SPASTICITY의 발생 기전과 감소에 사용되는 방법

SPASTICITY의 발생 기전과 감소에 사용되는 방법 1. 머리말 2. Spasticity의 정의 1) Spasticity의 운동 증상과 징후 3. Spasticity의 임상요소 1) Spasticity의 부정적 증상과 긍정적 증상 2) Spasticity의 5가지 임상 요소 4. Spasticity의 임상적 분류 1) 대뇌반부 병변 가) STROKE 나) Head injury 2) 뇌간의 병변 3) Spinal cord injury 가) Compet spinal cord injury 나) Incomplete spinal cord injury 4) Demyelinating disease 5) 뇌성 마비 5. Spasticity의 병태 생리 1) 근 방추(muscle spindle)의 기전 가) Muscle spindle stretch reflex 나) Primary stretch reflex 다) Secondary stretch reflex 6. Spasticity의 치료 1) 물리치료시 고려 해야할 사항 2) Assessment of spasticity 3) Spasticity의 물리치료 ① Bobath approach ② Brunnstrom apporoach ③ Rood apporoach ④ Facilitation Techniques ************************************************************************** SPASTICITY 1. 머리말 경직은 척추 손상이나 뇌졸중 같은 상부 신경계 질환 환자들에 있어 관절 운동 범위의 감소, 수의적 운동 기능 상실 등의 기능 장애를 초래하여 이들 재활에 방해가 되기도 하나, spasticity로 인해 증가된 근 긴장도를 이용하 여 보행할 때 체중 부하에 도움을 주기도 하는 등 상부 신경계 질환 환자 들의 재활 과정 중 마주치는 그 병태 생리 및 임상 상, 치료 등에 대한 명 확한 이해가 필요하다. 2. Spasticity의 정의 Spasticity는 척수손상, 뇌성마비 및 뇌졸중과 같은 상위운동 신경 질환의 다양한 임상양상을 포함하고 있다. spasticity는 매우 다양한 임상양상을 나타내고 강직의 병태 생리를 확실 히 규명하지 못하고 있기 때문에 구체적인 정의를 하기가 매우 어렵다. *.주로 신장 반사의 항진에 맞추어 ① deep tendon reflex가 항진되고 근 긴장도가 증가된 상태. ② upper motor neuron의 병변으로 인하여 수동운동에 대한 저항이 증가하여 척수 및 뇌간 반사가 항진되는 상태. ③근육의 stretch reflex가 항진되고, 신장되는 속도에 따라 증가하 며 tendon reflex의 항진을 동반한 운동 질환. 1) spasticity의 운동 증상과 징후 Streth reflex가 나타나게 되고, 건반사 같은 phasic stretch reflex 역 치가 낮아지고 tonic stretch reflex가 항진되며, 근육을 두드렸을 때 나 타나는 근 수축 반응이 항진되고 두드리지 않은 근육에서도 근 수축이 나타나며 간대성 경련이 생길 수 있다. * phasic stretch reflex - 빠른 수동적 움직임에 의하여 나타나는 반사적 근 수축 반사 발생 후 수초내에 사라진다. tonic stretch reflex - 느린 수동적 움직임에서 반사적 근 수축이 일어나 수동적 움 직임에 대한 저항이 증가되는 것을 말한다. 3. Spasticity의 임상요소 1) spasticity의 부정적 증상과 긍정적 증상 부정적 증상 : weakness, loss of coordinated movement loss of dexterity, loss of voluntary movement 긍정적 증상 : 항진된 척수반사, 신전근 경련등은 오히려 항중력근의 근 긴장도 증가로 인해 체중부하를 견듸게 한다든지 근 위축, ostoporosis, deep vein thrombosis 등의 반 지 심폐기능 유지. ⇒ 치료할 때에도 spasticity의 경감이 과연 환자의 기능 및 합 병증 예방 등에 도움이 되는지 아니면 오히려 해가 될 지를 판단 하여 그 임상 요소를 경감 해 주어야 한다. 2) Spasticity의 5가지 임상요소 ◎ 근 긴장도의 증가 Spasticity가 있는 경우는 수동적 운동에 애하여 신장되는 근육 에 대한 긴장성 신장 반사가 항진되어 근 긴장도가 증가하게 되며 특징적으로 신장되는 속도에 따라 저항이 증가하는 양상 velocity dependent pattern을 보인다. ⇒ 그래서, 빠른 수동 운 동때는 긴장도의 증가가 잘 나타나나, 느린 수동때에는 잘 나타 나지 않는다. 수동운동이 어느 정도의 관절운동 범위를 넘어서 는 저항이 소실된다. ◎ hyperactive phasic stretch reflex 건을 두드렸을 때의 운동 반응이 두드리지 않은 주변 근육으로 확산되어 비정상적인 tendon reflex의 확산을 나타 낼수 있다. ex) 한쪽 하지의 건반사를 유발 시키면 반대쪽 대퇴 내 전근의 수축이 유발되는 경우 ◎ hyperactive cutaneomuscular reflex 병적 반사의 발현으로 상위 운동 신경 병변을 시사하는 babinsky sign과 하지의 피부를 자극할 때 양 하지 전체가 굴 곡하는 flexor reflex 또는 withdrawal defence reflex를 말한다. ◎ 수의적 운동 기능의 장애 사지의 원위부에서 심한 양상을 보이며 (수지의 미세운동fine motion) 이로 인해 ADL 및 gait에 심한 장애를 일으킨다. 수의적 운동을 보다 느리게 수행하면 보다 작은 신장 반사와 동시 수축을 유발하게 된다. (수의적 운동 수행 가능). ◎ 체위 이상 근 긴장도 증가는 해부학적 병변 부위에 부분적으로 의존하는 특징적인 체위를 나타낸다. 4. Spasticity의 임상적 분류 1) 대뇌반부 병변 가) STROKE 반사와 수의적인 운동 기능의 저하 및 소실이 생기며, 근육은 이완 된다. 수주 후부터 회복되기 시작하여 수주나 수개월 후에는 반사 기능과 근 긴장도의 항진을 보이며 이후 수의적인 운동(근력과 조 절) 기능의 회복이 더 진행함에 따라 그 항진의 정도는 감소하는 양상을 보인다. Flexor withdrawal spasm등은 현저하지 않으며 수의 운동기능의 회복 단계에서 특징적으로 공동작용(synergy)이 출현한다는 점이 다. 공동작용은 한 사지에 있는 여러 관절에 작용하는 협력근들의 동시적인 mass contraction이다. 편마비 환자에서 특징적인 현상은 associated reaction이다. 이 반응은 한쪽 팔을 구부리면 다른 쪽 팔이 구부려지고, 피면 다 른쪽 팔이 펴진다. 또한 한 쪽 다리를 구부리면 다른 쪽 다리가 구 부려지고, 펴면 반대 쪽 다리가 펴진다. 편마비 환자의 spsticity에서 가장 특징적인 것은 상지의 경우 굴 곡근의 긴장도와 수의적인 활동도가 우세하게 나타난다. 나) Head injury 수상 후 넓은 범위의 근 긴장도 항진이 관찰 되는데 수상 직후에 피질 박리성, 대뇌 제거상 spasticity가 나타나다가 수주에 걸쳐 줄 어들며 phasic stretch reflex의 항진. tendon reflex의 항진등이 보다 명확 해지기 시작하며 이들은 소뇌나 기저핵 병변으로 인한 운동 실조(ataxia)나 rigidity와 함께 섞어서 나타나는 것이 보통이다. 2) 뇌간의 병변 양성자의 굴곡근, 내전근과 양 하지의 신전근, 내회전근의 활동도가 주가 되는 피질 박리성 강직, 사지 신전근과 체간 신전근의 활동도가 주가되는 대뇌 제거성 강직등의 자세 이상을 보이며 이러한 자세는 수상직후 이완된 상태를 보이는 stroke나 spinal cord injury 때와는 다르게 수상직후 바로 발현한다. 대부분이 다양한 정도의 의식 소실을 동반하며 의식이 혼수 상태에 서 회복됨에 따라 상기 이상 체위도 점점 줄어들게 된다. 3) Spinal cord injury 광범위한 반사의 유발을 보이며 이는 하지 마비나 사지 마비의 양 상으로 나타나며 하지의 대퇴 내전근의 활동도 증가로 인하여 가위 (Scissoring)자세 및 보행이 흔하고 운동 실조, 무정위 운동등이 동반 되는 경우가 많다. 가) Complet spinal cord injury 손상 후 처음은 모든 척수 반사 기능이 소실되는 spinal shock에 빠지게 되며 시간이 지남에 따라 척수 반사는 항진된다. 척수 반사가 항진되면 spasticity의 5가지 임상 요소 외에도 신전근 긴장도가 증가하여 고관절을 빠르게 신전 시키면 슬관절 신전근, 고관절 내전근, 족관절 척굴근의 수축이 5~15도 정도 일어 나서 서 서히 이완되는 신전근 과긴장성을 보이며, 해로운 자극을 하지에 가했을 경우 고관절, 슬관절, 족관절의 triple flexor이 일어나고 외 요도 괄약근의 연축으로 배뇨 근 괄약근 실조가 일어나 배뇨 기능 의 장애를 초래한다. 나) Incomplete spinal cord injury 손상 직후 척수 반사의 소실이 일어나고 이후 시간이 경과 함에 따라 근 긴장도가 증가하며 대개는 수의적 운동기능이 어느정도 회복된다. 대퇴관절, 무릎관절의 굽힘근들에 존재하는 긴장성 신전 반사가 무릎을 펼 때 관절 가동영역의 처음 2/3까지는 증가하지 않 다가 마지막 1/3범위내에서 수동운동을 시킬 때 고정된 저항이 나 타나는 것으로 중증 관절 구축을 동반하게 된다. 보행 가능한 환자에서는 증가된 대퇴관절 내전근의 긴장도로 인해 서 가위 보행을 하게 되며 무릎이나 발목의 간대성 경련이 보행을 방해 한다. 4) Demyelinating disease 과긴장도, 간대성 경련, 굴곡근이나 신전근의 연축, 제뇌경지과 제피 질 경직을 나타내지만 불완전 하반신 마비나 사지 마비의 임상상과 매우 비슷하다. Spasticity는 관절구축, 실조, 약화 및 근육 피로와 관련이 있을 것 이다. 5) 뇌성 마비 근 긴장도 증가로 인하여 하지는 가위 자세와 신전된 자세를 취하고 수부는 계속적인 굴곡 상태와 주먹을 쥐고 있는 상태를 보인다. 반사기능의 이상으로는 건반사 증가, 간대성 경련등이 나타나고 원시 파악 반사가 없어지지 않고 남아 있는 경우가 있다. 발현 양상은 경직성 편마비, 하지마비, 사지마비의 양상으로 나타나 며 그 외에도 불수의적으로 비비꼬는 모습이 사지에서 나타나는 무정 위 운동형도 있으며 이 경우에는 척수 반사 항진은 심하지 않다. 5. Spasticity의 병태 생리 Spasticity 의 병태 생리는 매우 복잡하고 아직도 설명 할 수 없는 부분 이 많다. 강직에 대한 병태생리는 아직 확실한 기전을 모른다고 할 수있 다. 강직의 처치 및 치료에 대해 이해하기 위해서는 여러 가지 가설로서 제시되는 병태생리에 대해서 고찰 할 필요가 있다. 대개의 병태생리 설명 들은 모두 항진된 신전반사에 초점을 맞추고 있다. 임상적으로 뇌성마비에서 강직이 나타나는데 이러한 강직이 나타나는 기전은 척수 상부운동계(supraspinal motor system)의 장애에 의해 나타 난다고 하였으나, 최근에는 척수상부운동계의 손상은 물론 척수 운동계 (spinal motor system), 즉 척수의 운동반사를 조절하는 척수내의 사이신 경원의 비정상적인 회로의 형성에 의해 일어난다는 주장들이 있다. 1]. Supraspinal motor system 척수의 운동 신경원은 뇌의 여러 부위 (망상체,전정핵,소뇌)로부터 하행성 으로 영향을 받고 있으며 임상적으로 뇌의 운동계가 손상을 받으면 기능 이 없어지면서 상대적으로 다른 부위의 기능이 촉진되는 현상을 가져오 게 한다. 1) Reticulospinal influences 망상체에는 Medial reticular extensor inhibitory area와 Lateral reticular extensor excitatory area가 있다. 이부위에서 척수의 AHC을 이루는 α-motor neuron,γ-motor neuron 은 기능적으로 촉진 현상을 보여 extensor의 긴장도를 높여주는 결과 를 가져온다. → spasticity는 excitory & inhibitory area의 활동도의 불균형에 의 해 생긴다. (sherrington) 2) Vestibulospinal influences vestibular nuclei는 전정신경, 소뇌 전엽, 소뇌의 fastigial nuclei에서 입력을 받는다. 전정 신경 - excitation 입력 소뇌 전엽 - inhibitation 입력 → 전정핵은 이상의 입력을 여과하여 extensor로 가는 척수의 α-motor neuron,γ-motor neuron을 흥분하는 결과 초래 3) Cerebellar influences 소뇌 전엽은 전정핵 & fastigial nuclei을 억제하여 전정핵이 extensor 로 가는 척수의 α-motor neuron,γ-motor neuron을 흥분하는 작용을 조절. 2]. Spinal motor system spastic cerebral palsy의 경우 hyperreflexia가 주로 나타나며 이는 fusiomotor drive가 과다하게 일어난다고 설명되어 왔으나, 근래에는 척수의 interneuronal level에서 설명 하게끔 되었다. - 척수의 interneuronal network는 각 근육군들의 협응 운동에 중요한 역할을 맡고 있으며 이 부위가 비정상적이 되면 reflex radiation or reciprocal excitation이 일어난다. → Interneuronal network가 정상이 아닐 경우 Hyperreflex가 발생, imocuou stimuli에 대해 반응. 운동 계획 수립&수행에 부적합한 협응양상을 나타냄. * Group Ia 구심성 섬유 주동근, 협력근의 α-motor neuron : 단연접 excitation 길항근의 α-motor neuron : 다연접 excitation → 뇌 손상시 : 교차적 흥분 Reciprocal excitation을 일으켜 협력근이나 길항근 모두 흥분을 일으키는 반사 회로의 존재. 0. Reciprocal excitation의 생성 이유 stretch된 근육으로부터 나오는 구심성 출력이 주동근과 길항근으 로 가는 motor neuron을 모두 흥분 시키기 때문이다. → 이는 길항근으로 가는 α-motor neuron의 하행성 억제가 약하거나 또는 정상적인 Reciprocal inhibitory loop A가 excitory loop B로 대치 되기 때문. < 반사 흥분성의 증가를 설명하는데 입증된 기전> ① Denervation supersensitivity 신경 연접을 이루던 synaptive buttons의 손상이 있은 후, post.synaptic membraine에 있는 특수화된 수용기들의 증가를 보인다. - 특수화된 수용기들의 증가가 보인다. → Denervation supersensitivity이 척수나 뇌피질 손상후 발생하는 spinal reflex의 흥분성의 항진을 부분적으로 설명할수 있다. ② Collateral sprouting 신경원이 손상되어 신경 연접을 이루고 있는 신경원으로 신호가 전달 되지 않을 때 손상되지 않은 신경원의 축삭이 연접을 이룰 신경원으로 새로운 싹을 내어 신경 연접을 이룬다. - 손상되지 않은 신경원은 다른 신경 세포에 신경연접을 갖는다. → 반사회로의 구심성 섬유에 의하여 형성되는 새 흥분성 연접종말의 느린 성장은 몇 주, 몇 달후에 나타나는 과다한 척수 반사들의 점진적 인 발현을 설명할수 있다., ③ 척수 수준에서의 반사 기능에 대한 여러 억제 기전 ; presynaptic inhibitation, reccurent Renshaw cell inhibitation reciprocal Ia inhibitation의 감소로 인하여 spasticity가 나타난다고 설명하고 있다. 3] 근 방추(muscle spindle) 기전 Stretch reflex 1. afferent or sensory fiber Infrafusal muscle fiber에는 두가지 afferent fiber가 있다. →근방추의 길이와 속도를 감지. Ia 구심성 섬유 (annulospiral nerve ending) - 핵낭 섬유와 핵쇄상 섬유 중간 부분에 분포. II 구심성 섬유 - 핵쇄상 섬유에만 분포 → Ia는 II보다 굵고 전도 속도가 빠르다. → Ia는 II보다 길이와 속도에 민감하다. → II는 속도보다는 길이에 민감하다. ⇒ 이러한 두 섬유의 차이는 STRETCH REFLEX에 큰 의미를 갖는데 왜냐하면, 그것은 근육이 얼만큼의 속도를 갖고 신전 되느냐, 또, 관 절의 어느 범위에서 신전되느냐에 따라 반응하는 섬유가 다르기 때 문이다. < Group Ia와 Group II > 직경 전도속도 민감도 반응 역치 Group Ia 12-20㎛ 70-100㎧ 속도,길이 Dynamic 낮다 Group II 6-12㎛ 40-70㎧ 속도 Static 높다 ⇒ 만약 근육을 갑지기 신전시키면 속도에 민감한 Ia 구심성 섬유가 반응 속도를 느리게 하고 근육의 길이를 길게하여 maximum range에서 지속적으로 신장시키면 II섬유가 반응. 2. Efferent fiber Extrafusal muscle에 운동을 조절하는 α-motor neuron 있듯이 Intrafusal muscle이 운동과 tone를 유지하는 γ-motor neuron이 있다. ◎ γ-motor neuron static γ-motor neuron : nuclear chain fiber의 끝 중간지점에 분포되어 정적변화에 반응. dynamic γ-motor neuron : nuclear bag fiber의 끝에 분포되어 동적 변화에 반응. ⇒ γ-motor neuron의 기능 : Intrafusal muscle의 수축. AHC ----→ γ-motor neuron ----→ Intrafusal muscle 을 수축 CNS ----→ 구심성 섬유 ----→ 긴장도의 흥분 증가 ◎ Muscle spindle은 신전 되어야만 afferent fiber가 자극 되는데, 추내근 섬유는 수축하는데 어떻게 afferent fiber가 활성화 될 수 있을 까 ? - Intrafusal fiber : 평행하게 위치하는 근육섬유 Muscle spindle - 감각 신경 종말 : 비찬력적인 특성을 가진 중심 부에 위치 - 추내근의 신전에 반응 - 운동 신경 축삭 : γ-motor neuron은 탄력성을 지닌 외측부에 위치. ⇒ γ-motor neuron으로 활동전압이 Intrafusal fiber로 전달되어 탄 력성을 가진 추내근의 양끝에서 수축이 일어나면 비탄력적인 중 심부가 신전되어 신전 자극에 민감한 신경종말이 활성화 된다. 결 국 구심성 섬유를 타고 척수로 들어가 α-motor neuron을 자극하 여 Extrafusal muscle를 수축 시킨다. 3. Muscle spindle stretch reflex Primary stretch reflex - Ia afferent fiber에 의한. phasic reflex - Muscle bag fiber에 분포하는 Ia phasic receptor가 자극받아 α-motor neuron을 자극 하여 빠른 수축을 일으키는 반사. tonic reflex - nuclear chain fiber에 분포한 Ia tonic receptor가 자극 받아 α-motor neuron을 자극하여 긴장근에 자극하여 수축하게 하는 반사. Secondary stretch reflex - II afferent fiber의 자극에 의한. 4. Primary stretch reflex phasic muscle fiber : flexor muscle에 많이 분포하는 white m'. AHC에 분포하고 있는 phasic α-motor neuron에 지배를 받아 급하고 빠른 운동을 일으킨다. tonic muscle fiber : extensor muscle에 많이 분포하고 자극에 둔하 며 AHC에 분포하는 tonic α-motor neuron에 지배를 받아 지속적인 수축을 일으킨다. → phasic muscle이 작용하는지, tonic muscle이 작용하는지에 따라 phasic or tonic한 운동이 일어나는가가 결정된다. → Ia는 bag fiber와 chain fiber 중앙부위에 분포. ⇒ Nuclear bag fiber에서 온 자극은 dynamic muscle을 자극하는 phasic α-motor neuron을 자극하여 빠른 운동을 한다. Nuclear chain fiber에서 온 자극은 static muscle을 조절하는 tonic α-motor neuron을 자극하여 tonic한 운동을 한다. ① Primary phasic stretch reflex - knee jerk quadriceps tendon reflex는 nuclear bag fiber가 반응하여 Ia afferent fiber가 phasic α-motor neuron을 자극함으로써 phasic muscle이 수축하여 knee가 extension되는 것이다. ㉠ 추내근과 추내근 섬유는 평행하게 놓여 있다. ㉡ γ- motor neuron은 추내근을 수축 시키며 일정한 tone을 유지하고 있다. ㉢ Ia afferent fiber는 전도속도가 빠르며 속도에 민감하고 역치가 낮다 요약 : 관절의 어느 범위에서나 급하고 순간적으로 빨리 신전 시키면 핵낭 섬유에 분포하고 있는 Ia구심성 섬유가 α-운동 신경원을 자극하는데 같은 근육으로 분포하는 α-운동신경원과 협력근으 로 가는 α-운동 신경원을 촉진시키고 길항근에 분포하는 α-운동 신경원을 억제하여 반사를 일으킨다. 이때, α-운동신경원은 Ia섬유가 핵낭 섬유에서 기시 했으므로 위상성 근육을 조절하는 위상성 α-운동 신경원이다. ② Primary tonic stretch reflex 이 반사는 일차 위상성 신장 반사와 같은 경로와 반응을 나타낸다. → 핵쇄상 섬유에서 Ia구심성 섬유가 자극 받는다는 것. → 긴장성 α-운동 신경원이 자극 받는다. →긴장근을수축시킨다. → 핵 쇄상 섬유는 핵낭 섬유보다 천천히 지적 으로 신전 되야 자극되고 ROM의 어느 범위에서나 빠른 신장을 하면 자극된다. → 핵 쇄상 섬유에 있는 Ia섬유 ,II섬유는 속도 보다 길이에 민감하므로 Submaximum range나 maximum range에서만 신전 시켰 을 때 반응이 나타난다. ⇒ maximum or submaximum range의 중요성 은 어느 부위에서 신전되느냐에 따라 자극받는 구심성 섬유가 달라진다는 점이다. * Submaximum range에서 신전 되면 - 핵쇄상 섬유에 있는 Ia구심성 섬유가 자극되어 primary stretch reflex가 나타남. * Maximum range에서 신전되면 - II 구심성 섬유가 자극되어 secondary stretch reflex가 나타남. 요약 : Submaximum range에서 지속적인 장시간 신전에 핵쇄상 섬유가 자극받아, 이곳에 분포하는 Ia구심성 섬유가 α-운 동 신경원을 자극을 전달하는데, AHC에 있는 tonic AHC 에서 기시하는 긴장성 α-운동 신경원을 자극 함으로 Tonic muscle만을 수축시켜 계속적인 수축작용을 한다. Group Ia tonic receptor & Ia phasic receptor Ia phasic receptor Ia tonic receptor 분포 핵낭 섬유 핵 쇄상 섬유 반응 빠르고 급한 수축 지속적인 수축 자극범위 어느 ROM에서나 가능 submaximum range 자극 quick stretch prolonged stretch 주동근 촉진 촉진 길항근 억제 억제 협동근 촉진 촉진 interuption phasic AHC tonic AHC α-motor phasic α-motor neuron tonic α-motor neuron 작용근 섬유 phasic muscle(white) tonic muscle(rad) 5. Secondary stretch reflex하여 - Group II afferent fiber에 의해서 생기는 반사. → 핵 쇄상 섬유의 끝에 위치한다. 0. 핵 쇄상 섬유가 stretch 되기 위해서는 ------- 근육이 전체적 ------→ 피막에 눌려 ------→ maximum 범위 으로 늘어남. Group II 자극 지속적으로 신전. 긴장도가 -----→ γ-운동 신경원이------→ 정적 반응에 민감한 발생 한다. 핵쇄상섬유 수축 핵쇄상섬유가 신장 II 구심성 섬유 -------→ II구심성 섬유 -------→ 추외근 자극하는 역치에 도달. α-운동신경원에 전달 수축 ◎ Group II afferent fiber에 의한 ① proximal muscle flower synergy - flower spray nerve ending or secondary ending의 자극에 의해 발생 ⇒ hip flexor를 마지막maximum range에서 prolonged stretch 시 키면 반대쪽 다리의 hip Jt, knee Jt가 굴곡되고 같은쪽 팔의 shoulder Jt, elbow Jt가 굴곡된다. ② Marie - foix flexion reflex - flower spray nerve ending의 자극에 의해 발생. ⇒ 발가락을 dorsiflexion을 시키면 ankle Jt, knee Jt, hip Jt가 굴곡된다. 요약 : Secondary stretch reflex는 flexor group을 촉진하고 extensor group은 억제한다. ○ Golgi tendon organ (G T O) -- Tendon. aponeurosis, 근육층 사이에 위치한다. muscle fiber와 직렬로 연결되어 있기 때문에 passive stretch보다 근육이 수축할 때 더 활성화 된다. * Ib receptor : stretch에는 역치가 높고 수축에는 역치가 낮다. → 근육이 수축하면 golgi tendon organ으로부터 Ib 구심성 섬유가 자극을 받아 자극을 중추 신경계에게로 전달하여 자극 받는 근육, 협력근으로 가는 α-운동신경원 - 억제. 길항근으로 가는 α-운동신경원 - 촉진. ◎ Spinal level reflex - phasic한 원시 반사이며, 생후 2개월 이내에 출현하고, 후에는 고차적 인 반사에 의해 억제된다. ① flexor withdrawal reflex 신전한 하지의 발바닥 자극에 대하여 하지 전체를 굴곡시켜 자 극을 피하려는 반사. - 굴곡근이 관여하는 도피반사. ② extensor thrust reflex 움추림 반사 와는 반대 패턴으로 나타나는 extensor group이 관 여하는 반사 - 굴곡한 하지를 자극하면 하지는 뻗어 내린다. ③ crossed extensor reflex 한쪽 하지의 굴곡이 반대측 하지의 신전을 발생. hemiplegia 기립때 환측과 건측으로 지탱하고 섰을 때 환측의 신 근 긴장은 그다지 높지 않은데 비해 건측하지를 바닥에서 떼어 step을 밟으려고 할 때는 슬관절이 그 가동성을 잃고 굳게 뻗어 버려 균형을 잃는다. ◎ Brain stem level reflex -전신성 정적반사와 국소성 정적반사의 2군으로 나눈다. 1) General static reflex 체간에 대한 머리의 위치, 머리와 체간을 하나로 하여 공간에 있어서 의 위치를 변화 시킴으로 해서 유발 할수 있는 것이고, 경근의 고유수 용기 및 내이 속의 미로가 자극되어 발생한다. ① Tonic neck reflex TNR 체간에 대한 머리의 위치 변화에 생기는 반사 - 경근의 고유 수 용기에 의해 ㉠ Symmetrical tonic neck reflex 목을 배굴 혹은 저굴 함으로써 유발 되는 것. * 머리의 신전 - 상지의 신전 , 하지의 굴곡. * 머리의 굴곡 - 상지의 굴곡 , 하지의 신전. ㉡ Asymmetrical tonic neck reflex 머리의 회전에 의하여 * 안면측의 상하지의 extensor tonus의 상승 * 반대측의 상하지의 flexor tonus의 상승 발생 ② Tonic labyrinthine reflex 내이중의 미로가 자극 받았기 때문에 전신의 긴장분포에 변화가 생기는 것. * supine - extensor tone의 증가 * prone - flexor tone의 증가 ③ Associated reaction 정상에서는 관계부위 이외의 불필요한 운동은 상위중추의 작용으 로 억제 되지만 중추 신경계의 통합기능에 결함이 있는 경우는 해방현상 으로서의 연합반응이 나타난다. 연합 반응은 출현양식에 따라 - hemo-lateral 동측성 contra-lateral 대측성 crossed-lateral 교차성 2) Local static reaction ① positive supporting reaction 사지 말초부 (손가락, 수근관적, 발가락, 족관적)의 배굴에 의해 신 전된 근 속의 고유수용기의 자극, 혹은 발바닥의 압박 자극에 의하 여 생겨서 사지 전체의 근을 굳게 긴장시켜 쭉 뻗게 하는 반사. ② negative supporting reaction 발바닥 자극을 제거하면 하지 전체가 이완되어 축 늘어지는 반사. ※ positive supporting reaction은 하지 굴근군과 신근군의 협력수 축에 의하여 관절 고정을 시키는 것을 특징으로 하고있다. 참고 ※ Mechanism of Athetoid movement - 자세가 불안정하고, 운동출력 motor outflow이 정상보다 강하여 과도 하게 움1직이며, 목적없이 움직이는 운동 형태를 말한다. 1. 조절 SYSTEM 중요한 요소로는 모든 운동이 움직여진 신체로부터 feedback되는 감각 에 의존하여 운동이 조절 된다는 것이다. → CNS로부터 출력되어 운동이 일어나면 운동이 일어난 곳의 감각 신경들이 운동이 적절하게 일어났는지를 감지하여 그 결과를 다 시 CNS로 보내 다시 운동조절을 출력한다. ex) Shoulder flexion 90°를 지시 했다면 의도된 움직임이 무었이라는 것을 소뇌에 입력 시키는 동시에 α-motor nenron을 자극하여 Shoulder flexion을 시킬 것이다. 이때, 움직임을 확인하는 시각, 신전, 관절 receptor에 의한 감각 기능이 소뇌에 도착한다. * 소뇌 : cortex에서 온 정보와 receptor에서 온 정보를 비교한다. 정보에 대한 차이가 있으면 Ventrolateral nucleus로 보내 질 것이다. 그래서 다시 cortex로 보내져 조절하게 된다. 요약 : 운동은 조절 시스템에 의해 일어나는데, 무정위 운동은 바로 감각 기관의 잘못된 정보전달 때문에 error signal 계속 발생하여 과도하게 움직이거나 목적없이 움직인다 이자료는 이문규 학생의 자료를 받아 온것입니다. 1. 머리말 2. Spasticity의 정의 1) Spasticity의 운동 증상과 징후 3. Spasticity의 임상요소 1) Spasticity의 부정적 증상과 긍정적 증상 2) Spasticity의 5가지 임상 요소 4. Spasticity의 임상적 분류 1) 대뇌반부 병변 가) STROKE 나) Head injury 2) 뇌간의 병변 3) Spinal cord injury 가) Compet spinal cord injury 나) Incomplete spinal cord injury 4) Demyelinating disease 5) 뇌성 마비 5. Spasticity의 병태 생리 1) 근 방추(muscle spindle)의 기전 가) Muscle spindle stretch reflex 나) Primary stretch reflex 다) Secondary stretch reflex 6. Spasticity의 치료 1) 물리치료시 고려 해야할 사항 2) Assessment of spasticity 3) Spasticity의 물리치료 ① Bobath approach ② Brunnstrom apporoach ③ Rood apporoach ④ Facilitation Techniques ************************************************************************** SPASTICITY 1. 머리말 경직은 척추 손상이나 뇌졸중 같은 상부 신경계 질환 환자들에 있어 관절 운동 범위의 감소, 수의적 운동 기능 상실 등의 기능 장애를 초래하여 이들 재활에 방해가 되기도 하나, spasticity로 인해 증가된 근 긴장도를 이용하 여 보행할 때 체중 부하에 도움을 주기도 하는 등 상부 신경계 질환 환자 들의 재활 과정 중 마주치는 그 병태 생리 및 임상 상, 치료 등에 대한 명 확한 이해가 필요하다. 2. Spasticity의 정의 Spasticity는 척수손상, 뇌성마비 및 뇌졸중과 같은 상위운동 신경 질환의 다양한 임상양상을 포함하고 있다. spasticity는 매우 다양한 임상양상을 나타내고 강직의 병태 생리를 확실 히 규명하지 못하고 있기 때문에 구체적인 정의를 하기가 매우 어렵다. *.주로 신장 반사의 항진에 맞추어 ① deep tendon reflex가 항진되고 근 긴장도가 증가된 상태. ② upper motor neuron의 병변으로 인하여 수동운동에 대한 저항이 증가하여 척수 및 뇌간 반사가 항진되는 상태. ③근육의 stretch reflex가 항진되고, 신장되는 속도에 따라 증가하 며 tendon reflex의 항진을 동반한 운동 질환. 1) spasticity의 운동 증상과 징후 Streth reflex가 나타나게 되고, 건반사 같은 phasic stretch reflex 역 치가 낮아지고 tonic stretch reflex가 항진되며, 근육을 두드렸을 때 나 타나는 근 수축 반응이 항진되고 두드리지 않은 근육에서도 근 수축이 나타나며 간대성 경련이 생길 수 있다. * phasic stretch reflex - 빠른 수동적 움직임에 의하여 나타나는 반사적 근 수축 반사 발생 후 수초내에 사라진다. tonic stretch reflex - 느린 수동적 움직임에서 반사적 근 수축이 일어나 수동적 움 직임에 대한 저항이 증가되는 것을 말한다. 3. Spasticity의 임상요소 1) spasticity의 부정적 증상과 긍정적 증상 부정적 증상 : weakness, loss of coordinated movement loss of dexterity, loss of voluntary movement 긍정적 증상 : 항진된 척수반사, 신전근 경련등은 오히려 항중력근의 근 긴장도 증가로 인해 체중부하를 견듸게 한다든지 근 위축, ostoporosis, deep vein thrombosis 등의 반 지 심폐기능 유지. ⇒ 치료할 때에도 spasticity의 경감이 과연 환자의 기능 및 합 병증 예방 등에 도움이 되는지 아니면 오히려 해가 될 지를 판단 하여 그 임상 요소를 경감 해 주어야 한다. 2) Spasticity의 5가지 임상요소 ◎ 근 긴장도의 증가 Spasticity가 있는 경우는 수동적 운동에 애하여 신장되는 근육 에 대한 긴장성 신장 반사가 항진되어 근 긴장도가 증가하게 되며 특징적으로 신장되는 속도에 따라 저항이 증가하는 양상 velocity dependent pattern을 보인다. ⇒ 그래서, 빠른 수동 운 동때는 긴장도의 증가가 잘 나타나나, 느린 수동때에는 잘 나타 나지 않는다. 수동운동이 어느 정도의 관절운동 범위를 넘어서 는 저항이 소실된다. ◎ hyperactive phasic stretch reflex 건을 두드렸을 때의 운동 반응이 두드리지 않은 주변 근육으로 확산되어 비정상적인 tendon reflex의 확산을 나타 낼수 있다. ex) 한쪽 하지의 건반사를 유발 시키면 반대쪽 대퇴 내 전근의 수축이 유발되는 경우 ◎ hyperactive cutaneomuscular reflex 병적 반사의 발현으로 상위 운동 신경 병변을 시사하는 babinsky sign과 하지의 피부를 자극할 때 양 하지 전체가 굴 곡하는 flexor reflex 또는 withdrawal defence reflex를 말한다. ◎ 수의적 운동 기능의 장애 사지의 원위부에서 심한 양상을 보이며 (수지의 미세운동fine motion) 이로 인해 ADL 및 gait에 심한 장애를 일으킨다. 수의적 운동을 보다 느리게 수행하면 보다 작은 신장 반사와 동시 수축을 유발하게 된다. (수의적 운동 수행 가능). ◎ 체위 이상 근 긴장도 증가는 해부학적 병변 부위에 부분적으로 의존하는 특징적인 체위를 나타낸다. 4. Spasticity의 임상적 분류 1) 대뇌반부 병변 가) STROKE 반사와 수의적인 운동 기능의 저하 및 소실이 생기며, 근육은 이완 된다. 수주 후부터 회복되기 시작하여 수주나 수개월 후에는 반사 기능과 근 긴장도의 항진을 보이며 이후 수의적인 운동(근력과 조 절) 기능의 회복이 더 진행함에 따라 그 항진의 정도는 감소하는 양상을 보인다. Flexor withdrawal spasm등은 현저하지 않으며 수의 운동기능의 회복 단계에서 특징적으로 공동작용(synergy)이 출현한다는 점이 다. 공동작용은 한 사지에 있는 여러 관절에 작용하는 협력근들의 동시적인 mass contraction이다. 편마비 환자에서 특징적인 현상은 associated reaction이다. 이 반응은 한쪽 팔을 구부리면 다른 쪽 팔이 구부려지고, 피면 다 른쪽 팔이 펴진다. 또한 한 쪽 다리를 구부리면 다른 쪽 다리가 구 부려지고, 펴면 반대 쪽 다리가 펴진다. 편마비 환자의 spsticity에서 가장 특징적인 것은 상지의 경우 굴 곡근의 긴장도와 수의적인 활동도가 우세하게 나타난다. 나) Head injury 수상 후 넓은 범위의 근 긴장도 항진이 관찰 되는데 수상 직후에 피질 박리성, 대뇌 제거상 spasticity가 나타나다가 수주에 걸쳐 줄 어들며 phasic stretch reflex의 항진. tendon reflex의 항진등이 보다 명확 해지기 시작하며 이들은 소뇌나 기저핵 병변으로 인한 운동 실조(ataxia)나 rigidity와 함께 섞어서 나타나는 것이 보통이다. 2) 뇌간의 병변 양성자의 굴곡근, 내전근과 양 하지의 신전근, 내회전근의 활동도가 주가 되는 피질 박리성 강직, 사지 신전근과 체간 신전근의 활동도가 주가되는 대뇌 제거성 강직등의 자세 이상을 보이며 이러한 자세는 수상직후 이완된 상태를 보이는 stroke나 spinal cord injury 때와는 다르게 수상직후 바로 발현한다. 대부분이 다양한 정도의 의식 소실을 동반하며 의식이 혼수 상태에 서 회복됨에 따라 상기 이상 체위도 점점 줄어들게 된다. 3) Spinal cord injury 광범위한 반사의 유발을 보이며 이는 하지 마비나 사지 마비의 양 상으로 나타나며 하지의 대퇴 내전근의 활동도 증가로 인하여 가위 (Scissoring)자세 및 보행이 흔하고 운동 실조, 무정위 운동등이 동반 되는 경우가 많다. 가) Complet spinal cord injury 손상 후 처음은 모든 척수 반사 기능이 소실되는 spinal shock에 빠지게 되며 시간이 지남에 따라 척수 반사는 항진된다. 척수 반사가 항진되면 spasticity의 5가지 임상 요소 외에도 신전근 긴장도가 증가하여 고관절을 빠르게 신전 시키면 슬관절 신전근, 고관절 내전근, 족관절 척굴근의 수축이 5~15도 정도 일어 나서 서 서히 이완되는 신전근 과긴장성을 보이며, 해로운 자극을 하지에 가했을 경우 고관절, 슬관절, 족관절의 triple flexor이 일어나고 외 요도 괄약근의 연축으로 배뇨 근 괄약근 실조가 일어나 배뇨 기능 의 장애를 초래한다. 나) Incomplete spinal cord injury 손상 직후 척수 반사의 소실이 일어나고 이후 시간이 경과 함에 따라 근 긴장도가 증가하며 대개는 수의적 운동기능이 어느정도 회복된다. 대퇴관절, 무릎관절의 굽힘근들에 존재하는 긴장성 신전 반사가 무릎을 펼 때 관절 가동영역의 처음 2/3까지는 증가하지 않 다가 마지막 1/3범위내에서 수동운동을 시킬 때 고정된 저항이 나 타나는 것으로 중증 관절 구축을 동반하게 된다. 보행 가능한 환자에서는 증가된 대퇴관절 내전근의 긴장도로 인해 서 가위 보행을 하게 되며 무릎이나 발목의 간대성 경련이 보행을 방해 한다. 4) Demyelinating disease 과긴장도, 간대성 경련, 굴곡근이나 신전근의 연축, 제뇌경지과 제피 질 경직을 나타내지만 불완전 하반신 마비나 사지 마비의 임상상과 매우 비슷하다. Spasticity는 관절구축, 실조, 약화 및 근육 피로와 관련이 있을 것 이다. 5) 뇌성 마비 근 긴장도 증가로 인하여 하지는 가위 자세와 신전된 자세를 취하고 수부는 계속적인 굴곡 상태와 주먹을 쥐고 있는 상태를 보인다. 반사기능의 이상으로는 건반사 증가, 간대성 경련등이 나타나고 원시 파악 반사가 없어지지 않고 남아 있는 경우가 있다. 발현 양상은 경직성 편마비, 하지마비, 사지마비의 양상으로 나타나 며 그 외에도 불수의적으로 비비꼬는 모습이 사지에서 나타나는 무정 위 운동형도 있으며 이 경우에는 척수 반사 항진은 심하지 않다. 5. Spasticity의 병태 생리 Spasticity 의 병태 생리는 매우 복잡하고 아직도 설명 할 수 없는 부분 이 많다. 강직에 대한 병태생리는 아직 확실한 기전을 모른다고 할 수있 다. 강직의 처치 및 치료에 대해 이해하기 위해서는 여러 가지 가설로서 제시되는 병태생리에 대해서 고찰 할 필요가 있다. 대개의 병태생리 설명 들은 모두 항진된 신전반사에 초점을 맞추고 있다. 임상적으로 뇌성마비에서 강직이 나타나는데 이러한 강직이 나타나는 기전은 척수 상부운동계(supraspinal motor system)의 장애에 의해 나타 난다고 하였으나, 최근에는 척수상부운동계의 손상은 물론 척수 운동계 (spinal motor system), 즉 척수의 운동반사를 조절하는 척수내의 사이신 경원의 비정상적인 회로의 형성에 의해 일어난다는 주장들이 있다. 1]. Supraspinal motor system 척수의 운동 신경원은 뇌의 여러 부위 (망상체,전정핵,소뇌)로부터 하행성 으로 영향을 받고 있으며 임상적으로 뇌의 운동계가 손상을 받으면 기능 이 없어지면서 상대적으로 다른 부위의 기능이 촉진되는 현상을 가져오 게 한다. 1) Reticulospinal influences 망상체에는 Medial reticular extensor inhibitory area와 Lateral reticular extensor excitatory area가 있다. 이부위에서 척수의 AHC을 이루는 α-motor neuron,γ-motor neuron 은 기능적으로 촉진 현상을 보여 extensor의 긴장도를 높여주는 결과 를 가져온다. → spasticity는 excitory & inhibitory area의 활동도의 불균형에 의 해 생긴다. (sherrington) 2) Vestibulospinal influences vestibular nuclei는 전정신경, 소뇌 전엽, 소뇌의 fastigial nuclei에서 입력을 받는다. 전정 신경 - excitation 입력 소뇌 전엽 - inhibitation 입력 → 전정핵은 이상의 입력을 여과하여 extensor로 가는 척수의 α-motor neuron,γ-motor neuron을 흥분하는 결과 초래 3) Cerebellar influences 소뇌 전엽은 전정핵 & fastigial nuclei을 억제하여 전정핵이 extensor 로 가는 척수의 α-motor neuron,γ-motor neuron을 흥분하는 작용을 조절. 2]. Spinal motor system spastic cerebral palsy의 경우 hyperreflexia가 주로 나타나며 이는 fusiomotor drive가 과다하게 일어난다고 설명되어 왔으나, 근래에는 척수의 interneuronal level에서 설명 하게끔 되었다. - 척수의 interneuronal network는 각 근육군들의 협응 운동에 중요한 역할을 맡고 있으며 이 부위가 비정상적이 되면 reflex radiation or reciprocal excitation이 일어난다. → Interneuronal network가 정상이 아닐 경우 Hyperreflex가 발생, imocuou stimuli에 대해 반응. 운동 계획 수립&수행에 부적합한 협응양상을 나타냄. * Group Ia 구심성 섬유 주동근, 협력근의 α-motor neuron : 단연접 excitation 길항근의 α-motor neuron : 다연접 excitation → 뇌 손상시 : 교차적 흥분 Reciprocal excitation을 일으켜 협력근이나 길항근 모두 흥분을 일으키는 반사 회로의 존재. 0. Reciprocal excitation의 생성 이유 stretch된 근육으로부터 나오는 구심성 출력이 주동근과 길항근으 로 가는 motor neuron을 모두 흥분 시키기 때문이다. → 이는 길항근으로 가는 α-motor neuron의 하행성 억제가 약하거나 또는 정상적인 Reciprocal inhibitory loop A가 excitory loop B로 대치 되기 때문. < 반사 흥분성의 증가를 설명하는데 입증된 기전> ① Denervation supersensitivity 신경 연접을 이루던 synaptive buttons의 손상이 있은 후, post.synaptic membraine에 있는 특수화된 수용기들의 증가를 보인다. - 특수화된 수용기들의 증가가 보인다. → Denervation supersensitivity이 척수나 뇌피질 손상후 발생하는 spinal reflex의 흥분성의 항진을 부분적으로 설명할수 있다. ② Collateral sprouting 신경원이 손상되어 신경 연접을 이루고 있는 신경원으로 신호가 전달 되지 않을 때 손상되지 않은 신경원의 축삭이 연접을 이룰 신경원으로 새로운 싹을 내어 신경 연접을 이룬다. - 손상되지 않은 신경원은 다른 신경 세포에 신경연접을 갖는다. → 반사회로의 구심성 섬유에 의하여 형성되는 새 흥분성 연접종말의 느린 성장은 몇 주, 몇 달후에 나타나는 과다한 척수 반사들의 점진적 인 발현을 설명할수 있다., ③ 척수 수준에서의 반사 기능에 대한 여러 억제 기전 ; presynaptic inhibitation, reccurent Renshaw cell inhibitation reciprocal Ia inhibitation의 감소로 인하여 spasticity가 나타난다고 설명하고 있다. 3] 근 방추(muscle spindle) 기전 Stretch reflex 1. afferent or sensory fiber Infrafusal muscle fiber에는 두가지 afferent fiber가 있다. →근방추의 길이와 속도를 감지. Ia 구심성 섬유 (annulospiral nerve ending) - 핵낭 섬유와 핵쇄상 섬유 중간 부분에 분포. II 구심성 섬유 - 핵쇄상 섬유에만 분포 → Ia는 II보다 굵고 전도 속도가 빠르다. → Ia는 II보다 길이와 속도에 민감하다. → II는 속도보다는 길이에 민감하다. ⇒ 이러한 두 섬유의 차이는 STRETCH REFLEX에 큰 의미를 갖는데 왜냐하면, 그것은 근육이 얼만큼의 속도를 갖고 신전 되느냐, 또, 관 절의 어느 범위에서 신전되느냐에 따라 반응하는 섬유가 다르기 때 문이다. < Group Ia와 Group II > 직경 전도속도 민감도 반응 역치 Group Ia 12-20㎛ 70-100㎧ 속도,길이 Dynamic 낮다 Group II 6-12㎛ 40-70㎧ 속도 Static 높다 ⇒ 만약 근육을 갑지기 신전시키면 속도에 민감한 Ia 구심성 섬유가 반응 속도를 느리게 하고 근육의 길이를 길게하여 maximum range에서 지속적으로 신장시키면 II섬유가 반응. 2. Efferent fiber Extrafusal muscle에 운동을 조절하는 α-motor neuron 있듯이 Intrafusal muscle이 운동과 tone를 유지하는 γ-motor neuron이 있다. ◎ γ-motor neuron static γ-motor neuron : nuclear chain fiber의 끝 중간지점에 분포되어 정적변화에 반응. dynamic γ-motor neuron : nuclear bag fiber의 끝에 분포되어 동적 변화에 반응. ⇒ γ-motor neuron의 기능 : Intrafusal muscle의 수축. AHC ----→ γ-motor neuron ----→ Intrafusal muscle 을 수축 CNS ----→ 구심성 섬유 ----→ 긴장도의 흥분 증가 ◎ Muscle spindle은 신전 되어야만 afferent fiber가 자극 되는데, 추내근 섬유는 수축하는데 어떻게 afferent fiber가 활성화 될 수 있을 까 ? - Intrafusal fiber : 평행하게 위치하는 근육섬유 Muscle spindle - 감각 신경 종말 : 비찬력적인 특성을 가진 중심 부에 위치 - 추내근의 신전에 반응 - 운동 신경 축삭 : γ-motor neuron은 탄력성을 지닌 외측부에 위치. ⇒ γ-motor neuron으로 활동전압이 Intrafusal fiber로 전달되어 탄 력성을 가진 추내근의 양끝에서 수축이 일어나면 비탄력적인 중 심부가 신전되어 신전 자극에 민감한 신경종말이 활성화 된다. 결 국 구심성 섬유를 타고 척수로 들어가 α-motor neuron을 자극하 여 Extrafusal muscle를 수축 시킨다. 3. Muscle spindle stretch reflex Primary stretch reflex - Ia afferent fiber에 의한. phasic reflex - Muscle bag fiber에 분포하는 Ia phasic receptor가 자극받아 α-motor neuron을 자극 하여 빠른 수축을 일으키는 반사. tonic reflex - nuclear chain fiber에 분포한 Ia tonic receptor가 자극 받아 α-motor neuron을 자극하여 긴장근에 자극하여 수축하게 하는 반사. Secondary stretch reflex - II afferent fiber의 자극에 의한. 4. Primary stretch reflex phasic muscle fiber : flexor muscle에 많이 분포하는 white m'. AHC에 분포하고 있는 phasic α-motor neuron에 지배를 받아 급하고 빠른 운동을 일으킨다. tonic muscle fiber : extensor muscle에 많이 분포하고 자극에 둔하 며 AHC에 분포하는 tonic α-motor neuron에 지배를 받아 지속적인 수축을 일으킨다. → phasic muscle이 작용하는지, tonic muscle이 작용하는지에 따라 phasic or tonic한 운동이 일어나는가가 결정된다. → Ia는 bag fiber와 chain fiber 중앙부위에 분포. ⇒ Nuclear bag fiber에서 온 자극은 dynamic muscle을 자극하는 phasic α-motor neuron을 자극하여 빠른 운동을 한다. Nuclear chain fiber에서 온 자극은 static muscle을 조절하는 tonic α-motor neuron을 자극하여 tonic한 운동을 한다. ① Primary phasic stretch reflex - knee jerk quadriceps tendon reflex는 nuclear bag fiber가 반응하여 Ia afferent fiber가 phasic α-motor neuron을 자극함으로써 phasic muscle이 수축하여 knee가 extension되는 것이다. ㉠ 추내근과 추내근 섬유는 평행하게 놓여 있다. ㉡ γ- motor neuron은 추내근을 수축 시키며 일정한 tone을 유지하고 있다. ㉢ Ia afferent fiber는 전도속도가 빠르며 속도에 민감하고 역치가 낮다 요약 : 관절의 어느 범위에서나 급하고 순간적으로 빨리 신전 시키면 핵낭 섬유에 분포하고 있는 Ia구심성 섬유가 α-운동 신경원을 자극하는데 같은 근육으로 분포하는 α-운동신경원과 협력근으 로 가는 α-운동 신경원을 촉진시키고 길항근에 분포하는 α-운동 신경원을 억제하여 반사를 일으킨다. 이때, α-운동신경원은 Ia섬유가 핵낭 섬유에서 기시 했으므로 위상성 근육을 조절하는 위상성 α-운동 신경원이다. ② Primary tonic stretch reflex 이 반사는 일차 위상성 신장 반사와 같은 경로와 반응을 나타낸다. → 핵쇄상 섬유에서 Ia구심성 섬유가 자극 받는다는 것. → 긴장성 α-운동 신경원이 자극 받는다. →긴장근을수축시킨다. → 핵 쇄상 섬유는 핵낭 섬유보다 천천히 지적 으로 신전 되야 자극되고 ROM의 어느 범위에서나 빠른 신장을 하면 자극된다. → 핵 쇄상 섬유에 있는 Ia섬유 ,II섬유는 속도 보다 길이에 민감하므로 Submaximum range나 maximum range에서만 신전 시켰 을 때 반응이 나타난다. ⇒ maximum or submaximum range의 중요성 은 어느 부위에서 신전되느냐에 따라 자극받는 구심성 섬유가 달라진다는 점이다. * Submaximum range에서 신전 되면 - 핵쇄상 섬유에 있는 Ia구심성 섬유가 자극되어 primary stretch reflex가 나타남. * Maximum range에서 신전되면 - II 구심성 섬유가 자극되어 secondary stretch reflex가 나타남. 요약 : Submaximum range에서 지속적인 장시간 신전에 핵쇄상 섬유가 자극받아, 이곳에 분포하는 Ia구심성 섬유가 α-운 동 신경원을 자극을 전달하는데, AHC에 있는 tonic AHC 에서 기시하는 긴장성 α-운동 신경원을 자극 함으로 Tonic muscle만을 수축시켜 계속적인 수축작용을 한다. Group Ia tonic receptor & Ia phasic receptor Ia phasic receptor Ia tonic receptor 분포 핵낭 섬유 핵 쇄상 섬유 반응 빠르고 급한 수축 지속적인 수축 자극범위 어느 ROM에서나 가능 submaximum range 자극 quick stretch prolonged stretch 주동근 촉진 촉진 길항근 억제 억제 협동근 촉진 촉진 interuption phasic AHC tonic AHC α-motor phasic α-motor neuron tonic α-motor neuron 작용근 섬유 phasic muscle(white) tonic muscle(rad) 5. Secondary stretch reflex하여 - Group II afferent fiber에 의해서 생기는 반사. → 핵 쇄상 섬유의 끝에 위치한다. 0. 핵 쇄상 섬유가 stretch 되기 위해서는 ------- 근육이 전체적 ------→ 피막에 눌려 ------→ maximum 범위 으로 늘어남. Group II 자극 지속적으로 신전. 긴장도가 -----→ γ-운동 신경원이------→ 정적 반응에 민감한 발생 한다. 핵쇄상섬유 수축 핵쇄상섬유가 신장 II 구심성 섬유 -------→ II구심성 섬유 -------→ 추외근 자극하는 역치에 도달. α-운동신경원에 전달 수축 ◎ Group II afferent fiber에 의한 ① proximal muscle flower synergy - flower spray nerve ending or secondary ending의 자극에 의해 발생 ⇒ hip flexor를 마지막maximum range에서 prolonged stretch 시 키면 반대쪽 다리의 hip Jt, knee Jt가 굴곡되고 같은쪽 팔의 shoulder Jt, elbow Jt가 굴곡된다. ② Marie - foix flexion reflex - flower spray nerve ending의 자극에 의해 발생. ⇒ 발가락을 dorsiflexion을 시키면 ankle Jt, knee Jt, hip Jt가 굴곡된다. 요약 : Secondary stretch reflex는 flexor group을 촉진하고 extensor group은 억제한다. ○ Golgi tendon organ (G T O) -- Tendon. aponeurosis, 근육층 사이에 위치한다. muscle fiber와 직렬로 연결되어 있기 때문에 passive stretch보다 근육이 수축할 때 더 활성화 된다. * Ib receptor : stretch에는 역치가 높고 수축에는 역치가 낮다. → 근육이 수축하면 golgi tendon organ으로부터 Ib 구심성 섬유가 자극을 받아 자극을 중추 신경계에게로 전달하여 자극 받는 근육, 협력근으로 가는 α-운동신경원 - 억제. 길항근으로 가는 α-운동신경원 - 촉진. ◎ Spinal level reflex - phasic한 원시 반사이며, 생후 2개월 이내에 출현하고, 후에는 고차적 인 반사에 의해 억제된다. ① flexor withdrawal reflex 신전한 하지의 발바닥 자극에 대하여 하지 전체를 굴곡시켜 자 극을 피하려는 반사. - 굴곡근이 관여하는 도피반사. ② extensor thrust reflex 움추림 반사 와는 반대 패턴으로 나타나는 extensor group이 관 여하는 반사 - 굴곡한 하지를 자극하면 하지는 뻗어 내린다. ③ crossed extensor reflex 한쪽 하지의 굴곡이 반대측 하지의 신전을 발생. hemiplegia 기립때 환측과 건측으로 지탱하고 섰을 때 환측의 신 근 긴장은 그다지 높지 않은데 비해 건측하지를 바닥에서 떼어 step을 밟으려고 할 때는 슬관절이 그 가동성을 잃고 굳게 뻗어 버려 균형을 잃는다. ◎ Brain stem level reflex -전신성 정적반사와 국소성 정적반사의 2군으로 나눈다. 1) General static reflex 체간에 대한 머리의 위치, 머리와 체간을 하나로 하여 공간에 있어서 의 위치를 변화 시킴으로 해서 유발 할수 있는 것이고, 경근의 고유수 용기 및 내이 속의 미로가 자극되어 발생한다. ① Tonic neck reflex TNR 체간에 대한 머리의 위치 변화에 생기는 반사 - 경근의 고유 수 용기에 의해 ㉠ Symmetrical tonic neck reflex 목을 배굴 혹은 저굴 함으로써 유발 되는 것. * 머리의 신전 - 상지의 신전 , 하지의 굴곡. * 머리의 굴곡 - 상지의 굴곡 , 하지의 신전. ㉡ Asymmetrical tonic neck reflex 머리의 회전에 의하여 * 안면측의 상하지의 extensor tonus의 상승 * 반대측의 상하지의 flexor tonus의 상승 발생 ② Tonic labyrinthine reflex 내이중의 미로가 자극 받았기 때문에 전신의 긴장분포에 변화가 생기는 것. * supine - extensor tone의 증가 * prone - flexor tone의 증가 ③ Associated reaction 정상에서는 관계부위 이외의 불필요한 운동은 상위중추의 작용으 로 억제 되지만 중추 신경계의 통합기능에 결함이 있는 경우는 해방현상 으로서의 연합반응이 나타난다. 연합 반응은 출현양식에 따라 - hemo-lateral 동측성 contra-lateral 대측성 crossed-lateral 교차성 2) Local static reaction ① positive supporting reaction 사지 말초부 (손가락, 수근관적, 발가락, 족관적)의 배굴에 의해 신 전된 근 속의 고유수용기의 자극, 혹은 발바닥의 압박 자극에 의하 여 생겨서 사지 전체의 근을 굳게 긴장시켜 쭉 뻗게 하는 반사. ② negative supporting reaction 발바닥 자극을 제거하면 하지 전체가 이완되어 축 늘어지는 반사. ※ positive supporting reaction은 하지 굴근군과 신근군의 협력수 축에 의하여 관절 고정을 시키는 것을 특징으로 하고있다. 참고 ※ Mechanism of Athetoid movement - 자세가 불안정하고, 운동출력 motor outflow이 정상보다 강하여 과도 하게 움1직이며, 목적없이 움직이는 운동 형태를 말한다. 1. 조절 SYSTEM 중요한 요소로는 모든 운동이 움직여진 신체로부터 feedback되는 감각 에 의존하여 운동이 조절 된다는 것이다. → CNS로부터 출력되어 운동이 일어나면 운동이 일어난 곳의 감각 신경들이 운동이 적절하게 일어났는지를 감지하여 그 결과를 다 시 CNS로 보내 다시 운동조절을 출력한다. ex) Shoulder flexion 90°를 지시 했다면 의도된 움직임이 무었이라는 것을 소뇌에 입력 시키는 동시에 α-motor nenron을 자극하여 Shoulder flexion을 시킬 것이다. 이때, 움직임을 확인하는 시각, 신전, 관절 receptor에 의한 감각 기능이 소뇌에 도착한다. * 소뇌 : cortex에서 온 정보와 receptor에서 온 정보를 비교한다. 정보에 대한 차이가 있으면 Ventrolateral nucleus로 보내 질 것이다. 그래서 다시 cortex로 보내져 조절하게 된다. 요약 : 운동은 조절 시스템에 의해 일어나는데, 무정위 운동은 바로 감각 기관의 잘못된 정보전달 때문에 error signal 계속 발생하여 과도하게 움직이거나 목적없이 움직인다 이자료는 이문규 학생의 자료를 받아 온것입니다.