혈류 제한과 근전도 기반 진지한 게임의 결합을 통한 노인 입원 환자의 근력 손실 타겟팅 (GHOSTLY+)

입원은 노인들에게 병원 관련 장애(HAD)의 상당한 위험을 초래하며, 이는 활동 부족으로 인한 근력과 기능의 급속하고 종종 심각한 저하를 특징으로 합니다. 연구에 따르면 65세 이상 성인은 침상 안정 1주일 만에 하지 근력의 최대 15%를 잃을 수 있으며, 하루에 근육량의 최대 5%까지 감소할 수 있습니다. 이러한 저하는 입원 기간을 연장할 뿐만 아니라 의존성을 증가시키고, 이동성을 저하시키며, 사망 위험을 높입니다. 고하중 저항 운동은 근육 손실 예방을 위한 표준 치료법으로 간주되지만, 허약하거나 수술 후 환자에게는 종종 금기이거나 단순히 실행 불가능합니다. 이로 인해 입원 중 신체 기능을 보존하기 위한 효과적이고 저충격적인 대안이 시급히 필요합니다.<\/p>

혈류 제한(BFR) 훈련이 그러한 대안 중 하나로 부상했습니다. 이는 압력 커프를 사용하여 사지의 동맥 혈류를 부분적으로 차단하고 정맥 환류를 완전히 제한함으로써 저하중 운동의 효과를 향상시킵니다. BFR은 노인을 포함한 다양한 인구에서 근비대와 근력 향상을 자극하는 것으로 입증되었으며, 보고된 300,000건 이상의 임상 세션에서 안전한 것으로 나타났습니다. 신체적 제한 외에도 병원 재활에서의 또 다른 주요 과제는 낮은 순응도입니다. 많은 환자가 비지도 치료 운동을 완료하지 못하는데, 이는 주로 낮은 동기 부여 때문입니다. 치료 목적으로 설계된 인터랙티브 애플리케이션인 시리어스 게임은 참여도 향상에 유망한 결과를 보였지만, 대부분이 임상용으로 특별히 설계되거나 입원 노인의 필요에 맞게 개별화되지 않았습니다.<\/p>

이러한 과제를 해결하기 위해 GHOSTLY+ 시스템이 개발되었습니다. GHOSTLY+는 게임화된 근육 훈련과 BFR을 결합한 모바일 재활 솔루션으로, 입원 노인의 비치료 시간에 사용하도록 설계되었습니다. 이 시스템은 표면 근전도(EMG)를 통해 측정된 근육 수축을 게임 내 행동으로 변환하는 시리어스 게임 앱을 기반으로 합니다. 환자를 재미있으면서도 생리학적으로 근거 있는 환경에 참여시킴으로써, 이 시스템은 중량이나 능동적 움직임 없이도 동기를 높이고 적절한 운동 강도를 보장하는 것을 목표로 합니다. GHOSTLY+는 실시간 EMG 입력을 기반으로 한 자동 난이도 조정을 포함하며, 근력 훈련에 대한 근거 기반 매개변수를 따릅니다: 각 환자의 최대 자발적 수축(MVC)의 약 75%에서 등척성 수축을 수행하며, 세션당 3회, 세트당 12회 반복합니다.<\/p>

여기서 설명하는 임상 연구는 하이브리드 타입 1 설계를 사용한 다기관 무작위 대조 시험(RCT)입니다. 이 시험은 벨기에의 세 병원(UZ Brussel, UZ Antwerpen, UZ Leuven)에서 수행되며, 65세 이상의 입원 환자 중 체중 부하나 독립적 이동이 불가능하고, 약 14일간 입원할 것으로 예상되며, 장기간 활동 부족으로 인해 근력 손실 위험이 높은 120명의 노인을 등록할 것입니다. 참가자는 무작위로 두 그룹 중 하나에 배정됩니다. 대조군은 병원에서 처방된 표준 물리치료를 받을 것입니다. 중재군은 표준 치료에 GHOSTLY+ 시스템을 보충하여 받을 것입니다. 참가자는 입원 기간에 따라 2주 동안 또는 퇴원 시까지 주당 최소 5회 세션으로 GHOSTLY+를 사용할 것입니다.<\/p>

각 GHOSTLY+ 세션은 대상 다리의 대퇴부에 스마트 BFR 커프를 적용하는 것으로 시작합니다. 커프는 동맥 폐쇄 압력(AOP)을 자동으로 측정하고 이 값의 50%로 팽창하며, 이는 불편감을 최소화하면서 효과적인 것으로 알려진 수준입니다. 그런 다음 참가자는 앱 내 보정 과정을 통해 세 번의 최대 등척성 수축을 수행합니다. 이 측정값을 기반으로 시스템은 개인의 MVC를 결정하고 게임 난이도를 그 값의 75%로 설정합니다. 게임 플레이 중 환자는 세션당 세 레벨을 완료해야 하며, 각 레벨은 12회의 근육 수축 세트를 나타냅니다. 세트 사이에는 2분의 휴식 시간이 제공됩니다. UZ Brussel에서 수행된 이전 개념 증명 연구(Debeuf et al., 2025)에 기반하여, 대부분의 환자는 1시간의 훈련 후 시스템을 독립적으로 사용할 수 있습니다. 각 현장의 물리치료사는 환자가 GHOSTLY+ 시스템을 독립적으로 설정할 수 있을 때까지 이 초기 설정을 안내하도록 훈련받을 것입니다.<\/p>

이 연구의 주요 결과는 퇴원 시의 하지 근력으로, 핸드헬드 MicroFet 동력계를 사용하여 평가됩니다. 2차 결과에는 대퇴직근의 초음파 영상을 통해 측정된 근육량, 30초 일어서기 검사와 기능적 보행 범주를 통해 평가된 기능적 수행 능력, Katz 척도를 사용한 일상생활 활동의 독립성, 침상에 누워 있는 시간, 총 입원 기간, 중재에 대한 만족도와 사용성 관련 환자 보고 결과가 포함됩니다. 인지 상태는 간이정신상태검사(MMSE)를 사용하여 평가되며, 신호 진폭과 피로 지수와 같은 신경근 매개변수를 추출하기 위해 EMG 데이터에 대한 추가 분석이 수행될 것입니다. 임상 및 생리학적 데이터 외에도 환자와 치료사는 구현 연구 통합 프레임워크(CFIR)에 따라 설문조사, 인터뷰 및 현장 기록부를 통해 구현 데이터 수집에 참여할 것입니다.<\/p>

데이터는 세 시점에서 수집됩니다: 중재 전(기준선), 첫 주 말, 2주 말, 또는 더 빠른 경우 퇴원 시. 무작위 배정은 웹 기반 시스템을 사용하여 수행되며, 평가자는 그룹 배정을 모르는 상태로 진행되어 편향을 줄입니다. 참가자는 연구 특정 ID를 받으며, 결과 측정을 수집하는 사람들에게 자신의 그룹 배정을 공개하지 않도록 지시받을 것입니다.<\/p>

임상 효능 평가를 넘어, 이 시험은 강력한 구현 평가를 통합합니다. 구현 연구 통합 프레임워크(CFIR)와 Proctor의 프레임워크를 사용하여, 이 연구는 수용성, 채택, 충실도, 실행 가능성, 확산 및 지속 가능성과 같은 주요 실제 지표를 검토할 것입니다. 데이터는 직원 설문조사, 행정 기록, 구조화된 인터뷰, 앱 사용 데이터, 의료 전문가 및 환자 포커스 그룹을 통해 수집될 것입니다. 질적 데이터는 내용 분석과 반성적 주제 분석을 사용하여 분석되어 구현 촉진제와 장벽을 식별할 것입니다.<\/p>

이 연구는 중재군과 대조군 간 하지 근력 보존에서 15% 차이를 검출할 수 있는 통계적 검정력을 가집니다. 분석에는 반복 측정 ANOVA, 회귀 모델링 및 기준선 이동성 상태나 인지 수행 능력의 영향을 탐색하기 위한 하위 그룹 분석이 포함될 것입니다. 모든 데이터는 품질과 완전성을 모니터링하며, 모든 심각한 이상 반응은 EU 의료기기 규정에 따른 적용 가능한 안전 지침에 따라 관할 당국에 보고될 것입니다.<\/p>

시험 완료 후, 연구팀은 임상 직원을 위한 이러닝 훈련 모듈, Grol & Wensing 기반 구현 지침 및 더 넓은 채택을 위한 비즈니스 케이스를 포함한 구현 패키지를 준비할 것입니다. 결과는 학술 출판물, 임상의 워크숍, 병원 발표 및 환자 정보 캠페인을 통해 전파될 것입니다.<\/p>

요약하자면, 이 시험은 입원 노인을 위한 혈류 제한과 EMG 유도 게임화 근력 훈련을 결합한 새로운 재활 시스템인 GHOSTLY+를 평가합니다. 이는 인터랙티브 디지털 기술을 사용하여 근력을 보존하고, 침상 안정 중 신체적 저하를 줄이며, 치료에 대한 순응도를 높이도록 설계되었습니다. 구현 과학을 구조에 내재시킴으로써, 이 연구는 GHOSTLY+의 효과성을 입증할 뿐만 아니라 일상적인 병원 치료에의 지속 가능한 통합을 지원하는 것을 목표로 합니다.<\/p>