파킨슨병 환자의 보행동결이 Sit-to-walk 동작 시 동적 안정성에 미치는 영향 = Dynamic Stability in Parkinson's Disease Patients with Freezing of Gait during Sit-to-walk

국문 초록 (Abstract)

보행동결이 있는 파킨슨병 환자는 회전 과업, 보행 개시, 좁은 공간 통과, 목적지에 도달하는 순간, 시간을 재촉하는 동작에서 주로 보행동결 장애가 발생한다. 이러한 환자의 일상생활에서 주로 반복되는 앉기, 서기, 앉은 자세에서 일어서기뿐 아니라 이러한 동작이 연속적으로 일어나는 Sit-to-walk 동작은 위와 같은 동작의 위험 특성을 가지고 있다. 그러나 보행동결이 있는 파킨슨병 환자들의 Sit-to-walk 동작 시 움직임 특성 및 시간을 재촉하는 환경에서의 움직임 특성에 대한 분석은 부족한 실정이다. 따라서 이 연구의 목적은 보행동결이 있는 파킨슨병 환자 그룹, 보행동결이 없는 파킨슨병 환자 그룹, 동 연령대의 대조 그룹을 대상으로 선호 속력과 최대 속력에 따른 Sit-to-walk 동작 시 동적 안정성에 대한 특성을 분석하는데 있다.
연구 대상자는 신경과 전문의에게 UK Parkinson’s Disease Society Brain Bank의 기준에 따라 특발성 파킨슨병을 진단받은 환자를 대상으로, 보행동결이 있는 그룹 12명, 보행동결이 없는 그룹 12명, 대조 그룹 12명이 실험에 참여하였다. 이 연구의 주요 과업인 Sit-to-walk 동작은 일상생활에서 일어서서 걷는 자가 선호 속력과 가능한 빠르게 일어서서 걷는 최대 속력으로 각각 3회를 무작위 순서로 측정하였으며, 3회의 자료를 평균하여 분석하였다.
선호 속력에서의 Sit-to-walk 동작 결과, 파킨슨병 환자 그룹의 보행동결이 있는 그룹과 보행동결이 없는 그룹은 대조 그룹보다 앉은 상태에서 일어나는 구간의 소요 시간(p<0.001)은 길게, 질량중심점 변위(p=0.003)는 작게, 질량중심점 속도(p<0.001)는 느리게 나타났다. 그리고 첫 스텝 구간의 스텝 속도(p<0.001)는 느리게, 스텝 길이(p<0.001)는 작게, 최대전후지면반력(p<0.001)은 작게 나타났다. 보행동결이 있는 파킨슨병 환자 그룹은 보행동결이 없는 그룹과 대조 그룹보다 앉은 상태에서 일어나는 구간의 최대전후지면반력(p=0.012)과 엉덩관절 최대모멘트(p=0.008)는 크게 나타났다.
최대 속력에서의 Sit-to-walk 동작 결과, 파킨슨병 환자 그룹의 보행동결이 있는 그룹과 보행동결이 없는 그룹은 대조 그룹보다 앉은 상태에서 일어나는 구간의 질량중심점 속도(p<0.001)는 작게, 엉덩관절(p=0.008) 및 무릎관절(p=0.002) 가동범위는 크게 나타났다. 첫 스텝 구간의 질량중심점 변위(p<0.001)는 작게, 스텝 속도(p<0.001)는 느리게, 스텝 길이(p<0.001)는 작게, 최대전후지면반력(p<0.001)은 작게, 엉덩관절 가동범위(p=0.004)는 작게 나타났다. 그리고 첫 스텝의 toe off 시점에서 압력중심점과 질량중심점 간의 전후 거리(p=0.012)는 대조 그룹보다 크게 나타났다. 보행동결이 있는 그룹은 보행동결이 없는 그룹보다 앉은 상태에서 일어나는 구간의 엉덩관절 최대모멘트(p=0.008)는 크게 나타났다.
결론적으로, 파킨슨병 환자 그룹은 효율적인 Sit-to-walk 동작 수행을 위한 Sit-to-stand 동작의 움직임 조절 능력 및 Sit-to-walk 동작 수행 능력 감소가 나타났다. 또한, 보행동결이 있는 그룹은 Sit-to-stand 동작의 움직임 조절 능력 및 Sit-to-stand에서 걷기로 전환되는 추진력 발생 능력 감소가 나타났다. 마지막으로, 파킨슨병 환자 그룹은 대조 그룹보다 속력 변화에 따른 동적 안정성 조절 능력이 낮은 것으로 나타났다.
따라서 이 연구의 속력 변화를 통한 Sit-to-walk 동작은 파킨슨병 환자와 건강한 고령자의 움직임 특성 구분 능력 및 파킨슨병 환자의 보행동결의 유무를 탐지할 수 있는 측정 동작으로서 가치가 있는 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The freezing of gait in patients with Parkinson disease(PD) is mainly observed during turning tasks, gait initiation, passing narrow spaces, and reaching a destination. The motions of sitting, standing, and sit-to-stand are repeated in daily activities, and sit-to-walk motions, in which these motions continuously occur, involve the risk characteristics with sustained PD freezing of gait (freezers). However, there is a lack of analyses examining the characteristics of the sit-to-walk task in PD patients with freezing of gait through speed changes. The purpose of this study was to analyze the dynamic stability characteristics of PD patients with(freezers) and without freezing of gait(non-freezers) in the sit-to-walk task at a preferred speed and maximum speed.
The subjects were classified by a neurologist into 12 Freezers, 12 Non-freezers, and 12 controls based on the criteria specified by the UK Parkinson's Disease Society Brain Bank. The sit-to-walk task was measured by performing three repetitions in a random order individually at a preferred speed in daily life and at the maximum possible speed, and they were analyzed and averaged.
The results of the sit-to-walk motion at the preferred speed indicated that the freezers and non-freezers exhibited higher elapsed time (p<0.001), lower displacement of the center of mass (p<0.003), and a lower velocity of the center of mass (p<0.001) in the sit-to-stand phase compared to the controls. Furthermore, the freezers and non-freezers exhibited a lower step velocity (p<0.001), a lower step length (p<0.001), and a lower peak anterior-posterior ground reaction force (p<0.001) in the first step phase compared to the controls. The freezers displayed a higher peak anterior-posterior ground reaction force (p<0.001) and a higher peak moments of hip joint (p=0.008) in the sit-to-stand phase compared to the non-freezers.
The results of the sit-to-walk task at the maximum speed indicated that the freezers and non-freezers exhibited a lower velocity of the center of mass (p<0.001) and a higher range of motion of the hip joint (p=0.008) and knee joint (p=0.002) in the sit-to-stand phase compared to the controls. Furthermore, the freezers and non-freezers displayed a lower displacement of the center of mass (p<0.001), a lower step velocity (p<0.001), a lower peak anterior-posterior ground reaction force (p<0.001), and a lower range of motion of the hip joint (p=0.004) in the first step phase compared to the controls. Additionally, the freezers and non-freezers exhibited a higher anterior-posterior distance between the center of pressure and center of mass at the toe-off point of the first step compared to the controls (p=0.012). The freezers displayed higher peak moments of the hip joint in the sit-to-stand phase compared to the non-freezers (p=0.008).
Specifically, the PD patients exhibited reduced control ability with respect to sit-to-stand motions for efficient sit-to-walk task and reduced ability to perform the sit-to-walk task. Furthermore, the freezers displayed reduced ability to control the sit-to-stand task. Finally, the PD patients exhibited a lower ability to control dynamic stability with changes in speed when compared with that of the controls.
Hence, the sit-to-walk task with respect to the speed changes in this study is considered as a valuable motion to distinguish between the movement characteristics of PD patients and healthy elderly individuals and to measure the with and without freezing of gait in PD patients.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구의 목적 4
• Ⅱ. 연구 방법 5
• 1. 연구 대상 5
• 2. 실험 계획 및 절차 7
• 3. 통계 처리 13
• Ⅲ. 결 과 14
• 1. 구간별 시간 14
• 2. 구간별 질량중심점 변위 및 속도 15
• 3. 하지관절 가동범위 20
• 4. 시·공간 변수 23
• 5. COP-COM 전후·좌우 거리 25
• 6. 최대지면반력 26
• 7. 최대관절모멘트 및 파워 28
• Ⅳ. 고찰 33
• Ⅴ. 결론 39
• 참고문헌 41
• Abstract 46