손힘 및 각 손가락 힘 데이터를 이용한 일반인과 뇌 질환 환자 비교 분석 연구 = A Comparative Analysis of the Healthy Controls and Patients with Brain Disorders Using Grip Force and Individual Finger Force Data

국문 초록 (Abstract)

뇌 질환이란 뇌 내⸱외부적 요인으로 인해 뇌 기능에 문제가 생기는 질병을 의미한다. 뇌 질환은 보다 빠른 단계에서의 발견과 치료가 중요한 과제가 되어 과거부터 연구가 진행되어 왔다. 하지만 기존에는 눈에 보이는 증상이 나타났을 때 진단을 받아보기 때문에 이미 뇌 손상이 이루어진 후, 진찰 및 치료가 이루어지게 된다. 뇌 손상으로 인한 초기 증상은 신체 말단에서 주로 발생하며, 이는 눈에 띄는 차이가 보일 때도 있는 반면, 환자 본인도 인식하지 못하는 경우가 있다. 따라서 신체 말단에서 나타나는 미세한 이상을 빠른 단계에서 잡아내는 것이 비침습적 뇌 질환 연구의 핵심이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 신체의 말단 중, 일상생활에 많은 부분에서 사용되는 손힘, 즉 악력으로 일반인과 환자의 차이를 확인하였다. 연구 대상자로는 일반인, 환자 각각 34명씩 총 68명이 참여하였으며, 실험에 앞서 각 연구 대상자마다 키, 몸무게, 나이, 손길이, 손 너비, 손두께, 손목 둘레를 측정하였다. 악력 측정은 총 악력과 각 손가락 힘을 동시에 측정하고 악력을 이용한 다양한 측정 방법을 지원하는 K-Force를 이용하였다. 악력 측정은 최대 평균 악력을 구하기 위해 MVC 측정 방법을 이용하였으며, 악력 조절 능력 측정을 위해 Tracking Force 측정 방법을 사용하였고, 마지막으로 악력 인지 능력을 확인하기 위해 Borg Scale 측정 방법을 사용하였다. 수집된 모든 데이터는 IBM SPSS Statistics Ver. 27을 사용하여 분석하였다.
연구 결과, 일반인과 뇌 질환 환자 간의 총 악력과 손가락 힘이 유의한 차이가 확인되었다. 총 악력의 경우 환자가 일반인보다 평균 13.94% 낮은 악력을 보였으며, 각 손가락 힘은 일반인과 비교해서 환자가 평균 50.62% 낮게 나타났다. 또한 기여도 면에서 유의한 차이가 확인되었다. 일반인의 손가락 기여도가 [중지 > 검지 > 약지 > 소지]로 나타난 반면, 뇌 질환 환자의 손가락 기여도는 [중지 > 약지 > 검지 > 소지]로 검지와 약지의 기여도가 상반되게 나타났다.
악력 조절 능력과 인지 능력 측정 결과, 조절 능력은 일반인보다 환자가 평균 30.96% 낮았으며, 인지 능력 역시 일반인과 비교하여 44.84% 낮은 인지 능력을 보였다. 또한 정답과의 차이를 보았을 때, 일반인은 대부분의 인원이 평균 15 미만의 오차를 보였으나, 환자는 반에 가까운 인원이 20 이상의 오차를 보였다.
이와 같은 결과는 앞서 연구된 뇌 질환 환자들에게서 나타나는 현상과 유사하였으며, 악력 조절 능력과 인지 능력은 뇌 질환 환자의 근육 조절 능력 감소를 뒷받침하는 유의미한 결과로 볼 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Brain disease refers to a disease that causes problems in brain function due to internal and external factors. Brain diseases have been studied in the past because detection and treatment at a faster stage have become important tasks. However, in the past, since a diagnosis is made when visible symptoms appear, examination and treatment are performed after brain damage has already been made. Early symptoms due to brain damage occur mainly at the ends of the body, which sometimes show a noticeable difference, while the patient himself may not recognize it. In other words, catching microscopic abnormalities at the ends of the body at an early stage can be the core of non-invasive brain disease research. Therefore, in this study, the difference between the general public and the patient was confirmed by the hand force used in many parts of the ends of the body, that is, the grip force. A total of 68 people participated in the study, 34 people each from the Healthy Controls and Patients with Brain Disorders, and before the experiment, height, weight, age, hand length, hand width, hand thick, and hand circumference were measured for each study subject. For the measurement of grip strength, K-Force was used to measure the total grip strength and individual finger force at the same time and support various measurement methods using grip strength. For the measurement of the grip strength, the MVC measurement method was used to obtain the maximum average grip strength, the Tracking Force measurement method was used to measure the grip control ability, and finally, the Borg Scale measurement method was used to confirm the grip cognitive ability. All collected data were analyzed using IBM SPSS Statistics Ver. 27. As a result of the study, a significant difference in total grip strength and finger force between the Healthy Controls and patients with brain disease was confirmed. In the case of total grip strength, Patients with Brain Disorders showed an average of 13.94% lower grip strength than the Healthy Controls, and each finger strength was 50.62% lower in Patients with Brain Disorders compared to the Healthy Controls. In addition, a significant difference was confirmed in terms of contribution. While the contribution of the Healthy Controls's finger was found to be [middle finger> index finger> ring finger> little finger], the contribution of the index finger and ring finger of patients with brain disease was [middle finger> ring finger> index finger > little finger], which was opposite.
As a result of measuring grip control ability and cognitive ability, the average control ability of Patients with Brain Disorders was 30.96% lower than that of the Healthy Controls, and the cognitive ability was 44.84% lower than that of the Healthy Controls. In addition, when looking at the difference from the correct answer, most of the Healthy Controls showed a cognitive error of less than 15 on average, but nearly half of the Patients with Brain Disorders showed a cognitive error of more than 20.
These results were similar to the previously studied phenomena in patients with brain disease, and grip control ability and cognitive ability can be seen as significant results supporting the decrease in muscle control ability in patients with brain disease.

목차 (Table of Contents)

• 표 목 차 iii
• 그 림 목 차 iv
• 용 어 설 명 v
• 국 문 요 약 vi
• I. 서 론 1
• 1. 연구 배경 1
• 2. 연구 목적 3
• 3. 연구 내용 4
• II. 연구의 배경 5
• 1. 뇌 질환 연구 5
• 2. 악력 8
• 3. 뇌 질환과 악력 11
• 4. 각 손가락 힘 연구 15
• III. 연구 방법 21
• 1. 연구 대상자 21
• 2. 실험 장비 23
• 3. 실험 설계 30
• 4. 데이터 분석 32
• IV. 연구 결과 33
• 1. MVC 33
• 2. Tracking Force 43
• 3. Borg Scale 45
• V. 결론 49
• 1. 결론 49
• 2. 한계점 57
• 3. 향후 과제 57
• 참 고 문 헌 58
• ABSTRACT 64