Ⅰ. 서 론
뇌졸중(stroke)이란 뇌혈관 질환 종류 중의 하나로 발생 이유는 뇌혈관이 터지거나 막혀서 발생하며 신체에 전반 적으로 작용하는 장애이다(Prange, Jannink, Groothuis- Oudshoorn, Hermens, & Ijzerman, 2006). 뇌졸중 환 자의 역학 연구에 따르면, 발병 6개월 이후 상지 기능의 완전한 회복은 어렵고 불과 5-20% 정도밖에 되지 않는 다(Kwakkel, Kollen, & Kerbs, 2008). 마비된 상지는 사용이 점차 감소하게 되는데 이것은 경직의 증가, 근력 감소, 아래팔과 손의 움직임 감소, 연부조직 단축 등을 발생시키고 동작의 제한이 초래된다(Bassøe & Bente, 2008). 뇌졸중 환자의 상지 기능 장애는 일상생활활동 의 어려움에 큰 요인으로 작용하고, 독립적인 생활 어려 움을 만드는 주요 요인이다(Michaelsen, Dannenbaum, & Levin, 2006). 또한, 뇌졸중 환자의 일상생활활동과 상지기능은 높은 상관관계를 보이기 때문에, 뇌졸중 환 자의 상지 기능 회복과 더불어 일상생활활동이 필요하다 (Lee, 2009). 왜냐하면 상지기능은 옷을 입거나 먹기, 쓰기 등 기본적인 일상생활활동과 정교한 움직임을 위한 기초가 되기 때문이다. 또한 재활 효과를 극대화시키고 장애를 줄일 수 있는 뇌졸중 재활의 핵심요소로 상지기 능 개선이 있다(Pollock et al., 2014).
현재 뇌졸중 환자의 상지기능 회복을 목적으로 다양한 중재들이 사용되고 있으며, 이러한 치료중재 들은 치료 효과에 대한 다양한 근거를 제시하고 있다(Langhorne, Bernhardt, & Kwakkel, 2011).
뇌졸중 발병 이후 편마비 환자의 상지기능을 향상시키 기 위하여 임상에서 많이 사용하고 있는 중재방법으로는 신경생리학적 운동치료법, 과제지향훈련, 기능적 전기 자 극치료법, 강제유도운동치료법, 저항운동 등이 있다. 이러 한 중재들은 환측의 사지 및 체간의 기능회복을 치료 목표 로 설정하고, 주로 환측에 적용된다는 특징이 있다. 또한 다양한 재활환경에서 치료효과를 입증하였다. 하지만 신 경생리학적 운동치료법은 효과가 단기적이고, 비용과 시 간 소모가 많으며, 과도한 반사활동을 감소시키는 치료와 기능적인 수행증진의 관련성에 대한 근거가 부족하다 (Carr & Shepherd, 2011). 기능적 전기자극 치료 또한 치료 효과의 지속성에 의문이 존재하며, 장애가 너무 심하 거나 경한 환자에게는 치료효과가 미비한 것으로 밝혀졌 다(Powell, Pandyan, Granatm, Cameron, & Stott, 1999). 뇌졸중 환자에게 반복적이고, 의미있고, 기능적이 며, 도전적인 과제를 수행하게 하는 것이 상지 기능 회복 을 위한 효과적인 방법(Van Peppen et al., 2004)임에는 분명하지만 매일 반복적인 훈련과 일상생활 활동을 수행 해야 하므로, 환자들은 치료에 대한 거부감이나 좌절감을 갖기 쉽다(Blanton & Wolf, 1999). 따라서 앞서 말한 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 중재방법에 대한 연구의 필요성이 높아지고 있다.
최근 컴퓨터와 영상 기술의 발달로 가상현실을 활용한 중재 방법들이 소개되고 있다. 가상현실이란 컴퓨터를 이용하여 가상의 환경 내에서 이용자가 혼자 힘으로 가 상의 물건을 옮기고 사용하여서 가상의 과제를 적용하는 상호작용 시뮬레이션이다(Tong, 2016). 가상현실의 종 류는 몰입형과 비몰입형으로 크게 2가지로 분류할 수 있 다. 몰입형은 컴퓨터를 이용하여 만들어 낸 3차원 환경에 서 장비를 착용하여 완전히 몰입되어 그 속에서 정의 된 세계를 경험하고 상호 대화식으로 정보를 주고받는 가상 현실 시스템이라 정의한다. 비몰입형은 일반적인 컴퓨터 그래픽 화면이나 stereo projector로 투시되는 화면위 에 나타난 영상을 사용자가 보면서 상호작용을 하는 시 스템으로 정의한다(Lee, Chun, & Park, 2003).
가상현실 치료는 일상생활활동에 필요하고 상지기능 회복을 목표로 한 반복적이며 집중화된 훈련이고 환자의 요구와 기능 정도에 따라서 훈련의 난이도 조절이 가능 하다(Rizzo & Buckwalter, 1997). 또한 환자가 자신의 모습을 통해 움직임과 자세를 교정할 수 있다는 장점이 있으며 과제를 수행하는데 재미와 흥미를 유발하여 스스 로 동기를 부여할 수 있어 훈련 결과에 긍정적인 효과를 미친다고 알려져 있다(Lucca, 2009). 이러한 중재방법 은 실제 물리적인 환경에서 참여가 힘든 환자에게 가상 의 환경을 제공하며, 가상현실 상황에서 실제 상황에서 나타나는 것처럼 행동 반응을 이끌어낸다(Kim, 2015). 가상현실기반의 중재 방법들은 선행 중재 방법들의 제한 점을 보안하며 뇌졸중 환자를 대상으로 재활치료에 도입 되기 시작했다(Lee & Koo, 2017; Yang et al., 2018). 특히 가상현실 환경에서 뇌졸중 환자에게 동작을 재현하 게 하는 중재가 상당히 좋다는 근거가 있다(Howard, 2017; Kwon, 2015).
따라서 본 연구에서는 가상현실치료가 만성 뇌졸중 환 자의 상지기능 회복을 위한 연구 중, 무작위대조군 연구 를 체계적으로 고찰하여 가상현실치료에 대한 효과를 알 아보았다. 그리고 분석한 논문들을 중재 방법, 중재기간, 중재 효과를 표로 만들어 근거를 제시하는 체계적인 방 법으로 제시하였다. 본 연구의 결과는 국내외의 가상현 실 중재방법을 소개하며, 임상의 치료사들이 가상현실 치료계획에 도움이 될만한 정보를 제공하고 앞으로의 연 구 방향을 도출하는데 근거로 제시될 수 있을 것이다.
Ⅱ. 연구 방법
1. 연구 대상 및 자료수집 방법
2020년 12월을 기점으로 최근 10년간 출간된 국내와 국외 Randomized Control Trial(RCT) 연구를 대상으로 하였다. 검색 데이터베이스로 Research Information Sharing Service(RISS), Koreanstudies Informatin Service System(KISS), DBpia, PubMed, Science Direct, Scopus를 사용하였다. 검색전략 방법으로 미국 Agency for Healthcare Research and Quality(AHRQ) 가 권장하는 연구수행 방법인 Participants, Intervention, Comparison, Outcomes, Timing-Setting, Study Design(PICOTS-SD) 형식으로 고찰 검색을 실행하고 검색된 문헌의 적절성을 평가하였다(Table 1).
PICOTS-SD의 각 문항에서 의학용어 및 주요 핵심어 를 설정하여 검색전략에 사용하였다. 검색은 2020년 9월 에 시행되었고, 전략에 따른 주요키워드는 ‘뇌졸중’ or ‘Stroke’ or ‘Cerebrovascular accident’ or ‘CVA’ and ‘가상현실치료’ or ‘가상현실 훈련’ or ‘증강현실’ or ‘virtual reality treatment or ‘virtual reality training or ‘Augmented reality’ and ‘상지기능’ or ‘Upper ‘extremity function’ or ‘Upper limb’를 사용했다. 네 명의 연구자가 동일기간에 검색하였고, 일치하지 않은 문 헌들에 대해서 논의를 통해 결정하였다. 분석 대상으로 선정이 된 연구들의 수집과정은 Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta – Analysis (PRISMA)를 사용하여 근거를 제시하였다(Figure 1).
3. 대상 문헌의 질적 수준
본 연구에 사용된 근거의 질적 수준을 평가하기 위해 Cochrane’s Risk of Bias(RoB)를 사용하였다.
ROB는 무작위대조군 실험연구의 비뚤림 위험 평가도 구로 체크리스트 방식과 영역 평가 방식을 결합한 평가 도구이다. 각 해당 문항에 관한 내용이 문헌에 포함되어 있는지에 따라 비뚤림이 ‘높음(high)’, ‘낮음(low)’으로 판정한다. 문항은 총 7가지 문항으로 비뚤림 위험을 평가 하고 비뚤림이 적을수록 높은 질적 수준의 문헌을 의미 한다. 4명의 연구자가 개별적으로 평가하였고, 점수화가 다른 경우 논의하여 결정하였다.
Ⅲ. 연구 결과
1. 질 평가 결과
본 연구의 무작위 대조군 연구 질 평가를 위하여 Cocharne의 ROB(Risk of Bias) 도구를 사용하였다. 최 종 선택된 문헌의 비뚤림 위험을 평가해본 결과 RCT 18 편 모든 문헌에서 연구 주제는 명확하였으며 배정순서 은폐에서 3편은 ‘높음’으로 배정순서 2편은 ‘알 수 없음’ 으로 평가하였으며, 눈가림 항목에서 2편의 연구가 ‘알 수 없음’으로 평가되었고, 그 외 비뚤림 평가에선 1편의 연구가 ‘높음’으로 평가되었다. 나머지 문항은 모두 비뚤 림 위험 ‘낮음’ 이었다. 18편의연구가 전반적으로 낮은 것으로 판단하였다(Figure 2. 3).
3. 중재 방법의 종류
뇌졸중 환자의 상지기능을 회복시키기 위해 연구에서 사용된 중재 방법을 제시하였다. 분석한 18편의 연구에서 몰입형 가상현실치료를 사용한 연구는 2편, 나머지 16편 의 연구에서는 비몰입형 가상현실치료를 사용하였다. 몰 입형 가상현실을 사용한 연구는 가상현실 프로그램(가상 환경) 중재에서 Head Mount Display(HMD)등 몰입형 가상현실 도구들을 4편의 연구 중 2편의 연구에서 사용하 였다. Nintendo Wii, Xbox Kinect 등 나머지 중재방법들 은 데스크탑 및 비몰입형 가상현실 중재법을 사용하였다. 그 중 가장 많이 사용된 중재 방법으로 Nintedo Wii 그리 고 가상현실프로그램(가상환경)이 있다. Nintendo Wii 를 이용한 연구가 4회(22.22%) 그리고 가상현실 프로그 램(가상환경)을 활용한 연구는 몰입형 2회, 비몰입형 2회 로 총 4회(22.22%)를 사용하였다(Table 3).
4. 중재 방법에 대한 근거
중재 시행 방법을 분류한 결과는 다음과 같다.
1) Nintendo Wii
Nintendo Wii를 이용해 가상현실치료를 진행하였다. 총 4개의 연구를 중재에 참여한 대상자의 중재 기간으로 분석하였다. 테니스·야구·골프 활동을 하루 40분, 주 3회, 12주간 총 36회기를 적용하여 상지기능이 향상되 었고, 테니스·야구·볼링 활동을 하루 30분, 주 3회, 6 주간 총 18회기 적용하여 상지기능이 향상되었다(Kim et al., 2013; Kim, 2018). 야구·테니스 활동을 하루 40분, 주 5회, 5주간 총 25회기 적용하여 상지기능 및 근력이 향상되었고, 테니스·권투 활동을 하루 30분, 주 5회, 5주간 총 25회기적용하여 상지기능이 향상되었다 (Kim, Kang, & Lee, 2010; Song, Seo, Lee, & Lee, 2011).
2) 가상현실 프로그램(가상환경)
가상환경을 활용한 프로그램을 가상현실 치료로 진행하 였다. 총 4편의 연구를 중재에 참여한 대상자의 중재 기간으 로 분석하였다. 하루 45분, 주 4회, 4주간 총 16회기 적용하 여 손기능이 향상되었고, 하루 30분, 주 3회, 6주간 총 18회기 적용하여 상지기능, 손기능, 손근력이 향상되었다 (Lee, Kim, & Lee, 2016; Schuster-Amft et al., 2018). 하루 45분간, 주 3회, 4주간 총 12회기 적용하여 팔 뻗기 능력이 향상되었다(Subramanian, Lourenco, Chilingaryan, Sveistrup, & Levin, 2013). 하지만 하루 30~45분간, 주 3회, 3주간 총 9회기 적용하여 유의한 차이가 나타나지 않았다(Crosbie, Lennon, McGoldrick, McNeill, & McDonough, 2012).
5. 효과를 확인하기 위해 사용된 평가도구
가상현실치료 중재의 효과를 확인하기 위해 18개의 연 구에서 사용된 평가도구는 16개였다. 그 중 Fugl-Meyer Assessment가 11회(19.62%)로 가장 많이 사용되었 고, Box & Block Test가 9회(16.07%)로 두번째로 많이 사용되었다(Table 4).
Ⅳ. 고 찰
상지기능은 Activities Daily Living(ADL)을 수행하 고, 사회복귀를 하는데 있어 중요한 역할을 하므로 손상 된 기능을 회복하기 위하여 다양한 방법들이 연구되고 있다. 본 연구는 가상현실치료를 받은 만성 뇌졸중 환자 를 대상으로 진행한 연구 18편을 최종 선정하여 효과 여 부를 알아보기 위하여 체계적 고찰을 실시하였다.
18편의 연구는 비뚤림 위험을 평가해본 결과 RCT 18 편 모든 문헌에서 연구 주제는 명확하였으며 배정순서 은폐 항목에서 2편은 ‘높음’으로 2편은 ‘알 수 없음’으로 평가하였으며 눈가림 항목에서 2편의 연구가 ‘알 수 없 음’으로 평가되었고, 그 외 비뚤림 평가에선 1편의 연구 가 ‘높음’으로 평가되었다. 나머지 문항은 모두 비뚤림 위 험 ‘낮음’이었다. 18편의 연구가 전반적으로 낮은 것으로 평가하였다.
상지기능의 효과는 18편 논문 중 16편의 논문에서 전 반적으로 효과가 유의한 것으로 나타났다. 2편의 논문에 서는 대조군과 실험군 사이에서 상지기능의 효과가 유의 한 차이가 없다는 결과가 나왔다. 16편의 논문에선 평균 적으로 최소 18~25회기를 사용하였지만, 2편의 논문 공 통점으로 9회기를 사용하였고, 이는 회기가 짧다는 공통 분모를 가지고 있었다. 이를 통해 가상현실치료가 회기 랑 연관이 있다는 결과를 도출할 수 있다.
중재의 효과를 알아보기 위한 평가도구로는 FMA, Box & Block Test(BBT), Wolf Motor Function Test(WMFT), Motor Assessment Scale(MAS), Manual Funtion Test(MFT), Hand Strength Test, Goniometer, Action Research Arm Test(ARAT), JHFT, 9-HPT, Manual Muscle Test(MMT), Motricity Index(MI), Reaching Performance Scale for Stroke(RPSS), Digital Manual Muscle Test(DMMT), GPT, BRS를 사용하였다. FMA가 가장 많이 사용되었고, 손 기능을 평가하기 위해 BBT가 가장 많이 사용하였다. 손가락 기민성을 평가하기 위해 9-HPT가 가장 많이 사용되었고, 손 근력 부분에서는 Hand Strength Test가 가장 많이 사용되었고, Range of Motion(ROM)을 측정하기 위해 Goniometer, 근력 을 평가하기 위해 MMT 뻗기를 평가하기 위해 BRS가 가장 많이 사용되었다.
중재 방법으로는 Nintendo Wii, 가상현실 프로그램, RAPAEL Smart Glove, Xbox Kinect, 가상현실 반사장 비, Motion Controller, Music Glove, RGS 기반 RIMT, 체감형 가상현실 훈련 총 18편의 연구에서 9개의 중재 방법을 사용하였다. 몰입형 가상현실프로그램은 2편을 사용하였고, 16편의 연구에서 비몰입형 가상현실 프로 그램을 사용하였다.
본 연구에서 만성 뇌졸중 환자의 일상생활 능력 향상을 위하여 분석된 가상현실 프로그램으로 상지운동 콘텐츠 가 있는 운동 위주의 게임인 닌텐도사의 Nintendo Wii 를 대부분 사용하였다. Nintendo Wii의 효과를 알아보 기 위해 Motor Function Test(MFT), Fugl Mayer Assesment(FMA)가 각각 3회씩으로 가장 많이 사용되 었으며, 연구 간의 비교가 가능하였다.
가상현실 프로그램을 적용한 연구에서 Park은 가상현 실 프로그램을 이용하여 주 3회 총 6주를 적용한 결과 재활 로봇 단일 중재법으로 시행하여 나온 상지 기능의 효과보다 가상현실을 접목시켜 더 큰 효과를 보았고, Park, Choi와 Shin(2016)은 주 3회 총 5주간 적용한 결 과 거울치료보다 가상현실 프로그램을 이용한 거울치료 가 상지운동 기능에 변화가 더 많은 변화를 가졌으며, Lee, Hawng과 Song(2012)은 주 5회 4주간 적용한 결 과 Home-Base CIMT 보다 Home-Base 가상현실치 료가 상지기능에 더 효과적이라는 결과를 가졌다. 선행 연구 역시 회기 부분에서 최솟값과 유사하거나 평균회기 랑 일치하여 본 연구의 결과를 지지한다.
지금까지 만성 뇌졸중 환자의 상지기능을 향상 시키기 위한 연구가 부족한 실정이고, 치료 후 추적 검사가 없다 는 제한점을 가지고 있다. 이를 통해 치료의 효과가 일시 적인 것인지 사후 호전의 효과를 알아보지 못한다.
현재 아급성 급성기의 뇌졸중 환자의 가상현실치료를 통한 상지기능 및 운동기능을 알아보는 연구자료들은 많 지만 상대적으로 만성 뇌졸중 환자의 연구는 적은 실정 이고 앞으로 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 한 연구를 하 였을 경우 추적 검사를 통한 사후 연구가 필요할 것이다. 또한 본 연구에서 몰입형 및 비몰입형을 사용한 연구가 현저하게 차이가 난다. 그 이유로는 첫 번째, 몰입형 가상 현실 치료시설을 구축하기에 많은 비용이 소모된다 (Goebel, Hirose, & Rosenblum, 2001). 두 번째, 몰입 형 가상현실 환경이 단기간 안구피로나 사이버 증후군이 발생하는 경우가 있다(Kim & Park, 2013). 현재 이러 한 문제점을 개선하기 위해 손, 머리 등 신체의 부분적 형태로 센서형 가상현실 장비들이 나오고 있는 추세이다 (Bae & Kam, 2017; Hwang, 2019; Ko & Moon, 2019).
Ⅴ. 결 론
최근 급격한 컴퓨터와 영상기술의 발달로 가상현실기 반 중재 활용도가 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 임 상에서 가상현실치료를 치료방법으로 선택하는데 근거 를 마련하고자 뇌졸중 환자를 대상으로 가상현실의 다양 한 중재방법과 그에 따른 효과를 제시하기 위해 체계적 고찰을 하였다. 그 결과 가상현실기반 중재에는 Nintendo wii, 가상현실을 기반한 가상현실프로그램, RAPAEL smart glove, Xbox kinect, 가상현실 반사장비, motion controller, 체감형 가상현실 훈련, Music glove, RGS 기반 RIMT로 활용되고 있으며, 그 결과 상지의 관절가 동범위, 상지의 근력, 상지의 뻗기 능력, 손기능, 손가락 기민성, 손의 근력 등 상지기능에 효과적이라는 사실에 입증되었다. 이러한 결과는 뇌졸중 대상으로 한 가상현 실 기반 중재의 활용유형 및 중재결과를 제시함으로써 가상현실프로그램을 적용하고자 할 때 임상가들에게 유 용한 근거 자료가 될 것이다.