8. Three-dimensional reaching tasks: effect of reaching height and width on upper limb kinematics and muscle activity
Vandenberghe, A., Levin, O., De Schutter, J., Swinnen, S., & Jonkers, I. (2010). Three-dimensional reaching tasks: effect of reaching height and width on upper limb kinematics and muscle activity. Gait & posture, 32(4), 500-507.
이전 연구들에서, 상지의 협응은 보통 2차원(2D)의 팔운동과정에서 분석되었다. 관절 역학과 근육 활성에 기반을 두고, 어깨 관절이 다관절 운동을 조절한다는 것을 증명해왔다. 본 연구는 3차원(3D)의 팔뻗기 과제에 초점을 두었고 2D에서 이전에 설명된 협응 전략이 3D 운동으로 변환될 수 있는지 그리고 공간에서 다양한 위치로 팔뻗기가 운동학적 영향을 주고 상지 근육의 전략에 영향을 줄 수 있는지를 검증하였다.
10명의 건강한 대상자들은 팔길이에 위치한 3차원 공간에서 9개의 다양한 목표물을 향해 팔을 뻗었다. 어깨와 팔꿈치의 운동학적 데이터와 10개 상지근육의 전기적 활성이 기록되었다. 운동학적 차이점과 EMG의 차이점이 다양한 팔뻗기 조건 사이에서 비교되었다.
어깨 근육의 활성은 팔꿈치 신전에 앞서 어깨의 거상을 유도하는 팔꿈치 근육에서 보다 더 일찍 증가되었다. 다양한 넓이에서 팔뻗기는 어깨 운동학적 요소에만 영향을 미쳤던 반면, 다양한 높이에서 팔뻗기는 어깨와 팔꿈치 관절 모두에 영향을 미쳤다. 팔뻗기 높이의 조절은 팔꿈치 굴곡의 즉각적인 적응과 이에 따른 어깨 거상의 적응을 유도하였다.
앞선 2차원 분석에서 설명하였던 것처럼, 어깨관절이 3차원의 팔뻗기 과제 동안 운동을 이끈다. 팔뻗기 과제를 3차원으로 바꾸는 것은 주로 팔꿈치 협응전략에 영향을 주는 팔뻗기 높이에 따라 어깨와 팔꿈치 관절 사이의 상호작용에 영향을 미쳤다.
9. Pathological and physiological muscle co-activation during active elbow extension in children with unilateral cerebral palsy
Sarcher, A., Raison, M., Leboeuf, F., Perrouin-Verbe, B., Brochard, S., & Gross, R. (2017). Pathological and physiological muscle co-activation during active elbow extension in children with unilateral cerebral palsy. Clinical Neurophysiology, 128(1), 4-13.
목적: CP아동을 대상으로 팔꿈치관절의 신전동안 굴곡근/신전근 두 개로 짝지어진 공동활성(co-activation)의 역할과 기전을 다루기 위함.
방법: 13명의 정상발달아동과 13명의 경직성 편측 CP아동은 다양한 속도로 팔꿈치관절의 신전/굴곡이 수행되었다. 팔꿈치관절의 각도와 속도는 3D 운동분석 시스템을 사용하여 기록되었다. 신전의 가속기와 감속기가 분석되었다. brachioradialis/triceps 와 biceps/triceps 쌍은 표면근전도(sEMG) 신호를 이용하여 각 기간에 대하여 분석되었다. 통계적인 분석은 linear mixed effects models 과 Spearman rand correlation이 이루어졌다.
결과: 가속기에서, CP아동그룹에서 모든 근육 쌍은 강력한 공동-활성이 있었으며, 속도에 따라 증가하였다. 정상발달아동에서 공동-활성은 약하였고 속도에 상관없었다. 감속기 동안, 모든 그룹에서 속도 증가와 함께 공동-활성이 강하게 나타났다. CP아동에서 brachioradialis/triceps의 공동-활성이 더 강하였고 신전 각도범위와는 부적 상관관계가 있었고 굴곡근 경직과는 가적 상관관계가 있었다.
결론: CP아동에서 공동-활성의 비정상적 패턴은 전체 운동에 걸쳐서 나타났다. 공동-활성은 운동의 주기와 각 굴곡근에 특이적으로 나타났다.
의미: CP아동에서 공동-활성은 생리적 그리고 병리적으로 나타난다.
10. Effects of continuous passive motion on reversing the adapted spinal circuit in humans with chronic spinal cord injury
Chang, Y. J., Liang, J. N., Hsu, M. J., Lien, H. Y., Fang, C. Y., & Lin, C. H. (2013). Effects of continuous passive motion on reversing the adapted spinal circuit in humans with chronic spinal cord injury. Archives of physical medicine and rehabilitation, 94(5), 822-828.
목적: 발목관절의 장기간 CPM을 사용하여 SCI 이후 적응된 척수회로를 회복하는 것이 가능할 것인지를 검증하고자 함.
설계: 반복측정을 이용한 무작위대조군 연구(Randomized controlled trial with repeated measures)
설정: 종합병원의 연구소
대상자: 운동이 완전히 손상된 14명의 SCI 환자들의 집단으로부터 모집
중재: 4주동안 일주일에 5일, 하루 1시간의 발목관절 CPM
주요 결과측정: 경직평가를 위한 modified Ashworth Scale(MAS)와 활성후 억제(postactivation depression; PAD)가 중재 전과 후에 측정
결과: CPM 중재 4주 이후 MAS 점수가 향상되었고, 이것은 발목관절의 경직을 감소시킨다는 것을 의미한다. 훈련 4주 이후 PAD가 회복되었다.
결론: 발목관절의 수동적인 운동만으로 적응된 척수회로를 되돌리기에 충분함에 따라서 SCI 이후 경직은 CPM 중재를 이용하여 치료되어질 수 있음을 의미한다. 본 연구의 결과는 능동적으로 훈련을 할 수 없는 운동이 완전히 손상된 SCI 환자에게 robot보조장치를 이용한 수동적인 치료의 사용효과를 지지해준다.
11. Assessment of spasticity after stroke using clinical measures: a systematic review
Aloraini, S. M., Gäverth, J., Yeung, E., & MacKay-Lyons, M. (2015). Assessment of spasticity after stroke using clinical measures: a systematic review. Disability and rehabilitation, 37(25), 2313-2323.
목적: 뇌졸중환자를 대상으로 검증되어온 경직의 임상측정에 대한 문헌적인 평가와 확인을 위함.
방법: 문헌 탐색은 2014년 2월까지 네 가지 데이터베이스에서 이루어졌다. 선택된 연구들은 성인 뇌졸중환자 사이의 임상측정도구를 사용하여 경직을 측정하는 목적을 가진 연구들이었다. 두 명의 독립적인 평가자가 비판적 평가도구와 구조화된 데이터 추출형식을 이용하여 연구에 포함된 논문들을 고찰하였다.
결과: 뇌졸중환자를 대상으로 한 15개의 경직평가 도구를 검증하는 총 40개의 연구가 고찰되었다. 고찰된 측정도구 중 어떤 것도 평가된 모든 심리 측정적 속성(psychometric properties)을 위하여 만족한 결과를 증명하지 못하였고, 중요한 것은 타당성과 최적의 신뢰도와 관련한 증거가 부족하였다.
결론: 본 체계적인 고찰연구는 뇌졸중환자의 경직에 대한 대부분 임상적 평가의 사용을 지지해주는 증거들이 제한된 것을 발견하였다. 이들 측정의 적용과 심리 측정적 속성을 검증하는 추후 연구가 필요하다.
뇌졸중 생존자의 19-43%에서 나타나는 합병증인 경직은 수동적 신장에서 저항으로써 임상적으로 나타난다. 이런 저항은 신경학적 요소와 비신경학적 요소가 원인이 될 수 있을 것이다.
12. Flexion synergy overshadows flexor spasticity during reaching in chronic moderate to severe hemiparetic stroke
Ellis, M. D., Schut, I., & Dewald, J. P. (2017). Flexion synergy overshadows flexor spasticity during reaching in chronic moderate to severe hemiparetic stroke. Clinical Neurophysiology, 128(7), 1308-1314.
목적: 약을 이용한 중재가 기능향상에 있어서 종종 성공적이지 못한 목표를 가진 팔의 굴곡근 경직에 사용되고 있다. 굴곡시너지는 아주 빈번하게 무시될 수도 있는 운동손상이다. 여기서, 굴곡근 경직과 굴곡시너지가 기능장애에 원인을 제공하는 것을 확인하기 위하여 분석되었다.
방법: 26명을 대상으로 하였다. 로봇장치는 탄도적인 팔뻗기 동안 어깨관절의 외전을 위하여 체계적으로 조절되었다. 팔꿈치 근육의 EMG 데이터가 시너지와 관련된 활성과 경직과 관련된 활성을 구분할 수 있도록 하는 팔꿈치 관절속도에 따른 그래프로 분석되었다.
결과: 팔의 무게가 지지될 때에 비하여 외전 근력의 50%에서 팔을 들어 올릴 때 속도가 30% 더 느려지도록 팔뻗기 속도가 외전의 부하에 따라 감소하였다. 팔의 무게가 능동적으로 들어 올릴 때 0.19에서 지지되었을 때 표준화된 활성이 0.07의 중간값으로 되도록 비정상적인 굴곡시너지가 외전 부하에 따라 증가하였다. 굴곡근 경직이 팔뻗기 동안 검출되었고, 뿐만 아니라 팔의 무게가 지지되었을 때도 검출되었다.
결론: 굴곡근 경직이 비정상적으로 발생하는 로봇장치에 지지된 수동운동을 하는 동안에서는 적절하게 나타난 반면 굴곡시너지는 기능적이지 못한 팔뻗기에서 뚜렷한 원인이 된다.
13. Contributions of motoneuron hyperexcitability to clinical spasticity in hemispheric stroke survivors
Hu, X., Suresh, N. L., Chardon, M. K., & Rymer, W. Z. (2015). Contributions of motoneuron hyperexcitability to clinical spasticity in hemispheric stroke survivors. Clinical Neurophysiology, 126(8), 1599-1606.
목적: 근육의 경직은 뇌졸중 편마비환자들의 회복에 제한을 주는 주요 손상중 하나이다. 한 가지 주요한 원인이 되는 기전은 운동신경의 과흥분성이다. 앞서서 우리는 운동신경의 과흥분성의 특징을 찾기 위하여 관절회전에 의해서 유발된 표면근전도 기록의 반응시간을 이용하였다. 이런 방법의 제한점을 고려해볼 때, 본 연구의 목적은 단일 운동단위의 발화를 이용한 반응시간을 추정하는 것으로 만성 뇌졸중환자를 대상으로 운동신경의 과흥분성을 재검증하는 것이다.
방법: 우리는 biceps brachii tendon에서 장치를 이용하여 조절된 두드리기 위치에 의해 유발된 단일 운동단위 발화의 반응시간을 사용하여 경직성 운동신경의 과흥분성을 계량화하였다. 우리는 뇌졸중환자 양팔의 biceps tendon에 장치를 이용하여 다양한 강도로 두드렸다. 단일한 반사반응이 근육내 EMG 기록을 이용하여 기록되었다.
결과: 우리의 결과는 단일한 발화시간이 반대측 근육에 비하여 경직성 근육에서 체계적으로 더 짧았다. 이런 효과는 다양한 두드리기 강도들 간에 일관되게 나타났다.
결론: 이런 방법은 기전의 원인에 대하여 더욱 철저한 분석을 가능하게 하는 것으로 더욱 정확한 반응시간의 계량화를 가능하게 해준다.
중요사항: 결과들은 근육 경직에서 과흥분성 운동신경의 원인을 제공해주는 증거를 제시해 준다.
14. Altered force perception in stroke survivors with spastic hemiplegia
Yen, J. T., & Li, S. (2015). Altered force perception in stroke survivors with spastic hemiplegia. Journal of rehabilitation medicine, 47(10), 917-923.
목적: 경직성 마비 근육의 수의적인 활성에서 힘의 지각에 대한 경직의 영향과 불수의적인 시너지 활성을 검증하고자 함.
방법: 11명의 경직성 편마비를 가진 뇌졸중환자들은 다양한 팔꿈치관절의 등척성(isometric) 굴곡에 대하여 force-matching 과제를 수행하였다. 대상자들은 한 팔을 사용하여 시각적 피드백과 함께 목표가 되는 기준 힘을 발생시키도록 지시받았다. 그런 다음 시각적인 피드백 없이 기준이 되는 힘의 크기에 맞게 다른 팔을 이용하여 힘을 만들도록 지시받았다. 기준이 되는 팔은 편측 실험시행에서 휴식을 취하고 힘의 크기를 같이 맞추어 시행동안 양측 실험시행에서 수축을 유지하였다.
결과: 대부분에서 힘과 노력의 부조화가 발생하였다. 그리고 힘의 지각에 있어서 비대칭이 있었다. 비손상측 팔이 힘을 맞추는 팔이 되었을 때 노력과 힘의 과장된 추정이 발생되었지만, 힘은 노력보다도 더 잘 맞추었다. 맞추기 수행에 있어서 편측 exertion-matching 과제와 양측 exertion-matching 과제 사이에서 어떠한 차이점도 나타나지 않았다.
결론: 전체적으로, 힘과 노력의 부조화 모두가 경직성 뇌졸중환자에게서 발견되었다. 만성 뇌졸중에서 수의적인 활성 동안 경직과 경직성 시너지 활성은 힘과 노력의 부조화에 원인이 되는 것으로 보인다.
15. Alterations of Muscle activation Pattern in stroke survivors during Obstacle crossing
Ma, C., Chen, N., Mao, Y., Huang, D., Song, R., & Li, L. (2017). alterations of Muscle activation Pattern in stroke survivors during Obstacle crossing. Frontiers in neurology, 8, 70.
목적: 본 연구는 뇌졸중환자를 대상으로 하여 세 가지 다양한 높이의 장애물을 건널 때 하지 근육의 신경근 활성패턴에서의 변화를 검증한다.
방법: 8명의 뇌졸중환자와 나이, 키, 성별을 맞춘 건강한 대상자 8명을 모집하였다. 그리고 다리길이의 10, 20, 30% 높이의 장애물을 건너도록 지시받았다. 양쪽 다리에서 rectus femoris(RF), biceps femoris(BF), tibialis anterior(TA), medial gastrocnemius(MG)로부터 표면 근전도(EMG)신호가 기록되었다. 근육활성 신호는 최대 수의수축으로 표준화되었다. 그룹과 높이 사이의 차이는 주동근과 길항근의 공동수축 지표인 EMG의 평균제곱근, 그리고 평균 파워 주파수(MPF)에 기반을 둔 파워 스펙트럼 분석을 이용하여 비교되었다. Berg Balance Scale과 Fugl-Meyer assessment(FMA)와 같은 임상적 도구와 계산된 변수들 사이의 상관관계가 검정되었다.
결과: 하지의 유각기 동안, 모든 네가지 근육들의 활성이 건강한 대조군보다 뇌졸중군에서 더 크게 나타났다. 그리고 TA는 모든군에서 장애물 높이의 증가와 함께 증가된 활성수준을 보였다. TA와 MG 사이의 공동수축은 뇌졸중군에서 앞서가는 하지의 유각기 동안 더 높았다. 그리고 입각기 동안 RF와 BF사이에서 더 높았다. 같은 결과로 뒤따라오는 하지에서, 두 쌍의 주동근과 길항근사이에서 증가된 공동수축이 뇌졸중군에서 입각기 동안 발견되었다. 장애물을 넘는 동안, 주파수 분석은 건강한 대조군과 비교하여 뇌졸중환자의 앞서가는 하지의 모든 네 가지 근육에서 MPF 값이 유의미하게 더 작게 나타났다. 더군다나, 유의한 상관관계가 유각기 동안 FMA 점수와 앞서가는 하지의 BF 그리고 TA 활성사이에서 나타났다.
결론: 뇌졸중환자의 하지 근육의 더 큰 활성수준이 더 높은 근육의 요구하게 되었다. 그것은 균형을 유지하는 것에 있어서 더 큰 어려움을 만들 것이다. 장애물을 넘어가는 동안 증가된 공동수축은 뇌졸중환자가 안전하게 장애물을 넘어갈 수 있게 해주고 안정성에 영향을 받은 보상작용일 것이다. 뇌졸중군의 마비측 하지에서 감소된 MPF는 운동단위 또는 다른 복합적인 신경근의 변환의 손상 때문일 것이다.
16. A Longitudinal Electromyography Study of Complex Movements in Poststroke Therapy. 1: Heterogeneous Changes Despite Consistent Improvements in Clinical Assessments
Hesam-Shariati, N., Trinh, T., Thompson-Butel, A. G., Shiner, C. T., & McNulty, P. A. (2017). A Longitudinal Electromyography Study of Complex Movements in Poststroke Therapy. 1: Heterogeneous Changes Despite Consistent Improvements in Clinical Assessments. Frontiers in neurology, 8, 340.
뇌졸중환자의 더 손상 받은 쪽의 약증은 피질척수 작용의 감소, 무용성 근위축, 경직, 비정상적인 근육협응에서 온다. 본 연구는 만성 뇌졸중환자를 대상으로 임상평가와 비교하여 운동기능에서 치료를 통한 향상을 알아내고 근육활성패턴에서 운동기능 수준의 영향을 확인하고자 근육활성패턴에서의 변화를 검증하였다. 24명의 환자를 대상으로 하여 Wii-기반으로 한 운동치료(WMT)의 집중 14일 프로그램을 적용하는 초기 치료세션과 후기 치료세션 동안 더 손상 받은 쪽의 5개 상지근육에서 EMG가 기록되었다. 그리고 그 중 13명의 환자는 6개월에서 사후검사가 이루어졌다. 환자들은 수의적인 잔여운동 능력수준을 운동기능 낮은수준, 중간수준, 높은수준으로 나누었다. EMG 크기와 운동 기간은 곡선 아래 영역을 계산하였다. 치료전과 치료후의 상지 운동기능의 임상적 평가는 Wolf Motor Function Test, Fugl-Meyer Assessment, Motor Activity Log Quality of Motor Scale을 포함하였다. 임상적 평가는 운동기능 수준의 영향에 따라 시간에 걸쳐서 향상되었다. 후기 치료에 의한 EMG변화의 패턴은 복잡하고 다양하였으며 이는 중간수준 또는 높은수준의 운동기능과 비교하여 낮은 수준의 환자들 사이에서 차이가 있었다. Wii-tennis backhand 과정에서 곡선(p=0.028)과 피크 크기(p=0.043) 아래 영역은 낮은 운동기능 수준의 환자에게서 증가하였던 반면, EMG는 중간수준 그리고 높은 수준의 운동기능을 가진 환자에게서 감소하였다. 그 감소는 Wii-golf(p=0.048, moderate; p=0.02, high) 그리고 Wii-tennis backhand(p=0.046, moderate; p=0.023, high)와 forehand(p=0.009, high) 과정에서 나타났고, 곡선 아래 영역의 감소는 Wii-golf(p=0.018, moderate)과 Wii-baseball(p=0.036, moderate) 과정에서 나타났다. 시간에 따른 통합된(pooled) 자료에서 운동기능의 효과가 있었고 Wii-golf 운동 과정에서 시간과 운동기능(p=0.009) 사이의 상호작용이 있었다. Wii-baseball 운동 과정은 시간에 대한 기능이 감소하였다. wii-tennis forehand 과정에서 시간에 대한 효과가 있었고 시간과 운동기능(p=0.005)의 상호작용이 있었고, Wii-golf에서 곡선 아래 영역(p=0.035)에 대한 운동기능 수준의 효과가 있었다. 본 연구는 임상적 평가에서는 증거가 없었던 각 수준들 내에서의 이질성에도 불구하고, 수의적인 잔여 운동기능 수준에 따른 EMG 변화의 다양한 패턴들을 증명하였다. 따라서 재활의 효과는 통합된 자료분석에 의해서 과소평가될 수 있을 것이다.
17. A Longitudinal Electromyography Study of Complex Movements in Poststroke Therapy. 2: Changes in Coordinated Muscle Activation
Hesam-Shariati, N., Trinh, T., Thompson-Butel, A. G., Shiner, C. T., & McNulty, P. A. (2017). A longitudinal electromyography study of complex movements in poststroke therapy. 2: Changes in coordinated muscle activation. Frontiers in neurology, 8, 277.
잘 조절된 운동은 근육군 또는 “근육 시너지”의 협조적인 활성을 통하여 이루어진다. 근육의 시너지는 운동 결핍의 결과로써 뇌졸중 이후 변화한다. 우리는 뇌졸중 이후 다양한 범위의 수의적 잔존운동 능력을 가진 환자를 대상으로 크게 제약이 없는 운동의 치료 과정에서 상지 근육의 시너지의 변화와 종단적인 변화를 검증하였다. 24명의 뇌졸중환자들을 대상으로 하여 Wii 기반으로 한 형식적인 운동치료(WMT) 세션을 하는 동안 초기치료와 후기치료에 대해서 더 마비된 상체의 6개 근육활성을 무선 EMG를 이용하여 기록하였고, 그 중 13명은 6개월 이후 추후검사를 하였다. 환자들은 운동기능을 낮은수준, 중간수준, 높은수준으로 분류하였다. Wii-baseball swing은 시너지에서 각각 근육의 원인과 각 시너지의 시간적인 활성을 기반으로 한 EMG 기록으로부터 근육의 시너지를 추출하기 위한 비음수 행렬인수분해(NMF)를 사용하여 분석되었다. 운동기능은 Wolf Motor Function Test, upper limb motor Fugl-Meyer Assessment, Motor Activity Log Quality of Movement Scale을 이용하여 치료전과 후에 즉각적인 임상적 평가와 6개월 이후 추가검사가 이루어졌다. 임상적 평가와 게임의 수행은 치료이후 모든 환자에게서 향상된 운동기능을 증명해주었고, 이런 향상은 6개월 동안 유지되었다. NMF 분석은 초기치료에서 높은 운동기능을 가진 환자들(4.00±0.3)에서 보다 낮은 운동기능을 가진 환자들(3.36±0.2)의 근육 시너지가 더 적게 나타났고 이는 시너지의 수와 운동기능 수준사이의 연관된 경향을 보여주었다. 후기치료에서, 시간에 따라 낮은수준의 운동기능을 가진 환자의 증가된 패턴이 있었지만, 그룹들 사이의 어떤 유의한 차이도 보이지 않았다. 가변성은 운동기능 수준과 입증된 차이를 설명해 주었지만 시간에 대해서는 설명해 주지 못하였다. 공통된 시너지들의 군집분석은 근육 활서에서 치료로부터 유도된 변화를 잘 드러내주었다. 근육 시너지는 치료활동 과정에서 모든 환자들에게서 확인되었다. 이들 결과는 많은 종류의 근육 시너지가 더 복잡한 운동을 반영하고 과제와 관련된 위상성 근육활성을 반영하는 것으로써 낮은수준의 운동기능을 가진 환자의 근육활성에서 공동활성이 더 많고 복잡성은 더 적은 것을 보여준다. 후기치료에 의한 시너지내에서 변화와 증가된 시너지의 수는 운동조절의 향상과 더 분리된 단계의 운동으로 운동의 질이 향상된 것을 제시해준다.
18. Alterations in upper limb muscle synergy structure in chronic stroke survivors
Roh, J., Rymer, W. Z., Perreault, E. J., Yoo, S. B., & Beer, R. F. (2012). Alterations in upper limb muscle synergy structure in chronic stroke survivors. Journal of neurophysiology, 109(3), 768-781.
신경학적 손상을 받지 않은 대상자들에 대한 앞선 연구들은 운동협응이 과제에 따른 몇몇 근육 시너지의 결합으로 설명될 수 있다는 것을 보여주었다. 여기서 근육 시너지는 일련의 근육들 간의 고정된 활성패턴이라 정의하였다. 심각한 정도의 손상을 입은 뇌졸중환자에서 팔의 기능은 어깨와 팔꿈치를 포함하는 정형화된 자세와 운동패턴들의 특징이 있다. 그런 이유로, 우리는 근육 시너지의 구성이 심각한 손상을 입은 뇌졸중환자에게서 변환될 것이라 가정하였다. 힘을 맞춘 등척성 프로토콜을 이용하여 10명의 뇌졸중환자(Fugl-Meyer < 25/66)의 마비된 팔과 나이를 맞춘 6명의 대조군의 양 팔의 어깨와 팔꿈치 근육의 공간적인 활성패턴을 검증하였다. 근육의 시너지 구성은 비음수 행렬인수분해를 이용하여 확인되었다. 모든 그룹에서 근육의 활성패턴은 몇몇 근육의 시너지(전형적으로 4개)들의 조합으로 재건될 수 있었다. 우리는 개별적인 근육의 시너지내에서 어깨와 팔꿈치 근육들의 비정상적인 조합을 찾을 수 없었다. 대조군에서처럼 뇌졸중환자에게서, 2개의 시너지가 팔꿈치 굴곡근과 신전근의 고립된 활성을 구성하였다. 그러나 근위부 근육을 포함하는 근육의 시너지들은 뇌졸중 이후 일관된 변환을 보였다. 대조군에서는 이와 달리, anterior deltoid는 어깨 외전/신전의 시너지에서 medial, posterior와 함께 공동활성되었고, 뇌졸중환자에서 어깨의 내전/굴곡 시너지는 제한된 anterior deltoid 활성과 함께 pectoralis major의 활성이 특징적으로 나타났다. 변환된 어깨근육의 시너지들의 동원은 비정상적인 과제 수행과 강력하게 연관되었다. 전체적으로 우리의 결과들은 개별적인 deltoid 섬유의 손상된 조절이 뇌졸중이후 팔의 기능에 있어서 결손의 원인이 될 것이다.
19. Spasticity measurement based on tonic stretch reflex threshold in stroke using a portable device
Calota, A., Feldman, A. G., & Levin, M. F. (2008). Spasticity measurement based on tonic stretch reflex threshold in stroke using a portable device. Clinical Neurophysiology, 119(10), 2329-2337.
목적: 우리는 긴장성 신장반사 역치(TSRT)를 기반으로 하여 경직을 계량화 하는 것의 측정자간 신뢰도와 측정자내 신뢰도를 검증과 신장에서 TSRT와 저항사이의 상관관계를 검증하였다.
방법: 뇌졸중으로 인하여 경직을 가진 만성뇌졸중환자 20명을 대상으로 하여 휴대용장치와 Modified Ashworth Scale(MAS)을 이용하여 경직을 평가하였다. 평가는 3명의 평가자에 의해서 이틀 동안 이루어졌다. biceps brachii의 EMG 신호와 팔꿈치의 이동은 각 평가를 위하여 다양한 속도가 적용된 20번의 팔꿈치관절 신장과정에서 기록되었다. 속도에 따른 역동적 신장반사 역치(EMG 신호가 주어진 신장속도에 대한 biceps에서 증가되었던 각도)가 기록되었다. 이 값들이 TSRT를 계산하기 위하여 사용되었다(0도/s에서 운동신경의 과흥분성). 경직은 또한 MAS를 이용하여 측정되었다.
결과: 중등도에서 높은 경직을 가진 대상자에서 신뢰도는 대부분 좋게 나타났다(평가자간: 0.46-0.68, 그리고 평가자내: 0.53-0.68). 경직의 TSRT측정은 저항과 신장(MAS)에서 상관관계가 나타나지 않았다.
결론: TSRT가 중등도에서 높은 경직을 가진 대상자에서 더 대표적인 측정일 것이다. 추후 모든 경직수준을 계량화하기 위한 향상된 휴대용 장치를 제안한다.
20. Kinaesthetic ability training improves unilateral neglect and functional outcome in patients with stroke: A randomized control trial.
Kutlay, S., Genç, A., Gök, H., Öztuna, D., & Küçükdeveci, A. A. (2017). Kinaesthetic ability training improves unilateral neglect and functional outcome in patients with stroke: A randomized control trial. Journal of rehabilitation medicine.
목적: 뇌졸중환자를 대상으로 Kinesthetic Ability Trainer(KAT)를 이용하여 편측무시와 기능적인 결과에 대한 고유감각 능력에 미치는 효과를 검증하기 위함.
연구설계: 측정자 눈가림, 무작위 대조군 연구
방법: 편측무시가 있는 뇌졸중환자 64명(평균연령61±12살, 남성 60.4%, 유병기간 6.4±10.4개월, 왼쪽 편마비 92.5%)이 전통적인 재활프로그램(대조군, n=32) 또는 KAT 와 전통적인 재활프로그램 결합(KAT군, n=32)그룹으로 무작위 배정되어 4주간 실시되었다. 환자들은 치료 이전과 치료 이후에 Behavioral Inattention Test(BIT)와 Functional Independence Measure(FIM)을 이용하여 평가되었다.
결과: 모든 그룹은 치료 이후 BIT의 모든 하위평가(p<0.001)와 FIM의 운동평가에서 유의미한 향상을 보였다. 무시에 대한 회복은 BIT cut-off점수에 기반을 두고 측정되었다. 행동평가 BIT에서 회복률은 KAT 그룹에서 40%였고 대조군에서 17.9%였던 반면, 전통족인 BIT에 따른 회복률은 KAT그룹에서 16%와 대조군에서 10.7%이었다.
결론: 고유감각 능력의 훈련은 편측무시가 있는 뇌졸중환자에게서 임상적으로 의미있는 향상이 있었다. 그것은 이들 환자를 대상으로 한 재활에서 부수적인 치료로써 유용할 것이다.
21. Electromyography exposes heterogeneity in Muscle co-contraction
following stroke
Banks, C. L., Huang, H. J., Little, V. L., & Patten, C. (2017). electromyography exposes heterogeneity in Muscle co-contraction following stroke. Frontiers in neurology, 8.
뇌졸중 이후 보행은 과도한 근육의 공동활성을 요구하는 것으로 설명된다. 그러나 아직까지 공동활성이 이런 근육그룹의 일체된 운동조절 전략이라는 증거가 명확하지 않다. 주동근과 길항근의 동시적인 활성인 공동활성은 EMG를 이용하여 측정될 수 있지만 보통 질적으로 설명되어진다. 본 연구에서 우리의 목적은 공동활성이 뇌졸중 이후 보행의 손상과 관련되는 지를 알아보는 것이다. 15명의 뇌졸중환자와 9명의 건강한 대조군들은 트레드밀 장치에서 스스로 선택된 속도로 보행을 하였다. 각 다리의 medial gastrocnemius(MG), soleus(SOL), tibialis anterior(TA)로부터 표면 EMG가 수집되었다. EMG의 강도는 세 가지 방식으로 평가되었다: 1) no normalization, 2) 보행 사이클 간의 최대값의 normalization, 3) 최대 M-wave에서의 normalization. 세 가지 공동수축 지표는 공동수축을 계량화 하는 다양한 행렬을 사용하여 그 효과를 평가하는 각 주동근/길항근의 근육쌍(MG/TA, SOL/TA)에 따라 계산되었다. 각 행렬에 대한 normalization과 그룹의 효과를 비교하기 위하여 2요인 분산분석이 사용되었다. 보행의 마지막 입각기(terminal stance:TSt)과정에서 공동수축은 공동수축을 계량하는 것에 사용된 측정에도 불구하고 건강한 대조군과 뇌졸중환자의 마비측 다리 사이의 차이가 없었다. 흥미롭게도 공동수축은 M-max와 non-normalized EMG 모두 같았다; 그러나, normalization은 그룹간의 차이를 해석하는 능력에 영향을 주지 않았다. TSt 공동수축의 양과 보행속도 사이의 약간의 상관관계가 드러난 반면, 그 관계가 뇌졸중 이후 공동수축과 보행의 기능 사이의 인과관계 연결에 대한 추후 탐색에 동기를 줄만큼 충분히 강력하지는 않다. 공동수축은 뇌졸중환자에 의해서 이용된 보통의 전략이 되는 것으로 나타나지 않았다. 우리는 뇌졸중 이후 보행손상의 원인이 되는 기전에 대해서 더욱 이해하기 위하여 대안이 될 다른 EMG 분석법 탐색을 제안한다.
22. Evaluation of Functional correlation of Task-specific Muscle synergies with Motor Performance in Patients Poststroke
Li, S., Zhuang, C., Niu, C. M., Bao, Y., Xie, Q., & Lan, N. (2017). evaluation of Functional correlation of Task-specific Muscle synergies with Motor Performance in Patients Poststroke. Frontiers in neurology, 8, 337.
중추신경계는 뇌졸중과 같은 뇌손상으로 인해 변화된 특정하게 프로그램 된 근육의 시너지를 활성 하는 것으로 운동을 만들어낸다. 본 연구에서 우리는 뇌졸중환자를 대상으로 관절과 과제수준에 대하여 과제-특이적이 근육의 시너지와 운동기능 사이에서 양의 상관관계가 있을 것이라 가정한다. 여기서 목적은 환자들을 대상으로 하여 운동기능을 측정하기 위한 과제-특이적 근육의 시너지에 기반을 둔 신경생리학적 계량을 결정하고 평가하는 것이다. 본 연구에서는 뇌졸중환자 10명과 나이를 맞춘 9명의 건강한 대상자가 참여하였다. 팔 뻗기 과제를 수행하는 동안 EMG 신호와 운동 역학적인 자료가 환자군과 대조군에서 기록되었다. 환자의 개별적인 근육시너지는 각 환자의 EMG 기록으로부터 off-line으로 추출되었고, 근육 시너지의 기준패턴은 9명의 모든 대조군에 대하여 합쳐진 EMG 자료로부터 획득되었다. 각 팔 뻗기 운동의 피크 속도와 운동 기간은 측정된 운동역학 자료로부터 계산되었다. 기준 시너지와 매칭하는 구성요소의 유사성지표는 시너지 벡터와 시간 과정 각각에 의해서 결정되었고 뿐만 아니라 벡터와 시간과정의 결합된 유사성에 의해 결정되었다. 결과들은 환자들의 병리적인 시너지들이 구성요소들이 빠진 기준시너지 또는 다양한 벡터 패턴과 시간과정의 특징으로부터 변환된 것으로 나타났다. 피크 속도와 운동의 운동역학 정보에 의해서 측정된 운동역학적 수행은 대조군에 비하여 환자군에서 유의하게 적었다. 환자군에서, 세 가지 모든 유사성 지표는 팔 뻗기 과제동안 운동에 대한 운동역학 정보에서 유의미한 상관관계를 나타내었다. 팔에 대한 Fugl-Meyer 점수에서 상관관계는 벡터 지표에서 가장 높았으며, 시간과정 지표에서 그리고 결합지표 사이에서 가장 낮게 나타났다. 이들 결과는 과제-특이적 근육 시너지의 분석이 뇌졸중 이후 환자들에게 나타나는 운동 결손에 대한 가치 있는 통찰을 가져다 줄 수 있고, 환자들에게서 과제-특이적 유사성 지표가 관절의 신경근조절의 기능과 과제수준을 예측하는 유용한 신경생리학적인 계량지표라는 것을 설명해준다.
23. Short-term efficacy of hand-arm bimanual intensive training on the upper arm
function in acute stroke patients: a randomized controlled trial
Meng, G., Meng, X., Tan, Y., Yu, J., Jin, A., Zhao, Y., & Liu, X. (2017). Short-term efficacy of hand-arm bimanual intensive training on the upper arm function in acute stroke patients: a randomized controlled trial. Frontiers in neurology, 8, 726.
배경: 뇌졸중 급성기 과정에서 재활훈련은 손상된 상지의 운동을 주목할만하게 향상시켜준다. 손과 팔 양손의 집중훈련(Hand-arm bimanual intensive training: HABIT)은 CP아동을 대상으로 하여 상지기능의 향상을 촉진시키는 중재로 전형이 된다. 본 연구는 급성 뇌졸중환자에서 HABIT을 재검증하고 전통적인 재활프로그램(CRP)과 비교했을 때 상지기능의 회복을 평가하고자 한다.
방법: 128명의 급성 뇌졸중환자가 HABIT 그룹 또는 CRP 그룹으로 무작위 배정되었다. 첫 번째 종말점(endpoint)은 Fugl-Meyer motor assessment(FMA)와 action research arm test(ARAT)의 결과에 의해서 유도되었던 임상적 운동기능평가였다. 두 번째 종말점은 2주간의 치료과정에 걸쳐진 motor-evoked potential amplitude(AMP), resting motion threshold(RMT), central motor conduction time(CMCT)와 같은 향상된 신경생리학적 평가였다. 모든 그룹에서 점수는 기초선, 치료 시작 이후 1주일, 그리고 치료 이후에 평가되었다.
결과: 2주 이후, HABIT 그룹이 전통적인 치료그룹에 비하여 FMA(51.7±6.44 vs. 43.5±5.6, P<0.001), ARAT(34.5±6.2 vs. 33.3±6.3, P=0.022), AMP(1.1±0.1 vs 1.0±0.1, P<0.001). 그러나, CMCT(8.6±1.0 vs. 9.1±0.6, P=0.054), RMT(55.3±4.2 vs. 57.5±4.1, P=0.088)은 모든 그룹에서 같이 나타났다.
결론: 급성기 뇌졸중환자에게서 HABIT는 운동기능 결과와 신경생리학적인 결과를 유의미하게 향상시켰다. 그것은 HABIT가 전통적인 재활치료에 비하여 향상된 치료전략을 나타낼 수 있을 것이라 제시한다.
24. The use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) for the treatment of spasticity
Mori, F., Koch, G., Foti, C., Bernardi, G., & Centonze, D. (2009). The use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) for the treatment of spasticity. Progress in brain research, 175, 429-439.
경직은 뇌와 척수의 손상을 가진 환자, 특히 다발성 경화증(MS) 환자에게서 보이는 일반적인 장애이다. MS에서 경직은 장기적인 장애의 주요 원인이다. 그것은 일상생활과 삶의 질에 중요한 영향을 미치고 전통적인 경직완화제에 의해서만 불완전하게 효과를 보아왔다. 경두개 자기자극(TMS)는 비침습적인 도구이고 그것은 척수회로의 흥분성에 원격으로 영향을 미치는 다리 운동영역의 피질 흥분성을 조절하는 것에 사용될 수 있다. H 반사는 신장반사의 신뢰성 있는 전기생리학적 측정이다. 그리고 척수회로에서 운동피질에 대한 rTMS의 효과를 검증하는 이전 연구에서 사용되었다. 정상성인을 대상으로 한 생리학적 연구로부터 유래된 이들 연구에 기반을 두고 몇몇 연구들은 다리 운동피질에 대한 rTMS가 피질척수로의 훙분성을 유발하고 H반사정도를 감소시키는 경직의 관리에 있어서 효과가 있을 것이라 증명하였다.
25. High-and low-intensity exercise do not improve cognitive function after stroke: A randomized controlled trial
Tang, A., Eng, J. J., Tsang, T. S., & Liu-Ambrose, T. (2016). High-and low-intensity exercise do not improve cognitive function after stroke: A randomized controlled trial. Journal of rehabilitation medicine, 48(10), 841-846.
목적: 뇌졸중 이후 인지기능에 대한 고강도 운동과 저강도 운동의 효과를 검증하기 위함.
설계: 측정자 맹검법을 실시한 무작위 대조군 비교연구에서 두 번째 분석
방법: 대상자들은 고강도 유산소 운동군 또는 저강도 무산소 균형/유연성 프로그램군으로 무작위 배정되었다. 모든 그룹의 실험은 60분씩 1주일에 3번, 6개월간 지속되었다. 선택적 주의와 갈등 해결과 같은 작업기억과 구두 아이템에 대한 평가가 프로그램 전과 후로 평가되었다.
결과: 43명의 대상자들이 연구를 완료하였다. 모든 그룹의 구두 아이템 기억에서 향상이 있었다. 그리고 다른 결과들에서는 향상된 차이를 보이지 않았다. 인지기능 훈련 이전과 이후의 향상에서 어떤 연관성도 나타나지 않았다.
결론: 뇌졸중 이후 인지에 대한 훈련의 긍적적인 효과를 제시해주는 이전의 적은 양의 연구들과 비교해서 본 연구는 6개월간의 고강도 훈련 또는 저강도 훈련이 인지기능을 향상시키는 것, 특히 실행기능에 있어서 효과가 나타나지 않았다. 본 영역에서 추후 연구는 인지에 대한 뇌졸중 이후 훈련 프로그램의 효과를 확고히 하고 이들 변화를 기반으로 한 기전이 탐색되어야 할 것이다.
26. Rehabilitation procedures in the management of spasticity
Smania, N., Picelli, A., Munari, D., Geroin, C., Ianes, P., Waldner, A., & Gandolfi, M. (2010). Rehabilitation procedures in the management of spasticity. Eur J Phys Rehabil Med, 46(3), 423-38.
경직은 척수손상 또는/그리고 대뇌손상을 입은 많은 환자들에게서 나타나는 중요한 장애증상이다. 경직은 “경직성 운동 장애”의 복잡한 상태로 나타난다. 경직성 운동장애의 병리생리학적 현상은 비정상적 척추 상위수준에서의 조절, 반사활동의 비정상적 조절, 근육의 기계적 성질의 변화를 포함한 다양한 요인들에 의존한다. 경직의 관리를 위하여 가장 폭넓게 사용되었던 절차는 반사 흥분성을 억제시키는 목적을 둔 약물적인 치료법이 대표적이다. 지난 10년 동안, 근육 스트레칭, 근육의 강화, 물리적인 기구, 통증관리와 같은 경직 치료를 위한 몇 가지 비 약물적인 치료가 제시되어져 왔다. 이들 치료절차들은 경직성 운동장애에서 신경생리학적인 효과와 생체역학적인 효과를 가질 것이다. 본 연구에서는 경직성 운동장애의 다면적인 병리생리학적 현상을 고려해 볼 때, 경직의 치료에 있어서 약물적인 치료절차와 관련된 문헌이 고찰되었고 논의 되었다. 이 영역에서 치료적인 도구로써 재활 중재의 잠재적 역할을 지지해주는 증거가 있다는 추후 연구가 필요하지만, 이들 치료는 경직성 운동장애의 관리에 있어서 전통적인 약물적인 치료절차와 결합될 수도 있다.
댓글