Comparing the Effect of Implanted Peroneal Nerve Stimulation and Ankle-Foot Orthosis on Gait Kinematics in Chronic Hemiparesis: A Randomized Controlled Trial

만성 편마비의 보행 운동학에 이식된 비골 신경 자극과 발목 발 보조기의 효과 비교: 무작위 대조 시험

Emilie HUTIN, Mouna GHÉDIRA, Maria VINTI, Sanaa TAZI, Jean-MICHEL GRACIES et al.

J Rehabil Med. 2023 Aug 7:55:jrm7130. doi: 10.2340/jrm.v55.7130

서론

중추신경계 병변에 의해 발생한 편마비에서는 일반적으로 보행의 유각기 동안 지면에서 발떼기(foot clearance)에 문제가 발생하고 여기에는 세가지 요인이 관련이 있으며 배측 굴근 마비 및 발바닥 굴근 단축, 및 발바닥 굴근 과잉 활동이다. 보행동안 수동적으로 발목을 위로 유지하기 위해 발목 발 보조기(AFO)의 사용이나 스윙 중 비골 신경을 전기적으로 자극하는 FES를 사용하는데 이러한 FES는 AFO와 효과를 비교하는 연구와 기존 물리 치료와 비교하는 연구에서 우월성은 없는 것으로 확인되었다. 이에 개발된 반삽입형 선택적 FES(SIS-FES)는 자극의 강도를 심부까지 개별적으로 조절할 수 있고 전경골근, 제3비골근, 긴무지신근을 활성화하고 표층에 있는 긴비골근과 단비골근을 활성화하여 발목 배측굴곡 움직임 등을 조절하여 발목의 움직임을 제어할 수 있게 해준다. 본 연구의 목적은 AFO와 SIS-FES의 임상적, 운동학적 효과를 비교하기 위한 것으로 3~6개월 사용후: 교정기(장치 OFF에서 ON으로 변경), 훈련(일정 기간 사용 후 성능 ON), 치료(일정 기간 사용 후 장치 OFF 변경) 및 복합 효과를 비교하고 SIS-FES가 유각기 동안 주동근 배측 굴근 활동의 정량적 증가를 통해 AFO(다양한 교정 효과)보다 편안하게 보행 속도를 더 증가시킬 수 있다는 것을 확인하는 것이다.

연구 대상 및 방법

참가자들

포함 기준: 연령 ≥ 18세, 등록 전 최소 12개월에 발생한 중추 신경 병변; 보조 장치 유무에 관계없이 50m 거리를 걸을 수 있는 능력; 조사자에 의해 보행의 유각기 동안 마비성 발목 배측 굴곡 장애가 확인된 경우; AFO를 착용하고 보행이 가능한 사람; 비골신경을 자극을 할 수 있는 사람; 지난 12개월 동안 마비된 하지에 신경 절재술을 하지 않은 사람; 지난 6개월 동안 신경 용해성 알코올이나 페놀이 차단력이 없는 사람; 지난 4개월 동안 보툴리눔 주사를 맞은 적이 없는 사람, 동의서 작성한 사람

제외 기준: 무릎 신전후 마비측 최대 수동 발목 배측굴곡(즉, Tardieu XV1 비복근 < 90°) 각도가 0도 이하인 사람; 복사뼈를 덮는 정형외과용 신발 사용하는 사람; 전신 마취에 대한 금기 사항; 다른 이식 자극기(심장 박동기 포함)를 지속적으로 사용; 신경이완제, GABA 작용제, 항우울제 또는 보행 능력에 영향을 미칠 수 있는 약물 사용, 치료되지 않은 간질; 말초신경계 병변; 임신한 또는 수유 여성; 의료 보험에 가입되지 않은 사람

통계 부석

Descriptive statistics for quantitative variables (age, time since onset, FIM, DN4 scores, walking speed, all other kinematic parameters) used the mean values and standard deviations (SDs) based on conditions of normality (Shapiro-Wilks). Analyses of variance (ANOVA) were used to compare the effects of 3 factors: group (AFO, SIS-FES), condition (OFF, ON) and visit (M–2, M3, M6) on dependent variables. If overall comparisons revealed any significant difference across groups, conditions or visits, pairwise within- and between-factor comparisons were performed using Bonferroni corrections. If overall comparisons revealed no significant difference across groups, the data were pooled to analyse the effects of visit or condition in the whole sample of recruited participants. All statistical analyses were conducted with Statistica 7.0 software package (StatSoft, Inc., Tulsa, OK, USA). A p-value of 0.05 was used for statistical significance.

결과

토론

주요 결과를 살펴 보면 6개월에 걸쳐 사용된 SIS-FES와 AFO는 보행 운동학, 특히 발목 배측굴곡 및 내반의 정도, 보행 속도, 케이던스 및 보폭에서 비슷한 효과를 보였고, 스윙 중 발목 배측 굴곡 속도는 AFO를 사용하면 SIS-FES에 비해 절반의 속도를 보였다. 6개월 사용 후 OFF 조건에서 유일한 이점은 두 군에서 모두 스윙시 무릎 굴곡이 2° 증가했다는 것 이외에는 없었다. 6개월 동안 AFO를 사용하면 초기 스윙에서 배측 굴곡 속도가 50% 감소한다고 보고하였는데 이는 6개월 사용 후 AFO를 사용하지 않을 때 스윙 중 배측굴곡이 수치적으로 3° 손실(-6°에서 -9°까지)이 발생할 수 있다는 것으로 장기간 AFO를 사용할 경우 능동적 발목 운동 제한을 가져오고 오히려 발목 가동성 저하로 인해 근육 및 힘줄 구조가 변화되고 결과적으로 수동 및 능동 운동 범위를 악화시킬 수 있는 반면 SIS-FES는 발목 배측 굴곡을 감속하지 않아 이식된 FES 사용이 근육과 신경 가소성을 모두 촉진할 수 있다고 생각되나 장기간 다수를 대상으로 추가적인 연구가 필요하다고 사료된다.