한국의 인구 중 10만 명 당 사망의 원인 순위 추이에서 뇌혈관 질환은 2009년도 이후부터 최근까지 지속적으로 높은 순위를 차지하고 있다(Korea Statistical Information Service, 2019). 뇌혈관 질환 중 허혈성 또는 출혈성으로 인하여 뇌에 정상적인 혈액 공급이 이루어지지 않아서 일어나는 신경학적 질환(Kim & Bae, 2010; Park, Lee & Cha, 2017)을 뇌졸중으로 진단되는데, 발현 증상 형태에 따라 두개골 내의 혈관 일부가 파손되어 출혈하는 출혈성 뇌혈관 질환과 혈관 속의 혈액의 흐름이 나빠지거나 막혀서 나타나는 허혈성 뇌혈관 질환으로 구별한다(National Health Insurance Service, 2019). 중추신경계의 신경학적 손상으로 인해 신체장애가 나타나는 질환(Jin & Jeon, 2012; Shah, 2006)인 뇌졸중은 운동, 감각, 인지, 지각, 감정 및 언어장애를 비롯한 다양한 신경학적 결손을 발생시킨다(Jung, Lee, Charalambos & Konstantinos, 2010). 뇌졸중 환자들은 반신마비, 언어장애(Jin & Jeon, 2012), 감각 이상 및 운동 기능 장애(Yang, Park, Kang & Park, 2014; Shah, 2006), 인지능력의 저하 등이 나타나며 이러한 증상으로 인해 신체적 활동과 사회적 참여에 심각한 제한을 받는다(Lamb et al., 2003).

뇌졸중 환자는 특히 마비 측 근력 약화 및 근육의 두께 감소, 근섬유 단축 그리고 운동단위의 감소가 발생하며 마비 측 근육의 기능 장애도 나타난다(Leroux, Pinet & Nadeau, 2006). 뇌졸중 편마비 환자의 약 20%는 주로 휠체어를 사용하게 되지만, 일부 보행능력을 회복한다(Wade, Wood, Heller, Maggs & Langton Hewer, 1987). 그러나 보행능력의 회복에도 불구하고 일반 성인과 비교하였을 때 느린 보행속도, 비효율적 에너지 소비, 변형된 보행유형, 보행 지구력 감퇴 및 낮은 보행 안정성으로 인하여 보행능력의 감소 등의 다양한 어려움을 겪게 된다(Jung et al., 2010). 이와 같이 뇌졸중 편마비 환자의 보행능력은 기능적인 활동에 중대한 영향을 미치기 때문에 임상 재활치료 전문가들은 뇌졸중 편마비 환자들의 저하된 보행능력을 회복시키는데 중점을 두며 재활치료를 시행한다(Combs-Miller et al., 2014).

특히 뇌졸중 편마비 환자의 재활치료에서 보행의 회복은 가장 필수적인 목표다(Park & Song, 2011; Mauritz, 2002; Werner, Bardeleben, Mauritz, Kirker & Hesse, 2002). 뇌졸중 편마비 환자의 원활한 보행 회복을 목적으로 재활운동을 적용할 경우에는 좌·우측의 균등한 체중 지지를 유도하는 훈련이 필요하다(Kim, Kim & Woo, 2006). 따라서 부력 및 밀도 차이, 정수압의 원리 등을 이용하여 부분 체중 지지를 유도하는 수중 환경은 효율적인 뇌졸중 편마비 환자의 보행 회복 훈련을 위한 가장 최적화된 장소이다. 수중 환경은 부력을 통해 관절에 가해지는 부하를 감소시키기 때문에 안전하게 넓은 가동범위의 운동을 가능하게 한다(Hauer, Specht, Schuler, Bartsch & Oster, 2002). 또한 수중 환경은 물의 부력에 의해 지지를 받을 수 있어 환자 자신이 통제할 수 있는 여유시간을 확보할 수 있다. 환자들은 여유시간 동안 다양한 오류를 수정할 수 있고, 심리적 안정감도 느낄 수 있어 낙상과 같은 부상에 대해 안전한 운동 수행을 할 수 있다(Jin & Suk, 2004). 트레드밀 보행 훈련을 수중 환경에서 하는 경우 물의 온도, 점도, 정수압, 난기류 및 저항력 등을 조절할 수 있는 장점을 활용하여 지상에서의 보행 훈련이 어려운 환자가 낙상의 염려 없이 보행 훈련을 할 수 있다(Bates, 1996).

수중보행을 통한 보행능력의 향상(Masumoto, Nishizaki & Hamada, 2012)은 지상보행보다 우수한 것으로 보고되고 있다(Ana, Sandro & Marcos, 2006). 이러한 이유로 수중보행은 파킨슨 환자(Vivas, Arias & Cudeiro, 2011), 뇌졸중 편마비 환자(Park & Song, 2011; Jung et al., 2010) 등의 재활과 보행능력의 증진을 위한 수단으로 많이 사용되고 있다. 최근 수중 트레드밀 보행 훈련방법을 이용한 운동의 효과에 관한 연구들이 많이 보고되고 있다. 뇌졸중 편마비 환자의 발목에 부하를 가한 수중 트레드밀 보행의 운동학적 분석에서는 수중 걷기 중 마비 측 다리의 발목에 부하를 가하는 경우 부유 증상을 방지하여 회전 보행은 감소하고, 입각기 안정성은 증대되는 것으로 나타났다(Jung et al., 2010). 또한 뇌졸중 편마비 환자에게 4주간 수중 트레드밀 보행 훈련을 실시한 경우 시간적 및 공간적 보행능력이 향상되고, 정적 및 동적 균형능력이 증진되는 효과가 있다는 연구결과가 보고되기도 하였다(Park & Song, 2011).

그러나 선행연구에서는 수중보행 훈련이 보행능력 개선에 미치는 영향에 대한 연구가 피험자의 특성을 제한하여 시행된 경우가 대부분이었고, 수중 및 지상 트레드밀 보행 훈련의 비교를 통한 효과 검증에 대한 연구는 많이 이루어지지 않았고 대부분 병원에서 진단을 받아 질환을 겪고 있는 환자를 대상으로 적용한 연구들이 많아 훈련기간이 대체적으로 짧은 것으로 나타났다. 그리고 수중보행 훈련이 보행능력의 향상에 유의하게 영향을 미쳤다는 결과들이 일부 제시되기는 하였으나 훈련기간에 관한 연구결과는 미미한 실정이다. 특히 피험자의 질환과 환자에 따른 특성을 반영하여 다양한 훈련기간에 대한 연구 또한 많이 수행되지 못했다. 따라서 뇌졸중 편마비 환자들의 치료방법으로서의 수중보행 훈련의 효과를 측정하여 지상보행 훈련과 비교하고 다양한 훈련기간의 효과를 검증하는 연구가 필요하다.

본 연구에서는 뇌졸중 편마비 환자의 수중 트레드밀 보행 훈련과 지상 트레드밀 보행 훈련이 환자의 보행능력에 어떠한 영향을 미치는지를 규명하였다. 구체적으로 뇌졸중 편마비 환자를 대상으로 수중 및 지상 트레드밀 보행 훈련을 8주 동안 실시한 후 나타나는 보행능력이 훈련방법과 훈련기간에 따라 차이가 있는지를 비교 및 분석하였다.

1. 연구대상자

본 연구에 참여한 피험자들은 인천광역시에 소재한 K재활병원의 재활 병동에 입원 중인 환자 중 18명의 뇌졸중 편마비 환자를 임의표집 되었다. 피험자의 선별기준은 뇌졸중의 유병 기간이 6개월-2년 이하인 자로 보조기구나 한 사람의 도움으로 최소한 10 m의 거리를 이동할 수 있으며, 하지에 뇌졸중 편마비가 있는 자로 수중보행 치료를 받아본 환자를 대상으로 하였다. 모든 피험자들에게 과제 수행 과정에 대한 설명을 하였고, 참여의사와 동의서를 받았다. 본 연구는 인천대학교 기관생명윤리위원회(Institutional Review Board, IRB)에서 주관하는 생명윤리 교육을 이수하고, 위원회로부터 연구에 대한 심의 허가를 받은 후 수행하였다(70007971-201611-001).

2. 실험절차

본 연구에 사용된 수중 트레드밀 보행운동 장비는 Syspal사의 수면 높낮이 조절풀 수중 트레드밀(Hydro physio Focus 003, USA)을 사용하였다. 지상 트레드밀 보행운동 장비는 앞썬아이앤씨사의 의료용 저속 트레드밀(AP2010-2S, Korea)을 사용하였다. 보행능력 변인 측정 장비는 CIR사의 GAITRite®를 사용하여 측정하였고, 측정된 자료는 GAITRite® Gold (Version 3.4, USA) 프로그램을 사용하여 분석하였다(Table 1).

피험자들은 하지에 뇌졸중 편마비가 있는 자로 수중보행 치료를 받아본 환자 20명을 최종 피험자로 선정하고 선정편견(selection bias)을 최소화하기 위해 운동방법에 따라 무작위로 수중 트레드밀 보행운동군과 대조군으로 분류하여, 각각 10명씩 나누었다. 한편 이 연구를 진행하던 중 예상치 못한 퇴원 및 불규칙한 참여로 인하여 최종 자료처리에서는 집단에서 1명씩 제외하고 최종적으로는 9명으로 집단이 구성되었다. 측정은 사전검사 및 4주 차와 8주 차에 동일한 방법으로 이루어졌다.

실험에 들어가기 전에 이들을 대상으로 일반적인 특성과 보행능력을 측정하였다. 이후 두 집단은 모두 동일하게 물리치료사와 작업치료사에 의해 주 5회, 1일 2회의 일반적인 재활운동 프로그램을 각각 30분간 실시하였다. 그리고 두 운동집단 대상자들에 처방된 수중과 지상 트레드밀 보행운동군 모두 병행하여 주 3회 30분간 트레드밀 보행운동을 8주간 실시하였다. 또한 운동의 시작과 끝에 준비운동과 마무리 운동을 각 5분씩 실시하여 근 경련 및 기타의 위험을 최소화하였다.

피험자들에게 적용한 수중 트레드밀 보행운동은 먼저 수중에서 일어날 수 있는 사고의 예방과 심리적 안정감을 가질 수 있도록 준비운동을 5분간 실시하고(Ruoti, 2002), 수중 트레드밀 보행운동을 30분간 실시하였다. 수중 트레드밀 보행운동 후에는 연구의 참여자의 근 긴장을 이완하고, 근 피로를 회복시키기 위하여 스트레칭을 포함한 정리운동을 5분간 실시하였다. 운동은 주 3회, 8주 동안 실시하였고, 운동 중 수중 트레드밀의 초기 속도는 지상보행의 36%의 속도로 설정하여(Barela, Stolf & Duarte, 2006), 단계별로 0.2 m/s의 속도를 높여서 편안하고 좋은 보행을 유지할 수 있는 가능한 빠른 속도를 선택하였다. 속도는 대상자의 능력에 따라 다르게 하였고, 익일 운동 속도는 전일 운동의 최고 속도로 시작하였다(Masumoto, Shono, Hotta & Fujishima, 2008). 수중 트레드밀의 물의 온도는 34℃로 하였으며, 물의 높이는 환자의 몸의 앞쪽 칼돌기(Xiphoid)까지 적용하였다(Jung et al., 2010) (Table 2, Figure 1).

3. 자료처리

피험자들의 보행능력 평가를 위한 변인은 시간적 보행능력 변인인 걸음 수(step), 걸음 시간(step time), 걷기 속도(velocity), 분당 걸음 수(cadence) 였다. 공간적 보행능력 변인은 한발짝 길이(step length), 한걸음 길이(stride length)로 하였다. 이 변인들은 실험 기간 8주간의 중재 동안 사전, 4주 차, 8주 차에 동일한 방법으로 측정 및 분석하였다. 모든 평가의 진행은 사전평가를 제외하고 4주 차 혹은 8주 차 훈련이 끝나고 운동중지(detraining)가 나타나는 24시간 후에 평가를 실시하였다(Korean Association of Certified Exercise Professionals, 2011).

실제 측정 시에는 피실험자가 가장 편안한 속도로 걷도록 한 후, 총 4회 측정하여 평균값을 자료처리를 하였으며, 신발 및 보조기는 환자의 특성에 따라 사용하고 모든 평가는 동일한 조건으로 측정하였다. 걸음 수는 족저압 보행 분석판 위에서 한발짝 걸음의 총 걸은 숫자를 의미하고, 걸음 시간은 분석판 위에서 한발짝 걸을 때 걸린 시간이다. 그리고 걷기 속도는 족저압 보행 분석판 위에서 총 이동한 거리를 속도로 나눈 값을 말하며, 분당 걸음 수는 1분당 걸음 수 있는 총 걸음 수를 나타낸다. 한발짝 걸음은 한쪽 발뒤꿈치 닿기부터 반대쪽 발뒤꿈치 닿기까지의 거리를 말하고, 한걸음 길이는 한쪽 발뒤꿈치 닿기에서부터 다시 같은 쪽 발뒤꿈치 닿기까지의 거리를 말한다.

4. 통계처리

본 연구의 통계처리는 Windows용 SPSS 프로그램(version 25, SPSS Inc., IBM, USA)을 사용하였다. 시간적 변인인 걸음 수, 걸음 시간, 걷기 속도, 분당 걸음 수와 공간적 변인인 한발짝 길이, 한걸음 길이의 평균과 표준편차를 산출하였다. 수중 트레드밀 보행운동군과 지상 트레드밀 보행운동군 간의 운동방법 및 운동기간에 따른 보행능력 변인의 차이를 비교하기 위하여 혼합설계를 이용한 이원배치 반복측정 분산분석(Mixed design 2-way ANOVA with repeated measurement)을 실시하였는데, 이때 운동집단 및 운동기간 간 차이는 4주 차 측정치와 사전 측정치, 8주 차 측정치와 사전 측정치 값의 차이를 이용하였다. 통계적 유의성이 나타난 경우 Bonferroni pairwise comparison을 실시하였다. 이때 모든 통계적 유의수준은 p < .05로 설정하였다. 그리고 모든 변인은 평균 및 표준편차로 보고하였다.

1. 연구대상자의 특성

본 연구에 참여한 대상자의 평균연령은 수중 트레드밀 보행운동 집단이 62.00세, 지상 트레드밀 보행운동 집단이 67.33세였다. 평균 체중은 수중 트레드밀 보행운동 집단이 63.44 kg, 지상 트레드밀 보행운동 집단이 65.22 kg이었다. 신장은 수중 트레드밀 보행운동 집단이 163.11 cm, 지상 트레드밀 보행운동 집단이 166.67 cm였다(Table 3).

2. 시간변인

1) 걸음 수

수중 및 지상 트레드밀 보행 훈련 전·후의 보행능력 시간 변인 중 걸음 수에 대한 결과는 다음과 같다. 수중 트레드밀 훈련군의 경우 사전검사는 47.11±21.18회, 4주 차에는 45.33±20.54회, 8주 차에는 38.11±19.73회로 나타났으며, 지상 트레드밀 훈련집단의 사전검사는 31.00±9.56회, 4주 차에는 29.11±8.06회, 8주 차에는 28.22±6.55회로 나타났다. 한편 수중 트레드밀 집단의 사전과 4주 차의 걸음 수의 차이는 -1.78±7.34회, 8주 차 검사와의 평균 차이는 -9.00±10.30회로 나타났고, 지상훈련 집단의 경우는 사전과 4주 차의 걸음 수의 평균 차이는 -1.80±5.98회, 8주 차와의 평균 차이는 -2.78±5.51회로 나타났다. 혼합설계 이원배치 반복측정 분산분석의 결과에서는 집단에는 유의한 차이가 나타나지 않았지만, 훈련기간 간 차이는 유의한 것으로 나타났다(Table 4, p < .05).

2) 걸음 시간

수중 및 지상 트레드밀 보행 훈련 전·후의 보행능력 시간 변인 중 걸음 시간에 대한 결과는 다음과 같다. 수중 트레드밀 훈련군의 경우 사전검사는 0.300±0.394초, 4주 차에는 0.274±0.328초, 8주 차에는 0.203±0.179초로 나타났으며, 지상 트레드밀 훈련집단의 사전검사는 0.664±0.187초, 4주 차에는 0.684±0.244초, 8주 차에는 0.678±0.234초로 나타났다. 한편 수중 트레드밀 집단의 사전과 4주 차의 걸음 시간의 차이는 -0.025±0.092초, 8주 차와의 평균 차이는 -0.096±0.261초로 나타났고, 지상훈련 집단의 경우는 사전과 4주 차의 걸음 수의 평균 차이는 0.020±0.070초, 8주 차와의 평균 차이는 0.014±0.064초로 나타났다. 혼합설계 이원배치 반복측정 분산분석의 결과에서는 집단 간 및 훈련기간 간에서 유의한 차이가 나타나지 않았다(Table 5).

3) 걷기 속도

수중 및 지상 트레드밀 보행 훈련 전·후의 보행능력 시간 변인 중 걷기 속도에 대한 결과는 다음과 같다. 수중 트레드밀 훈련군의 경우 사전검사는 43.60±31.79 cm/s, 4주 차에는 50.10±33.05 cm/s, 8주 차에는 60.56±36.00 cm/s로 나타났으며, 지상 트레드밀 훈련집단의 사전검사는 70.20±23.77 cm/s, 4주 차에는 73.33±25.81 cm/s, 8주 차에는 74.82±23.93 cm/s로 나타났다. 한편 수중 트레드밀 집단의 사전과 4주 차의 걷기 속도의 차이는 6.50±8.06 cm/s, 8주 차와의 평균 차이는 10.46±13.3 cm/s로 나타났고, 지상훈련 집단의 경우는 사전과 4주 차의 걸음 수의 평균 차이는 3.13±11.15 cm/s, 8주 차와의 평균 차이는 -1.48±8.31 cm/s로 나타났다. 혼합설계 이원배치 반복측정 분산분석의 결과에서는 집단 간과 훈련기간 간에서 유의한 차이가 나타나지 않았다(Table 6).

4) 분당 걸음 수

수중 및 지상 트레드밀 보행 훈련 전·후의 보행능력 시간 변인 중 분당 걸음 수에 대한 결과는 다음과 같다. 수중 트레드밀 훈련군의 경우 사전검사는 68.49±37.16 steps/min, 4주 차에는 75.37±37.18 steps/min, 8주 차에는 80.90±37.58 steps /min로 나타났으며, 지상 트레드밀 훈련집단의 사전검사는 98.50±16.49 steps/min, 4주 차에는 97.41±19.98 steps/min, 8주 차에는 98.24±19.60 steps/min로 나타났다. 한편 수중 트레드밀 집단의 사전과 4주 차의 분당 걸음 수의 차이는 6.87±7.96 steps/min, 8주 차와의 평균 차이는 12.41±15.44 steps /min로 나타났고, 지상훈련 집단의 경우는 사전과 4주 차의 걸음 수의 평균 차이는 -1.08±6.01 steps/min, 8주 차와의 평균 차이는 -0.25±5.18 steps/min로 나타났다. 혼합설계 이원배치 반복측정 분산분석의 결과에서는 수중 및 지상의 트레드밀 보행훈련군 간에 분당 걸음 수는 집단 간에 유의한 차이가 나타났고(p < .05), 훈련기간에는 유의한 차이가 나타나지 않았지만, 사전·8주 차 시기 간에 수중 및 지상 트레드밀 보행훈련군에서 사전 측정치와 4주 차 기간과 사전 측정치와 8주 차 측정 치 기간에서 유의한 향상이 나타났다(Table 7, p < .05).

3. 공간변인

1) 한발짝 길이

수중 및 지상 트레드밀 보행 훈련 전·후의 보행능력 공간 변인 중 한발짝 길이에 대한 결과는 다음과 같다. 수중 트레드밀 훈련군의 경우 사전검사는 32.90±13.61 cm, 4주 차에는 35.83±12.88 cm, 8주 차에는 42.58±14.90 cm로 나타났으며, 지상 트레드밀 훈련집단의 사전검사는 42.95±10.16 cm, 4주 차에는 44.63±9.51 cm, 8주 차에는 45.32±8.09 cm로 나타났다. 한편 수중 트레드밀 집단의 사전과 4주 차의 한발짝 길이의 차이는 2.93±3.21 cm, 8주 차와의 평균 차이는 9.68±7.56 cm로 나타났고, 지상훈련 집단의 경우는 사전과 4주 차의 한발짝 길이의 평균 차이는 1.67±4.94 cm, 8주 차와의 평균 차이는 2.37±5.38 cm로 나타났다. 혼합설계 이원배치 반복측정 분산분석의 결과에서는 수중 및 지상의 트레드밀 보행훈련군 간에 한발짝 길이는 통계적으로 유의한 상호작용 효과가 나타났으며, 이를 구체적으로 살펴보면 사전 측정치와 4주 차와 혹은 8주 차 측정 치 간에는 유의한 차이가 나타났다(p < .05). 하지만 수중 및 지상 트레드밀 보행훈련군에 대한 한발짝 길이는 집단 간에는 유의한 차이가 나타나지 않았지만, 훈련기간 간에는 유의한 것으로 나타났다. 그리고 사전·8주 차 시기 간 검정에서 수중 및 지상 트레드밀 보행훈련군에서 사전 측정치와 8주 차 측정치 기간에서 유의한 향상이 나타났다(Table 8, p < .05).

2) 한걸음 길이

수중 및 지상 트레드밀 보행 훈련 전·후의 보행능력 공간 변인 중 한걸음 길이에 대한 결과는 다음과 같다. 수중 트레드밀 훈련군의 경우 사전검사는 61.05±28.88 cm, 4주 차에는 67.30±27.13 cm, 8주 차에는 81.01±31.17 cm로 나타났으며, 지상 트레드밀 훈련집단의 사전검사는 84.09±20.17 cm, 4주 차에는 88.07±18.89 cm, 8주 차에는 89.32±15.98 cm로 나타났다. 한편 수중 트레드밀 집단의 사전과 4주 차의 한걸음 길이의 차이는 6.25±5.82 cm, 8주 차와의 평균 차이는 19.95±16.34 cm로 나타났고, 지상훈련 집단의 경우는 사전과 4주 차의 한걸음 길이의 평균 차이는 3.98±11.04 cm, 8주 차와의 평균 차이는 5.22±10.75 cm로 나타났다. 혼합설계 이원배치 반복측정 분산분석의 결과에서는 수중 및 지상의 트레드밀 보행훈련군 간에 보행훈련군에 대한 한걸음 길이는 통계적으로 유의한 상호작용 효과가 나타났으며, 이를 구체적으로 살펴보면 사전 측정치와 4주 차와 혹은 8주 차 측정치 간에는 유의한 차이가 나타났다(p < .05). 먼저 한걸음 길이는 집단 간 유의한 차이가 나타나지 않았지만, 훈련기간 간 차이는 유의한 것으로 나타났다(p < .05). 그리고 사전·8주 차 시기 간 검정에서 수중 및 지상 트레드밀 보행훈련군에서 사전 측정치와 8주 차 측정치 기간에서 한걸음 길이의 향상이 나타났다(Table 9, p < .05).

본 연구에서는 8주간의 수중과 지상 트레드밀 보행운동이 보행능력에 미치는 영향을 운동기간 별로 비교 및 분석하였다. 이에 따르면 수중 및 지상 트레드밀 보행운동을 적용하였을 경우 보행능력의 시간 변인인 걸음 수는 집단 간의 차이가 나타나지 않았지만, 운동기간 간 사전 측정 및 4주 차와, 사전 측정치와 8주 차 간에 유의한 차이가 나타났다. 그리고 분당 걸음 수는 집단 간의 유의한 차이가 나타났지만, 운동기간 간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 보행능력의 공간 변인인 한발짝 길이와 한걸음 길이가 집단 간의 차이는 나타나지 않았지만, 운동기간 간 사전 측정 및 4주 차, 사전 측정치와 8주 차 간에 유의한 차이가 나타났다.

Park과 Song (2011)의 연구에서는 4주간의 뇌졸중 편마비 환자를 대상으로 수중 트레드밀 보행운동을 한 집단과 적용하지 않은 집단을 비교하여 수중 트레드밀 보행운동군이 보행능력 변인 중 걷기 속도와 분당 걸음 수, 한발짝 및 한걸음 거리가 사전·사후 비교에서 집단 간의 유의한 차이가 나타났다. 본 연구의 결과와 선행연구의 결과에서 수중 트레드밀 보행운동이 분당 걸음 수와 한발짝 및 한걸음 길이는 서로 일치하는 것으로 나타나고 있으나 걷기 속도에서는 두 연구가 서로 일치하지 않았다. 이러한 차이가 나타난 이유는 이 연구에서는 수중 트레드밀 보행운동의 효과를 비교, 분석하기 위해 수중과 지상을 동일한 조건으로 트레드밀 보행운동을 적용하였기 때문인 것으로 사료된다.

Lee와 Kang (2010)의 12주간 수중과 지상보행 운동이 뇌졸중 편마비 환자의 보행능력에 미치는 영향을 비교한 연구에서는 수중보행 운동이 6 m 걷기 및 4개 계단 오르기, 2.22 m 반환점 돌아와 앉기(Timed Up and Go) 능력을 향상시키는 것으로 나타났다. 본 연구와 선행연구의 결과에서 수중보행이 전체적인 보행능력의 기능 향상이 나타난 것은 비슷한 결과이다.

Masumoto 등 (2008)은 2주 동안 시행된 수중 트레드밀 보행운동이 지상 보행운동보다 물의 특성인 부력 및 와류 현상에 의한 저항 운동으로 넙다리두갈래근, 넙다리근막긴장근, 가쪽넓은근의 활동을 증진시켜 보행의 안전성과 걷기 속도를 증가시킨다고 하였고, Masumoto 등 (2007)의 연구에서는 한걸음 지지율을 증가시켜 분당 걸음 수를 증가시킨다고 하였다. 본 연구와 선행연구에서는 수중보행이 지상보행보다 부분 체중 지지가 쉬워지고 편하여 뇌졸중 편마비 환자의 보행능력의 시간 변인인 분당 걸음 수의 향상과 공간 변인인 한발짝 길이와 한걸음 길이의 증가를 유도했을 것으로 판단된다.

Jin과 Jeon (2012)의 연구에서는 12주 동안 뇌졸중 편마비 환자들의 수중에서 하지 근력을 강화하는 프로그램을 적용하였을 때 한발짝 길이와 한발짝 너비는 증가하였지만 보행의 관절의 각도는 감소하여 보행능력의 시간 변인인 한걸음 길이의 입각기와 유각기의 시간이 감소하였고, 걷기 속도와 분당 걸음 수는 증가한 것으로 보고하였다. 또한 남·여의 수중운동 프로그램을 비교하였는데 이 결과에 의하면 남성은 한걸음 길이가 증가한 반면, 여성의 경우는 한발짝 너비가 증가하였지만 통계적인 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과가 나타난 것은 뇌졸중 편마비 환자의 수중보행 운동이 물이 가지고 있는 점성의 특성이 자체 저항으로 작용하여 저항 운동을 수행하면 보행능력의 공간 변인인 한발짝 길이 및 너비, 한걸음 길이가 증가하여 시간 변인인 한걸음 길이의 입각기와 유각기의 시간을 감소시킨 것으로 판단할 수 있다.

Miyoshi, Shirota, Yamamoto, Nakazawa와 Akai (2003)의 연구에서는 물속에서 걷는 동안 엉덩이 및 무릎, 발목의 관절 모멘트는 감소되지 않고 상호 협조적으로 조정이 되는 것을 확인하였지만, 지상에서 걸을 때는 입각기에서 엉덩관절 폄에서 굽힘으로 방향이 전환되는 시점에 수중보행은 엉덩관절 폄 모멘트만 나타났다. 그리고 지상보행 시 무릎관절에서는 2번의 큰 폄 모멘트가 발생되는데, 수중보행 중에는 2번째 폄 모멘트가 지연되고 지상보다 작게 나타났다. 반면 수중보행 시 발목관절의 모멘트는 감소하지만, 발바닥 굽힘의 경우에서는 지상보행의 경우와 동일한 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 종합해보면 수중보행 시 입각기 시간이 짧기 때문에 물의 점성이 저항이 되어 지체되는 과정에서 엉덩관절의 폄과 굽힘의 방향 전환 과정이 사라져 버리며 무릎관절 모멘트 지연 현상이 나타났고, 이러한 현상이 결국 엉덩관절 폄근의 강화로 나타나는 것으로 판단된다. 이 연구에서 수중 트레드밀 보행운동이 지상보다 걸음 수, 분당 걸음 수, 한발짝 및 한걸음 길이 향상의 차이가 나타난 것은 엉덩관절의 폄근 강화가 보행능력의 향상으로 나타난 결과라 사료되어 부분적으로 선행연구와 일치하는 것으로 생각할 수 있다.

본 연구의 결과와 수중과 관련된 다양한 선행연구들을 종합해보면 뇌졸중 편마비 환자에게 수중 트레드밀 보행운동은 보행의 질적 개선에 있어서 일부 효과가 있음을 유추할 수 있다. 그러나 수중 트레드밀 보행운동의 단편적 효과를 확인하는 연구보다 운동기간을 다양하게 적용하여 수중 및 지상 트레드밀 보행운동의 운동 효과를 검증하는 연구가 수행될 필요가 있을 것이다.

본 연구에서는 뇌졸중 편마비 환자들에게 수중 트레드밀 보행운동과 지상 트레드밀 보행운동을 적용한 후 이들의 보행능력에 어떻게 영향을 받는지를 밝히고자 하였다. 즉 뇌졸중 편마비 환자를 대상으로 이들에게 수중 및 지상 트레드밀 보행운동을 8주 동안 실시한 후 나타나는 보행능력이 운동기간에 따라 차이가 있는지를 비교 및 분석하였다. 연구대상은 K재활병원에 입원 중인 만성 뇌졸중 편마비 환자 18명으로 이들은 수중 트레드밀 보행운동군 집단에 9명, 지상 트레드밀 보행운동군 집단에 9명으로 구분하였다. 보행능력을 측정하기 위해 GAITRite® 족저압 보행 분석판을 사용하였다. 측정된 종속 변인으로 보행능력의 시간적 변인은 걸음 수, 걸음 시간, 걷기 속도, 분당 걸음 수이고, 공간적 변인은 한발짝 길이, 한걸음 길이를 분석하였다. 통계처리는 SPSS version 25를 사용하여 집단 및 조건에 따른 혼합설계를 이용한 이원배치 반복측정 분산분석을 실시하였고, 통계적 유의성은 p < .05로 하였다. 8주간의 운동 후 수중 및 지상 트레드밀 보행운동군의 한발짝 및 한걸음 길이는 상호작용 효과가 나타났으며 수중 트레드밀 보행운동이 지상 트레드밀 보행운동보다 보행능력의 걸음 수, 분당 걸음 수, 한발짝 및 한걸음 길이가 우수한 것으로 나타났다.

본 연구의 가장 큰 한계점은 각 군당 9명이라는 소규모 표본으로 인해 통계적 검정력이 충분하지 못하다는 점이다. 이는 제2종 오류의 위험을 내포하며, 연구결과를 일반 인구 집단에 보편적으로 적용하기에는 한계가 있다. 따라서 추후 연구에서는 본 연구에서 산출된 효과 크기를 바탕으로 산정된 적정 표본 수를 확보하여 결과를 재 검증할 필요가 있다.