착용형 엉덩관절 외골격 기반 과제지향훈련이 만성 뇌졸중 환자의 보행, 균형 및 하지 근육에 미치는 영향: 단일사례연구 = Effects of Task-oriented Training using Wearable Hip Exoskeleton on Gait, Balance and Muscle Strength in Chronic Stroke: A Single-Subject Experimental Design

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Effects of Task-oriented Training using Wearable Hip Exoskeleton on Gait, Balance and Muscle Strength in Chronic Stroke: A Single-Subject Experimental Design

Jae-Hyeok Choi
Dept. of Physical therapy
Graduate School of Health and Welfare
Baekseok University, Seoul

Wearable hip exoskeletons have been developed and applied to improve walking function in individuals with walking disabilities. For stroke patients, gait function ability is crucial for their quality of life. However, research on the effects of training with wearable hip exoskeletons in stroke patients is limited.
This study aimed to investigate the effects of task-oriented training using wearable hip exoskeletons(Bot Fit, Samsung Electronics Co, Korea) on walking, balance ability, muscle thickness and strength in chronic stroke patients. The study employed a single-subject experimental research design (ABA'). Four chronic stroke patients participated, and the experimental process was divided into three phases: (1) baseline phase (8 sessions), (2) intervention phase (12 sessions), and (3) return-to-baseline phase (8 sessions).
Outcome measures included the TUG, 10MWT, and Berg Balance Scale to assess gait, balance, and lower Extremity muscle. and muscle thickness was measured using sonography while strength was evaluated using a dynamometer. Each session involved 30 minutes of task-oriented training, with the wearable hip exoskeletons intervention applied during the intervention phase. The results showed significant improvements in Timed Up and Go, 10 Meter Walking Test, and Berg Balance Scale scores during the intervention phase, and these gains were maintained in the return-to-baseline phase. Although no significant changes were observed in muscle strength and thickness, they were maintained without decline.
The findings suggest that task-oriented training using a wearable hip exoskeletons may effectively improve balance and gait abilities while maintaining muscle strength and thickness in chronic stroke patients. Future studies should focus on further enhancing and sustaining these effects and exploring the long-term benefits and potential applications of wearable hip exoskeletons-assisted training in a larger population of chronic stroke patients.

Key Words
Chronic Stroke, Wearable Hip Exoskeleton, Task-oriented, Gait, Balance

국문 초록 (Abstract)

착용형 엉덩관절 외골격 기반 과제지향훈련이 만성 뇌졸중환자의 보행, 균형 및 하지 근육에 미치는 영향: 단일사례연구

백석대학교 보건복지대학원
물리치료학 전공
최 재 혁

착용형 엉덩관절 외골격은 보행 장애가 있는 개인의 보행 능력을 향상시키기 위해 개발되고 적용되었다. 뇌졸중 환자의 경우 보행 능력이 삶의 질에 매우 중요하다. 뇌졸중 환자에서 착용형 엉덩관절 외골격을 사용한 훈련의 효과 에 대한 연구는 제한적이다. 본 연구는 착용형 엉덩관절 외골격(Bot Fit, 삼성 전자, 한국)을 사용한 과제지향훈련이 만성 뇌졸중 환자의 보행, 균형, 하지의 근두께 및 근력에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 본 연구는 단일사례연구(Single subject design) ABA' 설계를 사용하였으며, 만성 뇌졸중 환자 4명이 참여하였다. 실험 과정은 기초선 단계 8회기(A), 중재 단계 12회기(B), 회귀 기초선 단계 8회기(A')로 나뉘어 진행되었다. 평가 항목으로는 일어나 걷기 검사(TUG), 10미터 보행 검사(10MWT), 버그균형척도(BBS)를 사용하여 보행, 균형을 평가하였다. 또한, 근두께는 초음파를 사용 하여 측정하고, 근력은 휴대용 근력계를 통해 평가하였다. 각 회기에는 30분간의 과제지향훈련이 포함되었으며, 준비 운동, 선 상태에서 걷기, 8자 걷기, 빠르게 걷기, 불안정한 표면 걷기, 계단 오르내리기 운동으로 구성되었다. 중재 단계에서 착용형 엉덩관절 외골격을 적용하여 진행하였다. 연구 결과, TUG, 10MWT는 유의미하게 향상되었으며, 이러한 향상은 회귀 기초선 단계에서도 유지되었다. 근력과 근두께 및 BBS에서는 유의미한 변화는 없었으나, 감소 없이 유지되었다. 이러한 결과는 착용형 엉덩관절 외골격 기반 과제지향훈련이 만성 뇌졸중 환자의 균형 및 보행 능력을 효과적으로 향상하는 동시에 근력과 근두께를 유지할 수 있음을 시사한다. 착용형 엉덩관절 외골격이 만성 뇌졸중 환자의 보행과 균형 향상에 효과적이므로, 임상에서 보행 재활 훈련의 보조 도구로 활용될 수 있고, 더 나아가 일상생활에서 더 독립적으로 움직일 가능성이 높아 져 장기적인 보행 재활 방법으로 효과적이라고 생각된다.

주제어 : 만성 뇌졸중, 착용형 엉덩관절 외골격, 과제지향훈련, 보행, 균형

목차 (Table of Contents)

• 목 차 ⅰ
• 그림목차 ⅲ
• 표 목 차 ⅴ
• 국문초록 ⅵ
• 제1장 서론 1
• 제1절 연구의 배경 1
• 제2절 연구의 필요성 3
• 제3절 연구의 목적 5
• 제4절 연구의 가설 6
• 제5절 연구의 제한점 7
• 제2장 문헌 고찰 8
• 제1절 착용형 엉덩관절 외골격에 대한 선행연구 8
• 제2절 뇌졸중 환자의 과제지향훈련에 대한 선행연구 11
• 제3장 연구 방법 14
• 제1절 연구 대상자 14
• 제2절 연구 설계 16
• 제3절 측정 도구 및 방법 18
• 제4절 중재 도구 및 방법 26
• 제5절 자료 분석 34
• 제4장 연구결과 35
• 제1절 연구대상자의 일반적인 특성 35
• 제2절 10미터 보행 검사 비교 36
• 제3절 일어나 걷기 검사 비교 38
• 제4절 하지의 근력 비교 40
• 제5절 버그 균형 척도 비교 42
• 제6절 하지의 근두께 비교 44
• 제5장 고찰 46
• 제6장 결론 및 제언 51
• 참고문헌 53
• Abstract 63
• 부 록 65