보행 훈련을 위한 저피로도 기능적 전기자극 신호의 타당성 연구

초록

뇌졸중의 대표적인 후유증상은 운동 기능 장애로 많은 뇌졸중 환자들이 발목 근육들을 지배하는 신경의 약화와 함께 발목 주위 근육들의 협응 능력이 떨어져 발이 아래로 쳐지는 족하수의 유발로 인해 보행 능력이 저하되어 일상생활에 어려움을 겪는다. 이를 해결하기 위한 재활 치료 방법 중 가장 대표적인 방법으로는 기능적 전기 자극법이 있다. 현재 임상에서 사용하는 기능적 전기 자극 장치에서 기본적으로 사용하는 출력신호는 전하 균형 양방향 신호로 이를 이용하여 보행에 필요한 근육의 수축을 유도한다. 하지만 선행 연구 결과에 따르면, 전하 균형 양방향 신호의 경우 양방향으로 자극의 크기 및 시간을 균형 있게 전달하기 때문에 일부 자극이 반대 위상에서 상쇄됨으로 자극의 강도와 지속력이 감소하여 근육의 효과적인 수축이 제한되며, 장시간 자극 시 근육의 피로를 유발하여 보행 학습의 효과를 약화시키는 것으로 알려져 있다. 뇌졸중 환자에서의 보행 훈련은 반복 운동을 통한 재학습을 통해 효과를 기대할 수 있으므로 장시간 사용을 통해 효과를 극대화 할 수 있으나 근육의 피로도 증가에 따른 근육의 생리학적 손상 가능성 때문에 일정시간 이상의 기능적 전기자극을 이용한 보행훈련을 수행하지 못한다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서는 기존 기능적 전기 자극에 사용되는 전하 균형 양방향 신호의 단점을 보완하여 장시간 보행훈련에서도 기존 자극에 비해 낮은 피로도를 유발하는 전기 신호 출력 파형을 개발할 필요가 있다. 본 논문에서는 문헌조사를 통한 새로운 파형의 제안과 제안한 파형을 이용한 임상시험을 통해 해당 자극파형의 저피로도 가능성을 확인하는 연구를 수행하였다.

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