있었다. 넷째, 연구 설계상 대조군이 없어 비운동군과 비교하지 못하였다. 마지막으로 운동 중 낙상의 위험을 예방하기 위한 별도의 안전장치로 장애물이 없는 공간과 안전 관리요원이 필요할 수 있다.

결론

본 연구는 전정-유산소 운동 프로그램이 65세 이상의 노인의 균형, 고유수용성감각, 보행, 그리고 낙상 효능감을 유의하게 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 이 프로그램은 노인의 건강 증진과 낙상 예방을 위해 활용될 수 있을 것으로 기대되나 비교군의 부재로 인해 타 중재와의 우월성을 확인할 수 없었고 중재의 최적 적용기간에 대한 연구가 필요할 것으로 사료되어 추후 제한점을 보완한 추가 연구를 진행할 것이다.

감사의 글

본 연구의 프로그램 운영 및 평가를 위해 수고해주신 노승현, 서현아, 박한별, 정민채에게 감사의 마음을 전합니다.

Tables

Table 1

Vestibular-aerobic exercise program

Programs 1∼2 weeks 3∼4 weeks 5∼6 weeks
Warm-up exercise (5 min) Whole body gentle stretching
Main Exercise (50 min) Vestibular exercise (10 min) Sitting
∙Eye movement with finger horizontal and vertical movement, head still
∙Finger-guided eye tracking, head still
∙Keep your eyes on your fingers, head turns
∙Visual tracking exercise with opposing head and finger movements (10 times × 2 sets)
Aerobic exercise (30 min) Music dance on sit Music dance Music dance on stand
onsit (15 min)
andstand (15 min)
Alternative exercise (10 min) Sitting
∙Eye movement with finger horizontal and vertical movement, head still
∙Finger-guided eye tracking, head still
∙Keep your eyes on your fingers, head turns
∙Visual tracking exercise with opposing head and finger movements
∙Standing with your eyes closed
∙A heel lift
∙Standing in a straight line
Cool-down exercise (5 min) Whole body gentle stretching

Table 2

Demographics of participants

Variables Mean (SD)
Sex (male / female) 6 / 17
Dominant side (right / left) 23 / 0
Age (years) 82.74 (8.81)
Weight (kg) 50.30 (14.97)
Height (cm) 146.37 (11.96)

Table 3

Comparison of dependent variables before and after vestibular-aerobic exercise program.

Variables Pre-test (n=23) Post-test (n=23) t p
Static postural balance
Postural sway_ML (mm/s) 7.15 (3.14) 5.46 (1.11) 2.735 0.012*
Postural sway_AP (mm/s) 6.53 (3.82) 4.54 (1.71) 3.537 0.002*
Ellipse area (mm2) 97.73 (90.28) 57.11 (46.63) 2.573 0.017*
Dynamic postural balance
TUG (s) 21.51 (8.10) 18.16 (8.20) 3.185 0.004*
FRT (cm) 6.99 (3.18) 12.83 (4.05) -6.646 <0.001*
FSST (s) 24.44 (7.49) 19.86 (6.18) 3.598 0.002*
Falls efficacy
FES (points) 46.70 (8.40) 40.39 (10.17) 4.358 <0.001*
Proprioception
Knee joint (°) 7.42 (3.32) 5.83 (2.85) 2.857 0.009*
Ankle joint (°) 5.36 (3.12) 6.17 (4.01) -1.229 0.232
Walking
DGI (points) 9.26 (6.13) 11.57 (5.28) -2.379 0.026*

ML=mediolateral, AP=anterioposterior, TUG=timed up and go test, FRT=functional reach test, FSST=four square step test, FES=falls efficacy scale, DGI=dynamic gait index.

* presents p<0.05 by paired t test.


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