보행 중 전기 자극된 길항근 수축의 결합된 적용(보행 연구)

무릎 골관절염(KOA)은 미국뿐만 아니라 일본에서도 가장 흔한 장애 원인입니다. KOA는 통증, 대퇴사두근 약화, 부종, 불안정성, 운동 범위 감소, 신체 기능 및 삶의 질(QOL)과 관련이 있습니다(1). 특히, 대퇴사두근의 약화는 증상 및 진행성 질환(2, 3)의 발생에 기여할 수 있고(2, 3), 기능 제한 및 장애를 유발하고(4), 사망 위험을 증가시킬 수 있습니다(5). 유산소 운동과 저항 운동 모두 무릎 골관절염(KOA) 환자의 치료에 권장됩니다(6). 그러나 중간 정도 또는 심한 강도의 운동은 종종 무릎 통증이 있거나 무릎 부상 병력이 있는 사람들에게 문제가 됩니다.

NMES(Neuromuscular electrical stimulation)는 낮은 중등도 운동 강도에서도 근력을 증가시키고 신체 기능을 향상시키는 방법으로 널리 사용된다(7). 그러나 운동 강도는 사용자의 전기자극 지구력 수준에 따라 결정되기 때문에 NMES 효과가 미흡한 것으로 판명될 수 있다(7). 한편, 경피적 전기 자극, 소위 경피적 전기 신경 자극(TENS)은 통증 완화에 효과적이다(8). 무릎 통증은 독립적으로 대퇴사두근의 힘과 활성화를 감소시켰습니다(9). TENS는 통증 완화를 통해 억제된 대퇴사두근 운동 기능(중추 및 근육 활성화)을 회복시킵니다(10). 또한 전기자극(ES)과 수의적 수축(VC)의 결합 적용은 ES 또는 VC 단독 적용보다 더 효과적이라고 합니다(11). 따라서 전기 자극과 수의적 수축을 결합하는 방법으로 NMES(Electrically Stimated Antagonist)에서 발생하는 힘을 사용하여 수의적 수축 작용근의 움직임에 저항하는 하이브리드 훈련 시스템(HTS)이 개발되었습니다(12). HTS는 수의적 운동과 NMES의 단점을 모두 제거한 방법이다(13). HTS는 근력과 근육량을 모두 증가시킬 수 있는 새로운 트레이닝 기법이라고 보고되었다(12, 13, 14, 15). 최근 HTS 기술은 중력이 없는 상태에서도 체내 운동저항을 발생시킬 수 있기 때문에 우주비행사의 근골격계 불사용 대책으로 유망성을 보이고 있다(1). 또한 HTS는 다양한 유형의 운동(예: 무릎 신전 운동, 스쿼트 및 고관절 굴곡, 걷기 운동, 자전거 타기 운동)(17, 18). HTS와 쉬운 운동(예. KOA 환자를 위한 무릎 확장, 걷기 및 스쿼트).

KOA에 대한 운동 요법의 주요 목적은 근력 향상(특히 대퇴사두근)과 통증 완화이다(19, 20). 근력 향상은 관절을 보호하고 통각 자극을 완화합니다. 그러나 운동은 때때로 통증을 증가시킵니다. 관절 구조의 병리학적 변화 외에도 중추 통증 처리 또는 중추 감작의 변화가 KOA 통증과 관련된 것으로 보입니다(19). Murphyet al. 고관절 및 KOA 환자의 이질적 샘플의 36%가 중추 감작의 증거를 입증했다고 보고했습니다(22). 이 발견은 불완전하게 특성화되었지만 KOA 환자의 치료에서 중추 감작을 고려할 필요가 있습니다. 이론적인 관점에서 운동은 중추 민감화 과정을 치료할 수 있는 가능성이 있습니다. 운동은 뇌 조정 내인성 진통제를 활성화합니다(23). 고강도 편심 운동의 초기 시합은 중추 민감화를 유발하지만, 반복적인 운동 라운드는 내재된 척추 보호 메커니즘을 촉진합니다(반복 시합 효과)(24). 또한, 동측 저항 운동은 아마도 중추 감작을 예방할 수 있습니다(25). 따라서 국소 통증 정도가 증가하면 환자가 운동을 중단하지 않는다는 것을 의미하는 시간 조건적 접근 방식이 권장됩니다(22). 유산소 운동에 대한 근골격계 통증 반응이 있는 환자에 대한 기능 장애 내인성 진통제에 대한 몇 가지 보고가 있었지만 어떤 유형의 유산소 운동도 내인성 진통제를 활성화할 수 없었습니다(24). 현재 중추감작성 통증 환자에게 효과적인 운동법에 대한 보고는 없다. 뇌 유래 신경 영양 인자(BDNF)는 신경 영양 성장 인자 계열에 속합니다. BDNF의 소실은 보통 이러한 운동 중추에서 신경변성을 일으키고 결국 근위축성 측삭 경화증, 척수소뇌 운동실조, 파킨슨병, 헌팅턴병 및 전정 증후군과 같은 몇 가지 심각한 운동 질환을 초래합니다. 이러한 신경영양 인자(예: 뇌 유도 신경영양 인자 감소)는 중추 감작 통증 환자에서 CNS의 과흥분성을 감소시키는 새로운 방법으로 유망합니다(2). Da Graca-Tarrago et al. 골관절염에서 30분 전기 근육내 자극이 통증을 감소시키고 국소 통증 압력 역치(PPT)를 증가시키며 BDNF를 감소시키는 것으로 나타났습니다(27). Gajewska-Wozniak et al. Ia 구심성 섬유(고유수용성 신호)를 자극하기 위한 말초 신경의 낮은 역치 전기 자극이 쥐의 BDNF 발현에 영향을 미칠 수 있다고 보고했습니다(28). HTS는 전기적 편심 근육 수축을 사용하는 운동 기술입니다. Yamaguchi et al. 전통적인 저항 운동(29)에서 한 번의 HTS 후 가자미근 H-반사가 역으로 증가했음을 보여주었습니다. 이것은 HTS가 Ia 섬유를 활성화시키는 역할을 한다는 것을 나타내는 것 같습니다. HTS는 중추 감작에 영향을 미치고 KOA 환자의 통증을 완화할 수 있습니다.