인지 기반 신경근 운동이 전방십자인대 수술을 받은 환자의 반응시간, 관절위치감각, 고유감각력 감각 및 균형에 미치는 영향

전방 십자인대(ACL) 부상은 가장 흔한 무릎 부상 중 하나로, 급격한 감속, 방향 변경, 점프 후 착지 등 접촉 및 비접촉 메커니즘으로 인해 발생하며 무릎 안정성 및 생체 역학의 붕괴를 초래합니다. 미국에서는 연간 100,000~200,000건의 사례가 발생하는 것으로 추산되며, ACL 파열의 전 세계 발생률은 연간 200만 건에 달합니다. ACL 부상 치료는 보수적이거나 수술적일 수 있습니다. 보존적 치료는 방향 변경이 필요한 활동에 참여하지 않는 운동선수, 심각한 무릎 불안정성이 없는 개인, 활동 수준이 낮은 개인과 같은 특정 집단에 대해 실행 가능한 옵션으로 간주됩니다. ACL 부상은 대퇴사두근과 햄스트링 약화, 무릎 관절 고유감각 감소, 균형 장애를 초래합니다.

무릎의 해부학적 구조와 생체역학을 복원하기 위해 무릎을 안정시키고 2차 부상을 예방하기 위해 관절경 ACL 재건술을 시행하고 있으며, 영국에서는 매년 약 30,000건의 시술이 시행됩니다. 포괄적인 재활은 ACL 부상 관리의 중요한 구성 요소이지만 보존적 치료이든 외과적 치료이든 현재 이러한 광범위한 부상에 대한 최적의 재활 접근 방식은 없습니다.

적용되는 재활 프로토콜의 유형은 ACL 재구성 결과에 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 재활 프로토콜은 지난 수십 년 동안 크게 발전해 왔으며 전통적인 재활, 가속 재활 및 기준 기반 재활 프로토콜이 가장 일반적으로 사용됩니다. 이러한 프로토콜은 이식편의 생물학적 치유 및 재형성 기간에 따라 운동 시기와 유형을 결정하여 근력을 강화하고 고유감각을 개선하며 무릎 안정화를 보장하는 것을 목표로 합니다.

상대적으로 새로운 접근법인 기준 기반 재활 프로토콜은 환자별 재활을 제공하고 진행을 극대화하는 것을 목표로 합니다. 2016년 네덜란드 왕립 물리치료학회(KNGF)에서 개발한 이 프로토콜은 초기, 중간, 후기 단계의 3단계로 나뉩니다. 다음 단계로 진행하기 위해서는 환자가 각 단계의 구체적인 목표를 달성해야 하며, 이는 객관적이고 주관적인 테스트를 통해 검증됩니다. 초기 및 중간 단계 재활의 효과와 질은 장기적인 결과에 큰 영향을 미칩니다. 약 2개월 동안 진행되는 초기 재활의 목표에는 삼출액 감소, 관절 운동 범위 회복, 근육 위축 최소화가 포함됩니다. 2~6개월에 이르는 중간 단계에서는 무릎 신전을 완전히 제어하고, 수술한 사지의 근력을 손상되지 않은 쪽보다 80% 회복하고 점프 능력을 회복하는 데 중점을 둡니다. 이 단계에는 무릎 굴근 및 신근 강화, 닫힌 운동 사슬 운동, 기능적 운동, 균형 훈련, 플라이오메트릭 운동 및 신경근 운동과 같은 운동이 포함됩니다.

신경근 조절은 움직임을 시작하는 데 필수적이며 고유 감각, 운동 감각, 시각 및 전정 소스뿐만 아니라 피질 및 척추 운동 명령의 감각 정보 통합이 필요합니다. 이 제어는 효과적인 움직임 실행에 중요합니다. 최근 연구에 따르면 ACL 부상은 단순히 안정성과 생체역학에 영향을 미치는 고립된 관절 손상이 아니라 ACL 내에 위치한 기계적 수용체를 통해 무릎의 신경근 조절에 직접적으로 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 이러한 손상은 감각운동 조절에 신경생리학적 영향을 미칩니다. ACL 손상 후 이러한 체성감각 변화는 자세 및 운동 제어에 결함을 초래하여 하지 반응 시간이 느려질 수 있습니다. 또한, 통증 및 부종과 관련된 통각 활동은 관절 위치 감각 및 운동 감각 감소와 결합되어 움직임의 질을 손상시킵니다. 손상된 기계적 수용체로 인한 신경근 조절 장애, 고유 감각 결손 및 체성 감각 입력 장애가 9~12개월 동안 지속될 수 있으므로 중간 단계 재활 동안 표적 운동의 필요성이 강조됩니다.

상황 인식, 향상된 주의력, 주의력 자원 간 선택 능력에 필요한 전정, 시각 및 체성 감각 입력의 복잡한 통합은 신경인지 기능의 발달을 촉진할 수 있습니다. 인지 기반 신경근 운동은 환자의 반응 시간, 관절 위치 감각, 고유 감각 근력, 균형 등 신경 인지 기능을 향상시키는 동시에 운동 조절 및 무릎 안정성을 향상시키는 것을 목표로 합니다. 인지 기반 신경근 운동의 예로는 2007년 독일 Lutz가 개발한 Life Kinetik(LK) 방법이 있습니다. 이 방법은 신경 학습을 촉진하고, 신경 가소성을 지원하며, 신경학적 증상을 줄이는 데 사용됩니다. 이러한 운동 중에는 시각 또는 인지 작업이 신체 활동과 결합되어 뇌를 훈련하고 집중력, 문제 해결 기술, 반사 신경, 균형 및 조정 능력을 향상시키는 것을 목표로 합니다. 이러한 운동에는 움직이는 동안 적극적이고 지속적인 사고가 필요한 여러 가지 복잡한 작업을 수행하는 것이 포함됩니다. 연구자들은 이러한 운동과 관련된 복잡한 작업이 ACL 재구성 후 손상되는 반응 시간, 관절 위치 감각, 고유 감각 강도 및 균형에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다고 가정합니다.

문헌 검토에 따르면 ACL 재구성을 받는 환자의 관절 위치 감각, 신경인지 조절 및 반응 시간을 조사한 연구는 제한적입니다. 또한, ACL 부상 후 체성 감각 입력이 중단되어 발생하는 하지 반응 또는 감지 시간을 조사하는 연구도 부족합니다. ACL 재활 프로그램에서 신경근 운동에 대한 연구가 진행되었지만 인지 기반 신경근 운동에 초점을 맞춘 연구는 확인되지 않았습니다. 문헌에서 ACL 재건을 위한 최적의 재활 방법이 부족하여 새로운 치료 방식과 그 효과에 대한 지속적인 연구가 진행되었습니다. 최근 인지 기반 신경근 운동은 인지 능력, 관절 위치 감각, 지각 근력 및 균형 능력을 향상시키는 유망한 방법으로 떠오르고 있습니다.

본 연구는 전방십자인대 재건술 후 환자에서 관찰되는 인지 기반 신경근 운동이 반응시간, 관절 위치 감각, 고유감각력 감각 및 균형 장애에 미치는 영향을 조사하기 위해 고안되었습니다. 연구자들은 본 연구에서 얻은 결과를 통해 최적의 치료법이 존재하지 않는 ACL 재건에 대한 재활 접근법에 대한 새로운 관점을 제공하고 인지 기반 신경근 치료의 효과에 관한 객관적이고 증거 기반 데이터를 갖춘 문헌에 기여하는 것을 목표로 합니다. 감각 운동, 신경 근육 및 고유 감각에 대한 운동.

연구 모집단 및 샘플 연구에는 20~40세의 남녀 모두가 포함됩니다. 수술 후 환자는 처음에 McNeil 등이 설명한 대로 8주간의 가정 기반 재활 프로그램을 받게 되며 매주 모니터링을 통해 진행 상황을 평가하게 됩니다. 8주차 말에 기준 기반 재활 접근법의 초기 단계 기준을 충족하는 환자가 연구에 포함됩니다. 그런 다음 참가자들은 중간 단계 기준 기반 재활 프로토콜을 준수하면서 일주일에 두 번씩 8주 재활 프로그램을 따르게 됩니다. 모든 재활 세션은 숙련된 물리치료사의 감독 하에 직접 진행됩니다. 측정은 재활 전과 8주 프로그램 종료 시 수행됩니다. 표본 크기는 G*Power 3.1을 사용하여 계산되었으며, 80% 검정력을 사용하여 총 27명의 참가자가 결정되었습니다.

데이터 수집 도구 연령, 성별, 체중, 키, BMI, 음주 및 흡연 습관, 부상당한 사지, 부상과 수술 사이의 시간, 직업 등을 포함한 인구통계 데이터가 수집됩니다.

통증 측정: 통증 강도는 숫자 통증 척도(0 = 통증 없음, 10 = 상상할 수 있는 최악의 통증)를 사용하여 평가됩니다.

하지 반응 시간 측정: 무선 광 센서 시스템인 FITLIGHT Corp를 사용하여 반응 시간을 측정합니다. 참가자는 영향을 받은 하지와 영향을 받지 않은 하지를 사용하여 무작위로 켜진 센서를 비활성화합니다. 작업 변형에는 이중 작업 성능을 평가하기 위한 인지 이중 작업(예: 5씩 뒤로 세기)과 운동 이중 작업(예: 공 던지기 및 잡기)이 포함됩니다.

관절 위치 감각: 수동 관절 위치 감각은 15° 및 45° 무릎 굴곡에서 관절 재배치 작업을 사용하여 평가되며 측정값은 "Clinometer" 스마트폰 애플리케이션을 사용하여 수행됩니다. 인지 및 운동 작업도 통합됩니다.

고유 감각 감각: 고유 감각 감각은 StabilizerTM 바이오피드백 장치를 사용하여 평가됩니다. 참가자는 등척성 수축을 수행하고 목표 힘 값과 실제 힘 값 간의 차이가 기록됩니다. 인지 및 운동 이중 과제도 포함됩니다.

정적 균형 테스트: 한쪽 다리 자세 테스트는 눈을 뜬 상태에서 정적 균형을 평가합니다. 이중 작업 조건에는 언어 작업(예: 특정 글자로 시작하는 단어 이름 지정)과 운동 작업(예: 물 한 컵이 담긴 쟁반 잡기)이 포함됩니다.

활동 수준: 부상 전 활동 수준은 Tegner 활동 척도를 사용하여 측정되며, 이 척도는 0(활동 없음)부터 10(엘리트 수준의 경쟁)까지 활동 점수를 매깁니다.

IKDC 주관적 무릎 양식: 무릎 증상, 기능 및 활동 수준은 국제 무릎 기록 위원회(IKDC) 주관적 무릎 평가 양식을 사용하여 평가됩니다. 총점의 범위는 0~100점이며, 점수가 높을수록 기능이 좋은 것을 의미합니다.

치료 프로토콜

진행 기준을 충족하는 참가자는 8주간의 중간 단계 재활 프로그램(주 2회)을 받게 됩니다. 환자는 두 그룹에 무작위로 배정됩니다:

그룹 1: 보조 작업 없이 수행되는 운동입니다. 그룹 2: 인지 또는 운동 이중 작업(예: 리듬 세기, 철자 바꾸기, 공 조작)으로 수행되는 운동.

예제 연습(8~16주차):

대퇴사두근 및 햄스트링 강화 운동, 고관절, 요골반 및 비복근- 가자미근 강화, 폐쇄형 운동 사슬 운동, 기능적 운동(예: 스쿼트, 런지, 레그 프레스), 균형 훈련(예: 2인용 걷기, 한쪽 다리로 서서 열린 자세) 그리고 눈을 감았습니다.)

운동에는 3세트에 걸쳐 8~12회 반복이 포함되어 치유 조직에 과도한 스트레스를 주지 않고 최적의 부하를 보장합니다. 통증과 부기를 면밀히 모니터링하고 필요에 따라 운동 강도를 조정합니다. 저항은 손상되지 않은 사지 용량의 40~50%에서 시작하여 환자의 기능 상태에 따라 70~80%까지 진행됩니다.