사시환자의 감각조건별 균형조절 특성과 보행패턴 분석 = Analysis of balance control characteristics under sensory conditions and gait patterns in patients with strabismus

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 사시 환자에서 감각 조건이 달라질 때 균형 조절과 보행 특성이 어떻게 변화하는지를 알아보기 위해 수행되었다. 연구 대상은 사시군과 정상군으로 구성하였으며, 서 있는 자세에서의 균형 능력과 실제 보행 특성을 함께 분석하였다. 균형 평가는 임상적 감각통합 균형검사(CTSIB)를 이용하여 표준 조건(STD), 시각 차단 조건(VIS), 체성감각 교란 조건(PRO), 전정 의존 조건(VEST)에서 실시하였다. 보행 분석은 OptoGait 시스템을 사용하여 보행 속도, 보폭, 보행폭, 그리고 좌우 보행 대칭성 지표를 측정하였다.
정적 균형 분석 결과, 시각 정보가 차단된 조건(VIS)에서 사시군은 정상군에 비해 자세 흔들림이 유의하게 증가하였다. 압력중심 경로 길이는 사시군이 50.70 ± 21.57 cm, 정상군이 33.52 ± 11.62 cm로 나타났으며(p < 0.05), 좌우 흔들림 폭 역시 사시군 2.93 ± 1.44 cm, 정상군 1.86 ± 0.90 cm로 사시군에서 유의하게 컸다(p < 0.05). 전정 감각에 더 의존해야 하는 조건(VEST)에서는 이러한 차이가 더욱 뚜렷하게 나타나, 흔들림 경로 길이는 사시군 75.67 ± 34.88 cm, 정상군 50.56 ± 20.64 cm로 사시군에서 유의하게 증가하였다(p < 0.01). 좌우 흔들림 폭 또한 사시군이 정상군보다 유의하게 컸다(p < 0.05). 감각 반응성 비율은 두 집단 간 차이가 없었으나(p > 0.05), 사시 유형별 분석에서는 외사시군의 경로 길이 감각 반응성이 내사시군보다 유의하게 높게 나타났다(p = 0.042).
보행 분석 결과, 사시군은 정상군에 비해 보폭, 보행폭, 보행 속도가 모두 감소하는 경향을 보였다. 보폭은 정상군 103.58 ± 13.34 cm, 사시군 93.41 ± 15.29 cm로 사시군에서 유의하게 짧았으며(p = 0.012), 보행폭 역시 정상군 11.59 ± 4.72 cm, 사시군 8.56 ± 4.34 cm로 사시군에서 유의하게 좁았다(p = 0.017). 보행 속도 또한 정상군 0.98 ± 0.19 m/s에 비해 사시군 0.84 ± 0.23 m/s로 유의하게 감소하였다(p = 0.020). 사시 유형별 비교에서는 내사시군이 외사시군보다 보행폭이 유의하게 좁았다(p < 0.05). 좌우 보행 대칭성 분석에서는 사시군이 정상군보다 보행 과정 전반에서 좌우 비대칭성이 더 크게 나타났다. 보폭 좌우 차이는 정상군 6.17 ± 6.97%, 사시군 10.95 ± 9.33%로 사시군에서 유의하게 증가하였으며(p = 0.038), 입각기와 유각기 비율의 좌우 차이 또한 사시군에서 유의하게 컸다(p < 0.05). 이에 따라 한 걸음 시간과 순간 보행 속도의 좌우 차이도 사시군에서 유의하게 증가하였다(p < 0.05).
균형 지표와 보행 지표 간의 관계를 분석한 결과, 체성감각 교란 조건에서의 좌우 흔들림 증가는 보폭 좌우 비대칭성과 유의한 양의 상관을 보였다(r = 0.45, p = 0.018). 또한 전정 의존 조건에서 흔들림 경로 길이가 증가할수록 유각기 좌우 비대칭성이 커지는 상관이 나타났다(r = 0.39, p = 0.041). 경로분석 결과, 전정 조건에서의 좌우 흔들림 증가는 발치기 단계의 좌우 비대칭성을 유의하게 증가시켰으며(β = 0.54, p < 0.01), 발치기 단계의 좌우 비대칭성 증가는 한 걸음 시간의 좌우 차이(β = 0.51, p = 0.02)와 보행 속도의 좌우 차이 증가(β = 0.57, p < 0.01)에 유의한 영향을 미쳤다.
이상의 내용을 종합하면, 사시 환자는 시각 및 전정 감각 조건 변화에 따라 균형 조절의 불안정성이 증가하고, 이에 따라 보행 과정에서의 좌우 대칭성 저하가 나타난다. 이러한 양상은 사시의 기능적 영향이 단순한 안구 정렬 이상을 넘어, 전반적인 감각–운동 통합 조절의 비효율성과 관련됨을 보여준다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aimed to examine sensory condition–dependent alterations in balance control and gait symmetry in patients with strabismus. The participants consisted of a strabismus group and a control group. Both static balance during standing and dynamic gait characteristics during walking were analyzed.
Balance was assessed using the Clinical Test of Sensory Interaction on Balance (CTSIB) under four conditions: standard (STD), visual deprivation (VIS), proprioceptive disturbance (PRO), and vestibular-dependent (VEST). Gait analysis was performed using the OptoGait system to measure gait velocity, step length, step width, and left–right gait symmetry parameters.
In the static balance analysis, under the visual deprivation condition, the strabismus group showed markedly greater postural instability than the control group. Specifically, center of pressure path length measured 50.70 ± 21.57 cm in the strabismus group and 33.52 ± 11.62 cm in the control group (p < 0.05), and mediolateral sway amplitude was also greater in the strabismus group, measuring 2.93 ± 1.44 cm compared with 1.86 ± 0.90 cm in the control group (p < 0.05). These group differences were more pronounced under the vestibular-dependent condition. Center of pressure path length increased to 75.67 ± 34.88 cm in the strabismus group compared with 50.56 ± 20.64 cm in the control group (p < 0.01), and mediolateral sway was also significantly greater in the strabismus group (p < 0.05).
Sensory reactivity ratios did not differ significantly between groups (p > 0.05); however, subtype analysis revealed that patients with exotropia exhibited significantly higher path length sensory reactivity than those with esotropia (p = 0.042).
Gait analysis revealed reduced step length, step width, and gait velocity in the strabismus group compared with controls. Step length was 93.41 ± 15.29 cm in the strabismus group and 103.58 ± 13.34 cm in the control group (p = 0.012), while step width was 8.56 ± 4.34 cm in the strabismus group and 11.59 ± 4.72 cm in the control group (p = 0.017). Gait velocity was also significantly lower in the strabismus group, measuring 0.84 ± 0.23 m/s compared with 0.98 ± 0.19 m/s in the control group (p = 0.020). Subtype comparison indicated that the esotropia group had a significantly narrower step width than the exotropia group (p < 0.05).
A key finding was that the strabismus group exhibited markedly greater left–right gait asymmetry across multiple gait phases. Step length asymmetry was higher in the strabismus group, with a value of 10.95 ± 9.33%, compared with 6.17 ± 6.97% in the control group (p = 0.038), and asymmetry in stance and swing phase proportions was also significantly increased (p < 0.05). Accordingly, asymmetry in step time and instantaneous gait velocity was significantly greater in the strabismus group (p < 0.05).
Correlation analysis showed that increased mediolateral sway under the proprioceptive disturbance condition was positively correlated with step length asymmetry (r = 0.45, p = 0.018). In addition, increased COP path length under the vestibular-dependent condition was significantly correlated with swing phase asymmetry (r = 0.39, p = 0.041). To further examine the directional linkage between sensory-dependent postural instability and gait asymmetry, path analysis was performed. Path analysis further demonstrated that increased mediolateral sway under vestibular conditions significantly increased pre-swing phase asymmetry (β = 0.54, p < 0.01), which subsequently contributed to greater asymmetry in step time (β = 0.51, p = 0.02) and gait velocity (β = 0.57, p < 0.01).
In conclusion, patients with strabismus exhibit increased instability of balance control under visual and vestibular sensory challenges, which is associated with reduced left–right gait symmetry during walking. These findings suggest that strabismus is associated with broader deficits in sensory–motor integration, rather than being limited to ocular alignment abnormalities alone.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1-1. 연구 배경 1
• 1-2. 이론적 고찰 2
• 1) 사시의 정의 및 유형 2
• 2) 균형과 보행 기능의 발달 2
• 3) 시각장애 또는 사시 아동의 균형 및 보행 관련 선행연구 3
• 1-3. 연구의 필요성과 목적 3
• Ⅱ. 연구 대상 및 방법 5
• 2-1. 연구 대상 5
• 2-2. 연구 방법 7
• 1) 균형조절 특성 분석 7
• 2) 보행 패턴 분석 12
• 3) 대상자 분류 기준 19
• 2-3. 통계 분석 21
• Ⅲ. 결과 23
• 3-1. 사시 아동의 감각조건 별 균형 기능 분석 23
• 1) 연구대상자의 인구통계학적 특성 23
• 2) CTSIB 조건별 균형 지표 기술통계 24
• 3) 감각 반응성 지표 분석 29
• 4) 외사시와 내사시 아동 간 감각 반응성 지표 분석 31
• 3-2. 사시 아동의 보행 기능 분석(GAIT 기반) 33
• 1) 보행주기 기반 공간 관련 지표 비교 33
• 2) 보행주기 기반 속도 및 리듬 관련 지표 비교 35
• 3) 보행주기 내 위상 관련 지표 비교 38
• 4) 보행 대칭성 지표 비교 39
• 5) 외사시와 내사시 아동 간 보행 지표 비교 40
• 3-3. 사시 아동의 감각 반응성과 보행 대칭성의 통합 분석 41
• 1) 개별 감각-보행 프로파일 분석 41
• 2) 균형-보행 지표 간의 기본 연관성 분석 46
• 3) 약시 동반 여부에 따른 하위 분석 51
• 4) 편위량 범주에 따른 하위 분석 52
• 5) 다변량 회귀 기반 경로분석 53
• Ⅳ. 고 찰 55
• Ⅴ. 결 론 67
• □ 참고문헌 68
• □ Abstract 72