뇌졸중 환자의 중둔근에 적용한 뇌 컴퓨터 인터페이스 기반 기능적 전기자극이 근력, 균형 및 보행에 미치는 효과

Effects of Brain Computer Interface based Functional Electrical Stimulation on Muscle Strength, Balance, and Gait Applied to Gluteus Medius in Stroke Patients

본 연구는 뇌졸중 환자의 중둔근에 적용한 뇌 컴퓨터 인터페이스 기반 기능적 전기자극이 근력, 균형, 보행에 미치는 영향을 알아보고자 시행하였다. 연구 대상자는 연구 조건을 충족시키는 뇌졸중환자 12명이며, 대상자는 무작위로 두 그룹으로 나누어 뇌 컴퓨터 인터페이스 기반 기능적 전기자극군(n = 6)과 기능적 전기자극군(n = 6)으로 진행하였다. 두 군 모두 공통적으로 1일 2회 30분씩 주 5회4주간 일반적 물리치료와 전경골근에 1일 2회 20분씩 주 5회 4주간 기능적 전기자극치료를 실시하였고, 중둔근에 뇌 컴퓨터 인터페이스 기반 기능적 전기자극군은 1일 1회 20분씩 주 3회 4주간 뇌 컴퓨터 인터페이스 기반 기능적 전기자극훈련을 실시하였으며, 대조군에서는 기능적 전기자극치료를 실시하였다. 훈련 전과 후에는 근력평가를 위하여 도수 근력계를 사용하여 실시하였고, 동적 균형평가를 위하여 Four Square Step Test (FSST)를 실시하였으며, 보행능력의 평가를 위해 시공간적 보행변수를 측정하였다. 본 연구 결과 뇌 컴퓨터 인터페이스 기반 기능적 전기자극훈련을 통해 뇌졸중 환자의동적균형이 대조군보다 유의하게 증가하였다(p < 0.05). 보행능력 평가에서는 분속수, 마비측 단하지지지율, 마비측 양하지 지지율이 대조군보다 유의하게 증가되어 보행능력의 향상을 보였다. 앞으로뇌 컴퓨터 인터페이스 기반 기능적 전기 자극훈련이 임상에서 적용가능 할 수 있도록 효과적인 가이드라인을 제시하고, 뇌 컴퓨터 인터페이스 기반 기능적 전기자극훈련의 다양한 운동방법과 병행한치료 방법들과 뇌 컴퓨터 인터페이스(BCI) 시스템 연구에 기초자료로 제공될 것을 기대한다.

This study was to evaluate the effect of Brain computer Interface based functional electrical stimulation training (BCI based FES) on muscle strength, balance and gait function of patients with stroke applied to Gluteus medius. The participants were randomly divided into two group: a BCI based FES group (n = 6) and a FES group (n = 6). Both groups were provided conventional therapy for 2 session a day, 30 minutes, 5 per week, for 4 week and FES for 2 session a day, 20 minutes, 5 per week, for 4 weeks. BCI based FES group was additionally provided BCI based FES applied to Gluteus medius training 1 session a day, 20minutes, 3 per week, for 4 weeks. The control group was additionally provided FES applied to Gluteus medius. Before and after the training, the Manual Muscle Tester (MMT) was used to muscle strength evaluation, and the Four Square Step Test (FFST) was used to the dynamic balance evaluation, and the Gait Right equipment was used to the evaluation of the gait function. The Results of this study showed that the dynamic balance of stroke patients was significantly increased by BCI based FES training (p < 0.05). In the gait ability evaluation, cadence, single limb support of affected side, double limb support of affected side results were significantly increased and the gait ability was improved. These results suggest that the BCI based FES training should provide the effective guidelines to be applicable in clinical practice, and it is expected that this data will be useful as a clinical guideline for various methods of exercise combined with BCI based FES training.