SPASTICITY

[강상훈]

SPASTICITY

⊙ Introduction

Postural tone는 중력에 대하여 일정한 높이를 지니고 있어야 한다. 정상인의 경우 움직임이 부드럽게 일어나려면 postural tone이 적절하게 조절된다. 어떠한 방향으로 움직이든지 저항이 나타나지 아니하고 mobility를 유지하도록 한다. 그러나 중추신경계가 손상되었을 경우 이 자세 tone에 이상이 온다. 근의 tonus가 높아지지 않은 상태를 이완성이라고 하고 자세 tone이 병적으로 높아져 가동성이 없어진 경우를 과긴장 즉 hypertonus라 한다. 근육의 tonus는 적절한 강도를 갖고 운동에 방해가 되지 않을 정도가 좋으며 너무 높은 것보다 항중력 운동을 할 수 있을 정도의 충분한 높이의 tonus가 좋다. 뇌의 중요한 기능은 억제다. 억제는 자세조절과 운동조절에서 매우 중요한 요소이다. 억제는 계통발생학 및 개체발생학의 양변으로부터 전신성운동 pattern을 고위통합하여 선택적운동으로 수정하는 역할을 하고있다. 몸통과 사지의 각 부분의 선택운동에서는 특정기능에 의해서 불필요한 각부 pattern 억제를 필요로 한다. 이러한 해리작용은 고등기능에서 적용하기 때문에 매우 다양하여 무한한 수의 각부 pattern이 새롭게 합쳐져서 형성한다. 억제는 선택적운동을 가능하게 하지만 운동의 단계화에서도 중요한 역할을 담당하고 있다. 즉 억제는 '상반신경지배'에서 중요한 요소이다. 운동의 속도, 운동 범위, 방향성을 조절해서 운동하고 있는 사이에는 흥분작용과 억제작용은 길항하고 있다 .Sherrington(1947)은 이러한 억제는 활동의 과정에서 억제와 흥분의 혼합된 자극에 의해 반응하는 중추신경계로부터 영향을 받는다고 지적하고있다. 흥분시의 억제작용 및 변화와 형식화 되는 것은 조정을 목적으로 하는데 있다. 바꿔 말하자면 억제는 조절에서이다. 억제는 흥분에 의해 변화된 활동을 정지하기도하고 조절하기도 하는 것 을 가능하게 하고 있다. 뇌손상 환자는 억제조절의 결여에 의해 운동의 장애가 온다. 이것은 그 자체가 긴장성반사활동의 해리를 나타내는 것으로, 즉 선택적인 수행운동에 대한 능력장애로서 인정되는 spasticity와 비정상적인 전신성 pattern의 증상이다. Spasticity는 뇌 손상 혹은 척수손상환자에게서 흔히 볼 수 있는 증상으로 추체로(pyramidaltract) 병변의 주요한 증후중의하나다. 추체로란 연수(medullar oblongata)의 배쪽에 있는 피라밋(pyramid)를 형성하는 신경로를 말하는 것이며, 이 pyramidal tract은 과거부터 양측전두엽의 precentral gyrus에 위치하는 Betz cell의 균질섬유계통(homogeneous fiber system)으로 여겨져 왔다. 그러나 근래에 와서 이 pyramidal tract이 균질섬유계통이 아니고, 해부학적 그리고 기능적으로 서로 다른 성분들로 이루어져있다는 것이 밝혀졌다. 실재로 전두엽의 precentral gyrus의 Betz cell 뿐만 아니라 추체외로(extrapyramidaltract)의 세포들도 pyramidaltract를 형성한다. pyramidal tract의 순수한 Betz 신경섬유만 파괴되면 spasticity는 나타나지 않는다.

한편 spasticity와 구별해야할 rigidity는 추체외로증후군(extrapyramidal syndrome)의 한 현상이다. extrapyramidal tract을 형성하는 것은 대뇌의 기저핵(basal ganglia), 시상(thalamus),olivary nucleus, 그리고 뇌줄기의 그물구성체(reticular formation)의 신경세포들 이다.

extrapyramidal tract는 pyramidal tract와 다르게 복연접계통(multisynaptic system)이다.

pyramidal tract는 숙련된 수의운동전달에 중요하고, extrapyramidal tract는 수의운동조절에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다.
spasticity는 피질, 속섬유막(internal capsule), 뇌줄기, 척수와 같은 피라밋로를 포함하는 신경로의 병변시에 나타나는 공통적인 현상이지만 피할수없는 당연한 결과는 아니다. 뇌졸중, 외상성 뇌손상, 다발성경화증, 뇌성마비, 척수손상과 같은 질환의 결과이다. spasticity에 대한 정확한 병태생리학적 기전은 아직도 분명치 않다. 뇌병변과 함께 관련된 많은 다른 특징들이 임상적으로 흔하며, 근력의 감소로부터 힘줄반사의 항진까지 이어진다. spasticity는 수 십 년간 치료사, 의학전문가와 임상가들이 다양한 견해들에 의해 신경과학과 재활의 문헌에 방대한양을 차지한다. 환자들은 근력과 섬세한운동(dexterity)의 상실이 있다. Drachman(1967) 등은 spasticity가 부드럽고 효과적인 automatic reciprocal movement를 방해한다고 말하고 있고, Landau(1980)는 spasticity가 있는 환자들의 뻣뻣함(stiffness)을 호소하였으나 과도한 무릎반사는 호소하지 않았다고 한다.

⊙ Spasticity

Ⅰ. Definition of Spasticity

spasticity는 매우 다양한 임상적 양상을 나타내고, spasticity의 병태생리는 아직 확실히 규명하지 못하고 있기 때문에 구체적인 정의를 내리기가 매우 힘이 든다. spasticity는 수동운동(passive movement)에 증가된 저항을 보이고, 과긴장(hypertonic)되어 있고, 반사가 항진 (hyperreflexive)된 상태이다.

Doland 사전에 의하면 spasticity란 심부건 반사의 항진을 보이는 근육의 정상적인 긴장(tone)이 증가된 상태 또는 과긴장(hypertonicity)의 상태라고 정의 내리고있다. Landau는 spasticity에 대해 최소한 6가지이상의 다른 정의를 내렸다. 1974년 Landau는 신장반사(stretch reflex)의 증가와 굽힘근반사(flexor reflex)의 유리(lease) 그리고 운동의 수행(motor performance)의 장애를 spasticity라 하였다.

Wyn Jones와 Mulley등은 spasticity를 clinical, physical therapy, neurophysiologic의 3가지 관점에서 논하였다. 현재의 뇌졸중의 재활에서는 spasticity라는 용어를 다음의 현상이 일어났을 때 사용된다. 즉 ⑴ 과도한 stretch reflex가 나타나고 ⑵ 수동운동에 대하여 저항이 증가된 상태, ⑶ 상지에서는 flexion, 하지에서는 extension posture, ⑷ 길항근의 과도한 동시수축(cocontraction) ⑸ stereotypic movement synergies 등이다. 그러므로 spasticity는 운동조절의 하나의 장애가 아니라 여러 신경생리학적인 변화들의 결과로 인해 나타나는 현상이다.

1980년 Lance는 spasticity를 상위운동증후군 (UMNsyndrome) 의한 성분(component) 으로서 강직성신장반사(tonicstretchreflex)에서 속도의 존적항진 (velocity- dependent increase)을 보이며, 과도한 힘줄반사(exaggerated tendon jerk)를 나타내는 운동이상으로 정의하였다. 이외에 근력의 약화 및 수의운동의 기능상실 ( loss of voluntary movement)에 초점을 두느냐에 따라 정의하는데 저자마다 차이가 있다. spasticity는 정상 시 잠잠하던 신전반사가 뚜렷이 나타나게되고, 힘줄반사와 같은 위상성신전반사 (Phasic stretch reflex)의 역치가 낮아지고, 긴장성 신전반사가 항진되며 근육을 두드렸을 때 나타나는 근수축 반응이 항진되고, 두드리지 않은 근육에서도 근수축이 일어나며 간대성 근경련(clonus)이 생길 수도 있다. spasticity와 rigidity는 일부학자들에게서는 혼용되어 사용되고있으나, 이 둘 사이에는 명확한 구분이 있다.
spasticity는 첫째, 수동운동에 대해 저항이 한 방향(unidirection)이다. 그리고 일반적으로 항중력근 즉 antigravity muscle에서 수동운동에 대한 저항이 증가되어있다. 예를 들면, 사람에게 있어서 무릎관절을 flexion 시킬 때 많은 저항을 느끼나, 무릎관절을 extension 시킬 때는 저항을 많이 느끼지 않는다. 또 사람의 elbow joint에서는 상완두갈래근이 physiologic extensor인 항중력근이므로 elbow joint를 extension 시킬 때 많은 저항을 느끼지만 flexion시킬 때는 저항을 적게 느끼게된다. 둘째, 수동운동의 속도에 따라 저항의 정도가 달라진다. 수동운동을 빠르게 하면 저항이 증가하고, 수동운동을 천천히 하게되면은 저항은 줄어든다. 즉 무릎관절을 굽힐 때 빠르게 굽히게되면 강한 저항을 느끼게되나 천천히 굽히게 되면 저항을 느끼지 않게 된다. 셋째,spasticity는 DTR의 항진을 보인다. 그러나 rigidity는 spasticity와는 달리 수동운동에 대한 저항이 양측성 (bilateral)이며, 수동운동의 속도에 관계없이 일정한 저항(lead pipe phenomenon)을 보이고 DTR이 증가하지 않는다.

spasticity에 있어서 그 해부학적인 병변이 피질척수로에만 국한되지는 않는다고 하더라도, 일반적으로 spasticity를 상위운동증후군 과 동의어로 사용하려는 경향이 지배적이다.

II. Spasticity의 병태생리(Phathophysiology of spasticity)

- Experiments Elucidating the Neural Mechanisms of Decerebrate Rigidity

완전한 척수의 절단은 이완성마비를 일으키고 결코 rigidity를 일으키지 않는다. 뇌줄기를 rostral to caudal로 transection할 때 red nucleus를 절단할 때 까지는 rigigity가 생기지 않는다.

사실 적색핵과 vestibular nucleus 사이를 절단하면 지속적인 rigidity가 나타난다. 이 vestibular nucleus를 없애거나 제거했을때 rigidity는 사라지게된다. 따라서 vestibular nucleus는 UMN을 촉진(facilitation)한다.

- Role of Pyramidal and Extrapyramidal System in Supporting Rigidity

decerebrate rigidity가 Pyramidal과 Extrapyramidal System중 어느 것에 의해 영향을 받는가?

pyramidal system과 extrapyramidal system은 둘 다 중앙선을 가로지르지만 그 교차하는 level이 다르다. decerebrate cat의 척수를 hemisection했을 경우 section한 동측의 rigidity가 소실되었다.

이것은 extrapyramidal system이 decerebrate rigidity를 발생시키는 원인이 됨을 시사한다. 결론으로 pyramidal tract을 hemisectiion하면 결코 rigidity는 일어나지 않고 flaccid paralysis가 나타남을 보여준다. 그러므로 decerebarate rigidity는 extrapyramidal system의 영향임을 알 수 있다.

-Decerebrate Rigidity is Reflexly Mediated

Sherrington은 척수후근의 unilateral section이 decerebrate rigidity를 소실시킨다는 것을 보고 하였다. 따라서 rigidity는 intact한 구심성섬유가 있어야만 한다는 것을 보여준다. 따라서 Sherrigton은 decerebrate rigidity가 반사적으로 중재된다고 결론을 맺었다. 말초신경의 감각신경가지를 잘랐을때 rigidity는 그대로였으나 근육으로부터 구심성 신경섬유를 잘랐을 경우에는 rigidity가 소실되었다. 따라서 그는 결론 맺기를 근육의 spindle이 이를 받아들이는 것이라고 했다.

spasticity의 병태생리는 아직 불분명하지만 대부분의 설명들이 항진된 신전반사에 초점을 맞추고 있다. 임상적으로 뇌성마비에서 spasticity가 일어나는데 이러한 spasticity가 일어나는 기전은 척수상부운동계(supraspinal motor system)의 장애에 의해서 일어난다고 하였으나, 최근의 연구들에서는 척수상부운동계의 장애는 물론 척수운동계, 즉 척수의 운동반사를 조절하는 척수내의 사이신경원의 비정상적인 회로의 형성에의 해 일어난다는 주장이 있다.

1. 척수상부운동계

척수의 운동신경원은 뇌의 여러 부위(그물구성체, 전정핵, 소뇌등)로부터 하행성으로 영향을 받고 있으며, 임상적으로 뇌의 운동계가 손상을 받으면 손상된 부위가 본래가지고 있던 기능이 없어지면서 상대적으로 다른 부위의 기능이 촉진되는 현상을 가져오게 된다.

뇌줄기의 중심부에는 그물구성체(reticular formation)가있다. 이 그물구성체는 시상에서부터 연수까지 위치하며, 운동기능상으로 두 가지 부분으로 나뉜다. lateral side의 촉진그물 구성체 (facilitatory reticular formation)와 억제그물구성체(inhibitory reticular formation)로 나눈다. 촉진그물구성체는 억제그물구성체보다 크고 시상에서부터 연수중간까지 위치한다. 이양부위는 척수의 배쪽뿔세포를 이루는α,γ-motor neuron에 신호를 보내서 펴짐근육(extensor muscle) 에 영향을 미친다.

촉진그물구성체는 다음의 두 곳으로부터 강한 흥분성 자극을 받는다. ⑴ 상행감각신경경로 (ascending sensory pathway)의 측부지(collateral)가 촉진성그물구성체에 흥분성자극을 보내며,⑵ 전정와우신경(vestibular cochlear nerve)이 뇌줄기의 전정핵 (vestibular nucleus) 을 거쳐 촉진성그물구성체에 흥분성자극을 보낸다. 한편 이 촉진성그물구성체는 ⑴ 대뇌의 운동피질, ⑵ 대뇌의 기저핵, ⑶ 소뇌등으로부터 억제성자극을 받는다. 이 lateral reticular formation은 위로는 brain, 아래로는 척수쪽으로 project하고 상위운동신경원(UMN)을 촉진(facilitate)한다.

촉진그물구성체가 대뇌운동피질, 대뇌의 기저핵, 소뇌로부터 억제성 자극을 받지 않게 된 상태를 '유리(released)'되었다고 하는데, 유리된 촉진그물구성체는⑴ vestibulospinal tract ⑵ tectospinal tract ⑶ reticulospinal tract를 통하여 사지의 항중력근의 stretch reflex를 항진시킨다.

고양이에서는 펴짐근이 항중력근 이지만 나무에 거꾸로 매달려 생활하는 sloth이나 oposum 같은 동물들은 굽힘근이 항중력근이 된다(physologic extensor). 그러므로 대뇌가 제거된 sloth이나 oposum의 경우에는 굽힘근의 항진과 펴짐근의 억제를 보인다.

억제그물구성체는 척수반사(spinal reflex)에 억제성 자극을 보내기 위해서 대뇌의 운동피질, 대뇌기저핵, 소뇌등의 상부운동중추(higher motor center)로부터 충동력(driving force)을 받아야한다. 이러한 충동력이 없이는 억제그물구성체는 척수에 억제성 자극을 보내지 못한다. 억제그물구성체는 일반적으로 펴짐근을 억제하고 굽힘근을 촉진한다.
대뇌제거 고양이에서 펴짐근의 과긴장을 보이는 기전은 촉진그물구성체가 상위운동중추로부터 유리되어 척수에 과도한 촉진성 흥분(facilitatory impulse)을 보내기 때문이며, 또한 억제성그물구성체가 상위운동중추로부터 충동력을 받지 못해서 척수에 억제성흥분(inhibitory impulse)을 보내지 못하기 때문이다. 즉 spasticity는 excitatory area와 inhibitory area 양자의 활동도의 불균형에 의해서 생긴다고 Sherrington은 보고하였다.

-알파경직과 감마경직-

정상적으로 근육의 긴장은 다음의 두가지 기전에 의해 유지된다.

첫째, 뇌줄기에서 척수의γ-motor neuron(방추운동신경핵: fusimotor neuron)으로 자극을 보내면γ-motor neuron은 감마원심성신경(γ-afferent nerve)을 통해 muscle spindle을 수축시킨다. γ-afferent nerve에 의해 수축된 muscle spindle은 afferent nerve를 발화(firing)시키며, 이 구심성신경(afferent nerve)은 다시 척수의α-motor neuron(골격운동신경핵 : skeletomotor neuron)을 자극하게 된다. 그러면 이α-motor neuron이 동일한 방추바깥근육(extrafusal muscle)을 수축시켜 근육이 긴장하게 된다. 이 감마체제를 알아보면,

1) 구심성섬유(Afferent or Sensory fiber)

방추속근섬유에는 두 가지의 구심성섬유가 있다. 이 두가지 구심성섬유는 근육방추(muscle spindle)내의 길이나 속도의 변화를 감지하는 역할을 하고있다. 이 두 구심성섬유는Ⅰa(일차구심성섬유)와 Group Ⅱ(이차구심성섬유)로 나뉘어진다. Ⅰa 구심성섬유(고리나선신경종말:annulospiral nerve ending)는 핵주머니근세포 와핵사슬근세포의 중간부분에 분포하며 GroupⅡ구심성섬유는 핵사슬근에만 분포한다. Ⅰa 구심성섬유는 GroupⅡ구심성섬유보다 굵고 전도속도가 빠르다. 또한Ⅰa 구심성섬유는 GroupⅡ구심성섬유보다 길이와 속도에 민감하며, GroupⅡ 구심성섬유는 속도보다는 길이에 민감하다.

이러한 두 구심성섬유의 차이는 신전반사에 큰영향을 미치게 되는데 그것은 근육이 얼마만큼의 속도를 가지고 신전되느냐, 또 관절의 어느범위에서 신전되는냐에 따라서 반응하는 구심성섬유가 다를것이기 때문이다. 만약에 근육을 갑자기 신전시키면 속도에 민감한Ⅰa 구심성섬유가 반응을 나타낼 것이며, 속도를 느리게하고 근육의길이를 길게하여 maximal range에서 지속적으로 신전시켰다면 GroupⅡ구심성섬유가 반응을 할 것이다.

2) 원심성신경

방추바깥근(extrafusal fiber)에 운동을 조절하는 α-motor neuron이 있듯이 intrafusal fiber의 운동과 근긴장도(tone)를 유지하는 운동신경원이 있는데 그것이γ-motor neuron이다. 이것은 척수의배쪽뿔세포(anterior horn cell)에서 기시하여 intrafusal fiber에 분포하며 중추신경에 영향을 받는다. 이γ-motor neuron에도 그 기능에 따라 static γ-motor neuron과 dynamic γ-motor neuron으로 나뉘어진다. dynamic γ-motor neuron은 핵주머니 근세포(nuclear bag fiber)의 양쪽에 분포하여 동적인 변화에 관여하며, static γ-motor neuron은핵사슬근세포의끝의중간지점에분포하여정적인반응에관여한다.
γ-motor neuron의 가장 큰 기능은 intrafusal fiber를 수축하는 기능이라고 하겠다.

배쪽뿔세포로부터γ-motor neuron으로 활동전압이 intrafusal fiber로전달되면이방추속근을수축시키면서방추속근섬유의긴장도를증가시키므로방추속근섬유에분포하는구심성섬유를흥분시켜이구심성섬유가자극되어중추신경으로자극을전달한다.

정리하면, 이러한 감마원심신경과 구심신경을 체제를γ-loop라고 하는데, 1971년 Tardieu는 이γ-loop를 두 종류로 나누었다. ⑴ gamma 1-loop ; 운동(kinetic, dynamic)또는 위상성(phasic)γ- loop이라고 하며, Ⅰa 구심신경이 구심성으로 작용한다. 이것은 stretching의 속도와 관계가있다. ⑵ gamma 2 loop ; 정적(static) 또는 긴장성(tonic) γ-loop라하며, Ⅱ구심성섬유가 구심성으로 작용한다. 이것은 신장의 길이와 관계가 있다. 근육의 tonic stretch reflex가 이에 해당된다.

소위 Gros의γ-rigidity는 이러한 γ-loop와 관계된 근경직(γ-spasticity라고도 함)을 말한다.

정상적인 motor function에서는α와γ-motor neuron의 activiy는 상호연결이 되어있다. 뇌로부터독립적이지만 서로 나란히 아래쪽으로 내려오는 impulse는α,γ-motor neuron이 부드럽고도 적당한 운동을 하도록 알맞은 firing rate를 유지하도록 한다. 뇌손상이 있을 경우, 혹은α, γ-motor neuron에 대하여 신호(signal)의 균형이 깨질 경우 이 descending signal이 더 이상'linked' 되지 아니하고, 적당하지(appropriate)않게 된다.

대부분의 척수상부의 손상일 경우γ-motor neuron은 inhibitory area로부터 해리된다. 따라서 이와같은 결과로서γ-motor neuron이 hyperactive하게된다. 어떤 spasticity는 gamma spindle loop을 절단함으로서 사라지는 경우가 있는데 이를 'gamma rigidity'라고 한다. 임상적으로 많은spasticity의 원인인 높은 gamma component를 가지고있다.

치료에 있어서 spasticity를 줄이기 위해서 과도한(hyperactive) γ-motor neuron을 억제 (depress)시키거나 gamma spindle loop을 절단한다. 즉, 감마경직은척수의후근을절단하면구심성신경이차단됨으로(γ-loop가차단됨으로) 근경직이 소실된다.

둘째, γ-loop를통하지않고뇌줄기에서직접척수의배쪽뿔세포의α-motor neuron(골격운동신경핵 : skeletomotor neuron)을 자극하여 extrafusal fiber를 수축하게된다. 이렇게 뇌줄기에서α-motor neuron을 직접 자극하여 나타나는 근경직을α-rigidity(α-spasticity라고도 함)라하고, 이알파경직은 척수의 후근을 절단하여도 근경직은 소실 되지 않는다.α-rigidity는 Lewis Pollock과 Loyal Davis의 빈혈대뇌제거(anemic decerebration)동물에서 대표적으로 볼 수 있으며, 또 Sherrington의 대뇌제거동물에서 소뇌를 제거하면α-rigidity를 볼 수 있다. γ-rigidity를 보이는 Sherrington의 대뇌제거동물에서 소뇌의 앞엽(anterior lobe)의 제거로γ-rigidity에서α-rigidity로 바뀌는 것을 소뇌교환(cerebellar switch)이라고도 한다.


이러한α-rigidity가 일어나는 기전은 다음과 같다.

소뇌의 앞엽의 Purkinje cell은 뇌줄기의 전정핵과 소뇌의 fastigeal nucleus를 직접 억제한다. 소뇌의 fastigial nucleus는 뇌줄기의 전정핵을 흥분시키고, 전정핵은 다시 척수의α-motor neuron과γ-motor neuron을 모두 흥분시킨다. 이때α-motor neuron이 근긴장에 주로 관여하고, γ-motor neuron이 부분적으로 관여한다. 빈혈대뇌제거와 같이 소뇌의 앞엽이 파괴된 상태가 되면 뇌줄기의 전정핵은 소뇌의 억제조절로부터 유리되어 척수의 α,γ-motor neuron을 과흥분 시키게 되어 신근의 경직이 나타나게 된다. 그러나 이러한α-rigidity도 vestibular-cochlear nerve를 절단하게되면 근경직이 소실된다. 소뇌의 앞 엽이 파괴되고 vestibular-cochlear nerve가 건강한 상태에서는 뇌줄기의 전정신경핵이 억제되지 않고 vestibulospinal tract를 따라 척수의α-motor neuron을 직접 단일연접흥분(monosynaptic excitation)시키나 vestibular-cochlear nerve이 절단되면 전정핵이 흥분되지 못해α-motor neuron에 흥분성자극을 보내지 못하므로α-spasticity가 소실되게 된다.

α-rigidity는 주로 vestibulospinal tract를 통하고γ- rigidity는 주로 reticulospinal tract를 통한다. 그러나 vestibulospinal tract의 일부도γ-rigidity에 관여한다.


2. 척수운동계(Spinal motor system)

강직성뇌성마비(spastic cerebral palsy)의 경우 과도한 반사(hyperreflexia)가 주로 나타난다. 이는 fusimotor drive가 과다하게 일어나서 그렇다고 설명되어 왔으나, 근래에는 척수의 사이신경세포수준(interneuronal level)에서 설명을 하게끔 되었다. 척수의 사이신경세포그물(interneruronal network)은 각 근육군들의 협응운동에 중요한 역할을 맡고 있으며 이 부위가 비정상적이 되면 반사방사(reflex radiation), 또는 교차적흥분(reciprocal excitation)이 일어난다.) 이들반응들은 뇌성마비때 주로 나타나는 증상으로서 뇌성마비시 척수의 사이신경세포그물이 정상적이 아니라는 가설을 뒷받침해주는 강력한증거가 된다. 즉, 사이신경세포그물의 기능이 정상이 아닐 경우, 과다반사가 유발되거나, 보통 무해한 자극(imocuous stimuli)에 대한 반응을 한다거나, 기타 숙달된 운동의 계획이라던가 수행에 있어서 부적합한 협응양상을 나타내게된다.

선천적으로 뇌손상을 입었을 때 나타나는 spasticity의 경우 길항근(antagonist muscle)의 reciprocal excitation이 특징적이며, antagonist activity가정상의 20∼200배에 달한다고 한다.

Group Ⅱ구심성섬유는 신전되는 근육이나 협력근(synergist)의α-motor neuron에 단일연접흥분성 연결을 하고, 길항근의α-motor neuron에게는 다연접흥분성을 주는 reciprocal inhibition을 한다.

그러나 뇌손상시에는 reciprocal excitation을 일으켜 협력근이나 길항근을 모두 흥분을 일으키는반사회로가 존재할 수 있다는 주장이 있다(Harrison과 Jankowska). Reciprocal excitation이 일어나는 이유는 신전된 근육으로부터 나오는 구심성출력이 주동근과 길항근으로가는 운동신경원 양쪽 모두를 흥분시키기 때문이다. 이는 길항근으로 가는α-motor neuron의 하행성억제가 약하거나 또는 정상적인 reciprocal inhibitory loop A가 excitatory loop B로 대치되었기 때문이다. 실제로 loop B가 있는지 또는 이것이 미분화된 것이거나 비정상적인것인지는 더 연구되어져야하나 만약 이것이 미분화된것이라면 척수윗부분의 손상이 정상발육을 저지했다고 할 수 있겠다(Bobath 1966).

반사흥분성의증가를 설명하는데 입증된 다른 한 기전은 denervation super sensitIvIty이다. 이 기전은 말초신경의 손상시 잘 알려져 있는데 신경연접을 이루던 종말단추들의 손상이 있은후 며칠 내에 말단기관(end organ)의 연접이후 막에 있는 특수화된 수용기들의 수적증가가 보인다.
이와같이 CNS neuron의 denervation은 신경전달물질의 수용기의 수와 neuro trans mitter-like substance의 민감도(sensitivity)가 증가하는 결과를 낳는다. 이와같은 mechanism은 척수나 뇌피질손상이 있은후 며칠내에 발생하는 척수반사들의 흥분성의 항진을 부분적으로 설명할 수 있는 기전중의 하나로 본다.
또 다른기전은 동물에서 발견된 collateral sprouting이다. 상위운동신경병변으로 인해 부분적으로 변성되어 신경연접을 이루고있는 신경원으로 신호가 전도되지 않을 때, 손상 되지않은 신경원의 축삭이 연접을 이룰 신경원으로 새로운 싹을 내어 신경연접을 이룬다. 이것을 중추신경계에서는 'reactive synaptogenesis'라고 한다. 반사회로의 구심성섬유에 의하여 형성되는 새 흥분성 연접종말의 느린성장은 몇 주나 몇 달후에 나타나는 과다한 척수반사들의 점진적인 발현을 설명할 수 있다. 또 어떤경우는 spasticity가 반사경로에 작용하는 정상적인 억제의 관련된 상실로부터 발생한다고 추정한다. 여기서 나타나는 disinhibition은 중뇌병변시에 나타나는 extensor hypertonus가 즉각적으로 나타나는 제뇌경직(decerebrate rigidity)을 설명하는 것과 비슷하다. 척수수준에서의 반사기능에 대한 여러 억제기전들(presynaptic inhibition, recurrent Renshaw cell inhibition,reciprocal inhibition)의 감소로 인하여 spasticity가 일어난다고 설명하고 있다.
Renshaw cell의α-motor neuron에 대한 두 가지기능은⑴ direct recurrent inhibition과⑵indirect disinhibition via inhibiting inhibitory interneurons이다. spasticity시에는 초기에 recurrent inhibition이 사라진다. 그리고 reflex 증가가 과도하게 나타나게 된다.
또 다른 연구에서 증가된 신전반사가 낮은 reflex threshold 혹은 증가된 reflex gain의 결과라고 설명한다. 이전의 연구에서 낮은 reflex threshold가 spastic hypertonus와 연관성을 보였고, 증가된 reflex gain은 denervated motor neuron이나 구심성섬유 말단의 presynaptic inhibition의 손상때문에Ⅰa afferent의 sprouting으로 인한 증가된Ⅰa synaptic transmissions과 같은 신경학적인 변화 때문이다.

clonus는 phasic stretch reflex의 self-sustaining oscillation으로 인한 현상이다.

Muscle Tone에 관한 Neurotherapeutic Facilitation과 Contemporary Task-Oriented

Model.

Neurotherapeutic facilitation model에 따르면 과도한 근육의 긴장이나 spasticity는 고위중추의 억제성기능의 상실로 인하여 하위수준의 신전반사가 과도하게 항진된 것이다. 이 접근방법은 과도한 근긴장도가 정상적인 협응운동을 방해한다고 보기 때문에 이를 치료하는 사람들은 신경학적으로 장애를 가진 환자들의 근긴장도를 감소시킬까? 하는데 관심을 둔다. 일단 비정상적인 근긴장도의 유형이 규정되면 정상적인운동을 촉진 시키기위하여 proprioceptive input을 사용하여 치료 를한다. 신경학적재활의 Task-Oriented Model에서는 과도한 근긴장도를 많은 상호작용을 하는 system들 중의 하나가 손상이 되어 뜻밖의 성질을 일으키는 일련의 운동행동(motor behavior)의 set으로 본다.

Neurotherapeutic facilitation model에서는 신경계에 주로 관심을 두었다. 그러나 Contemporary Task-Oriented Model에서는 근육의 활성유형(muscle activation patterns), 신전에 대한반응, 운동학적유형들(kinematic patterns), 근활동의 의식적조절(access to conscious control), muscle properties, 그리고 passive elastic properties을 포함하여 이들 system들의 어느부분이 spasticity가 있는 환자들에게 비정상적이고, 환자의 적절한 운동수행을 방해하는지를 고려한다. 치료사들은
또한, 만약 spasticity가 신경계손상의 일차적 혹은 이차적 결과라면, 보상전략이 기능적 활동들을 할수있도록 할 수있는지를 고려한다. 이러한 문제해결 과정 후에, 치료사들은 치료적중재에 의해 어느 손상된부분이 변화될 수 있는지, 그리고 어떻게 환자들에게 효과적이고효 율적인 운동전략을 찾도록 도울지를 결정하게된다.


Ⅴ. Spasticity의 임상적특징과 분류

1.Spasticity의 긍정적특징과 부정적특징

신경과학에서, 상위운동신경증후군과 관련된 조절이상(dyscontrol)의특징은 비정상적인 운동행동을 나타내는 긍정적특징(positive features)과 운동조절과 수행의 결핍을 나타내는 부정적특징으로 고려한다. 이 분류는 신중히 해석해야할 가치를 지닌다. 긍정적특징과 부정적특징은 상대적으로 독립적인 현상이며, 조직손상의 위치와 양 그리고 지속적인 회복과정등이 구분하는데 관련이 있다. 긍정적특징은 정상적인현상들이 과도하게 나타나는 경우이며, 증가된 고유수용성반사와 피부반사를 포함한다. 긍정적인 특징은 아마도 parapyramidal fiber의 손상 때문일것이며, 손상으로부터 살아있는 조직에서 이차적기능장애와도 관련이 있을것이다. spasticity의 진행여부와 상관없이, 부정적인특징은 근육의 약화, 섬세한운동의 상실, 그리고 쉽게 피로함 등을 포함하며, 환자에게 근긴장도의 변화보다 더 심한장애로 현재 인식되고있다.

2. Clinical Significance of the Hypertonus

♣Benefit Effect

①근육의 mass를 유지하도록 돕고 마비된 사지의 광화작용(mineralization)을 가능케한다.

② dependent edema와 DVT의 위험을 감소시킨다.

③서거나 걸을 때 하지의 rigidity를 유지하는데 도움을 준다.

♣Deleterious Effect

① Gait muscle의 clonus, adductor spasticity로 인한 BOS의 ?善?, swing phase시 foot clearing이 힘이들고, crawling이 힘듦으로 인하여 이동, 보행, 균형잡기 등이 힘들다.

②지속적인 강직은 관절의 구축을 낳고, 관절가동범위의 제한이 온다.

③ hand control과 driving을 방해한다.

④ recurrenting flexor spasm과 clonus로 인하여 잠자는데 방해가 된다.

⑤ pain

⑥ sexual function, perineal hygiene, catheter care의 어려움.

3. 질환에 따른 spasticity의 특징과 고려사항

UMN lesion으로 인한 spasticity와 hypertonus는 중추신경의 손상 당한 범위와 손상 후 시간에 따라 매우 다양하게 나타난다. 과다한 반사와 hypertonus는 중추신경이 손상당한 후 처음 몇 달 동안 점진적으로 나타나기 시작한다. 척수와 뇌줄기의 반사는 급성기때는 억제(depress)되었다가 며칠이나 몇 주가지 나면서 점차 돌아오기 시작하여, 과도하게 나타나게된다. Guttman 등(1976)은 강직이 나타나는 시기의 사지의 자세(positioning)가 spasticity에 영향을 미친다고 말했다.




※척수손상환자에게 있어서 spasticity의 특성

1) 완전척수손상(complete spinal cord injury)

척수의 손상 후 처음은 손상 당한 아래 부분에서 모든 척수반사기능이 소실되는 spinal shock에 빠지게된다. 그리고 시간이 지남에 따라 척수반사는 항진되게된다. 척수반사는 대개 손상받은 후 6개월이 지나야 완전히 항진되게되며 가장 빠른시간 내에 회복되는 척수반사는 bulbocavenous reflex로 손상받은 후 수 시간내에도 회복이 가능하다고 알려져있다. 수동관절운동, 힘줄을 두들기든지 힘줄에 진동감각을 주든지간에 근육을 신전시키면 반사수축을 일으킬 수 있게된다. 척수반사가 항진되면 펴짐근의 긴장도가 증가하여 대퇴관절을 빠르게 신전시키면 무릎관절 펴짐근(knee extensor), 대퇴관절내향근(hip adductor), 발목관절 발바닥쪽굽힘근(ankle plantar flexor)의 수축이 5∼15 초 정도 일어나고 서서히 이완되는 펴짐근의 과긴장성을 보인다. 해로운 자극을 하지에 가했을 때 대퇴관절, 무릎관절, 발목관절의 삼중굽힘 (triple flexion)이 일어나고, 외부 뇨관괄약근(external urethral sphincter)의 연축으로 배뇨근 괄약근실조가 일어나 배뇨기능의 장애를 초래하게된다. 또 욕창이 있거나, 요로감염같은 해로운 자극이 계속 있을 때에는 긴장성굽힘근 연축을 보인다.

이러한 spasticity의 여러 임상요소가 완전척수손상환자에게 미치는 영향을 알아보면 양하지의 긴장성 굽힘근 연축으로 관절구축이 오기 쉬우며 sliding board나 push-up transfer등 침상이동능력에 장애를 초래한다. 반면 근육의 연축을 이용하여 양하지의 위치를 바로 잡는데 도움을 주기도 한다. 옷입기, 목욕, 용변, 위생간호, 회음부 처치도 내향근연축이나 펴짐근, 굽힘근연축으로 인하여 장애를 초래한다. 반복적인 간대성경련이나 굽힘근, 내향근연축등과 침상에서 자세취하기(bed positioning)의 어려움등은 발뒤꿈치, 무릎관절내측, 대퇴골의 큰대퇴돌기부위등에 피부의 미끄러짐(shearing)과 과압력을 초래해 욕창(bed sore)을 만들기도 한다.

2)불완전척수손상(incomplete spinal cord injury)

척수의 불완전 손상일 경우에도 손상 받은 직후 척수반사의 소실이 일어나고, 이후 시간이 경과함에 따라 근긴장도가 증가하며 대개는 수의적운동기능이 어느 정도 회복된다. 이때 spasticity의 정도와 보존된 수의적 운동기능과는 서로 반비례한다.
완전 척수손상과는 다르게 불완전 척수손상의 경우에만 보이는 spasticity의 임상양상으로는 대퇴관절, 무릎관절의 굽힘근들에 존재하는 긴장성신전반사가 무릎을 펼 때 관절가동영역의 처음 2/3까지는 증가하지 않다가, 마지막 1/3범위 내에서 수동운동을 시킬 때 고정된 저항이 나타나는 것으로 종종 대퇴관절과 무릎관절의 관절구축을 동반하게 된다. 보행이 가능한 환자들에서는 증가된 대퇴관절내향근의 긴장도로 인해서 가위보행을 하게되며 무릎이나 발목의 간대성경련이 보행을 방해한다. 반면, 근력이 없거나 약한 환자들의 보행시 무릎과 발목의 extensor hypertonus는 무릎관절을 펴는데 도움을 준다.

3) 탈수초성질환(demyelinating disease)

탈수초성질환에서 spasticity는 공통적으로 일어나며, 다발성경화증(multiple sclerosis)에서는 매우심하고 spasticity의 임상양상은 매우 다양하다. spasticity는 하행하는 extrapyramidal track의 demyelinating lesion으로 인해 발생하고, 특징은 척수의 운동신경원의 흥분성이 증가 되어있고, segmental reflex에 반응정도가 증가 된 것이다. 과긴장도, 간대성경련, 굽힘근이나 펴짐근연축, decorticate나 decerebrate rigidity를 나타내지만 불완전 하반신마비나 사지마비의 임상상과 배우비슷하다. spasticity는 관절구축, 실조, 약화 및 근 피로도와 관련이 있을 것이다.

하지의 spasticity는 걷는데 있어서 에너지소비를 증가시킨다. 어린이의 경우 백색질(white metter)의 질환은 일반적으로 leukodistropy에 의한 것이 많다. 과긴장도, 과다한반사, 그리고 간대성경련이 먼저 나타나고 질환이 어느 정도 진전됨에 따라 rigidity나 과도한 supraspinal reflex가 우세하게된다.


4) 뇌졸중(stroke)

초기에는 척수손상과 마찬가지로 반사와 수의적인 운동기능의 저하 및 소실이 생기며, 근육은 이완된다. 수일이나 수주 후부터 회복되기 시작하여 수주나 수개월후에는 반사기능과 근긴장도의 항진을 보이며 이후 수의적인운동(근력과 조절) 기능의회복이 더 진행됨에 따라 그 항진의정도는 감소하는 양상을 보인다.

뇌졸중후에 나타나는 spasticity는 저항의 증가가 속도에 의존해 사지의 급격한 수동운동에 가장 현저하며, 느린수동운동시에는 약화되는 특성과 함께 과도한 위상성신전반사를 포함한다. 낮은 역치, large amplitude tendon reflex, clonus가 나타난다. 과긴장은 특히 대퇴관절의 adductor,knee extensor, 그리고 ankle plantarflexor등에서 우세하게 나타난다.그러나 이러한 회복과정은 어느단계에서도 멈출수있어 결국 상당한 운동기능의 소실 및 항진된반사기능이 남아있게 된다. 척수손상의경우와 차이점은 flexor withdrawal spasm,은 그렇게 심하게 나타나지는 않으며 수의적운동기능의 회복단계에 있어서 특징적으로 공동작용(synergy)이 출현한다는 것이다. 공동작용은 한 사지에 있는 여러관절에 작용하는 협력근들이 동시적으로 mass contraction하는 것이다. 편마비환자는 공동작용을 벗어나 개별 근육의 분리된 운동을 하기란 매우 힘들다. 편마비환자에게서 또 다른 특징적인 현상은 연합반응(associated reaction)이다.

기능적으로 편마비 환자들은 AFO나 지팡이의 보조적인 도움으로 어느정도의 보행이 가능하나 이때 발목관절과 무릎관절의 간대성경련(clonus)이 보이고, 대퇴관절내향근의 과도한 근긴장에 의해 가위보행(sciwworing gait)이 나타난다. 입각기(stance phase)시의 과도한 무릎관절펴짐과 발목관절의 plantar flexion 및 대퇴관절의 circumduction이 일어난 유각기에 발끝이 땅에 끌리게 되는 toe dragging을 피하기 위해 circumduction gait를 하게된다.

편마비 환자의 spasticity에서 가장 특징적인 것은 하지의 경우 펴짐근의 긴장도와 수의적인 활동도가 우세하게 나타나는 것이다. 대퇴관절의 펴짐근과 내향근, 발목관절의 plantar flexion의 강직이 우세하다. 상지의 경우 굽힘근의 긴장도와 수의적인 활동도가 우세하게 나타난다. 어께관절의 내향근, 팔굽관절굽힘근, 손목관절과 손바닥뼈사이 관절의 굽힘근들의 spasticity이 우세하다.
편마비환자들에게 흔이 올 수 있는 어깨관절의 통증이 spasticity와 관련이 있다는 일련의 연구보고들이 있다.

5) 두부손상(Head Injury)

두부손상을 받은후 넓은범위의 근긴장도 항진이 나타난다. 손상 받은 후 바로 공통적으로 decerebrate와 decorticate rigidity가 나타나다가 수 주가 지나면서 그 강도가 감소되는 경향을 보이면서 회복되어간다. 이 시기와 비슷한 시기부터 위상성신장반사의 항진, 힘줄반사의항진등 보다명확해지기 시작하며 이들은 소뇌나 기저핵 병변으로 인한 실조(ataxia)나 경직(rigidity)과 함께섞여서 나타나는 것이 보통이다. hypertonus는 종종 과도한 긴장성목반사와 미로반사(tonic neck reflex와 tonic labrynthine reflex)에 의해 항진된다. 대뇌강직 은이동(mobility)와 자조활동 (self care)를 방해하고, 마비 그자체에 의해 수의적인 운동기능에 손상을 받게된다.


Decerebrate and Decorticate Rigidity.

Head injury, CVA, tumor, anoxia, 혹은 sever metabolic disorder로인한 중뇌나 양쪽 forebrain의손상시 일반적으로 두 가지의 운동반응이 나타나게되는데 바로 decerebrate and decorticate rigidity다. Decerebrate rigidity는 diencephalon과 양쪽 중뇌의 손상시 나타나고양상은 사지가 모두 extention 상태고 가끔 목이 과신전 되기도한다. Decorticate rigidity는 양쪽 뇌피질의 손상과 관계가 있다. 나타나는 현상은 상지의 flexion, 하지의 extension이다. 이러한 자세는 손상즉시 나타나고 spasticity와는 반대다. 해로운자극(noxious stimuli)은 비정상적인 posture를 일으키고 TNR이 과긴장과 함께 겹쳐서 나타난다.


Ⅵ. 평가 EVAL‎!UATION

1.Routine Eval‎!uation

Clincal history는 spasticity의 기능적인 impact를 결정하는데 필수 불가결한 것이다. 의사나 치료사의경우 현재 나타나는 현상이 무엇인지, 어느 근육군에 involve 되었는지, 그리고 이러한 현상들이 유익한지 그렇지않으면 해로운지를 결정 해야한다. 그리고 자극요소가 무엇인지, 그리고 몸에서 변화된 요소들이 무?昰适嗤? identify해야한다.

치료의 방향은 환자의 능력(capability)과 spasticity으로 인한 일·이차적인 합병증의 정도에 의존한다. 정확하고 올바른평가를 내려야지 환자를 치료하는데 도움을 줄 수있다. 전통적으로 spasticity의 측정방법은 간대성경련의 관찰, DTR의 측정, 수동운동시 저항, 비정상 원시반사와 같은 운동징후들의 주관적평가에 기초를 두었다. 주관적판단에 따른 spasticity를 정량화 시키는 대표적인 방법은 Modified Ashworth Scale이다. 이는 수동적인 관절운동에 따른 저항의 강도에 따라 spasticity의 등급을 나누는 방법이다. Bohannon 등(1987)의 연구에 의하면 Modified Ashworth Scale은 팔굽관절의 굽힘근의 spasticity를 측정할 때 적용했을 때 좋은 intrarater reliability를 갖는 것으로 나타났다.

Modified Ashworth Scale

{{{{ Score}}{{ 특징}}{{0 Grade 1 1＋234}}{{

환측사지를 운동시킬 때 긴장도의 증가가 없다.

환측사지의굽힘과펴짐운동을시킬때관절가동범위의끝부분에서약간의저항이감지되며, 근긴장도가약간의증가를보인다.

환측사지를 움직일 때 관절가동범위의 1/2이하에서부터 약간의 저항이 감지되며, 근긴장도가 약간의 증가를 보인다.

대부분의 관절가동범위에서 현저한 근긴장도의 증가를 보이지만 쉽게 환측사지를 굽힐수 없다.

대부분의관절가동범위에서상당히많은양의근긴장도의증가를보이며, 수동운동이어렵다.

환측사지에 있어서 수동운동이 불가능하다.}}}}


객관적인평가방법

1. Pendulum test

Pendulum test는 knee 움직임의 electrogoniometric recording과 무릅을 full extension한 후 발을 떨어뜨려 진동을 알아보는 방법이다. 이 방법은 무릎의 hypertonus를 측정하는데 사용된다.

pendulum test는 편마비 환자의 spasticity와 parkinson rigidity를 구분함에도 임상에서는 많이 제한된 방법이다.

2. Electrophysiologic method

1) dynamic multichannel EMG

길항근의 activity로부터 구축을 구분해내는데 유용하다.

2) H/M ratio

hyperactive tendon jerk을 가진 spastic 환자에게 많이 사용한다. H/M ratio는 spasticity의serial study에 또한 많이 사용된다.

3) H reflex amplitude during vibration as a peroutate of no vibration.

4) Record cutaneomuscular reflex.

5) F-wave to assesse exitability of α-motor neuron.

6) Tibial H or Hoffmann's reflex - reflex exitability.

3. Mechanical method

근육의 토크(torque)와 angular stiffness를 기계적으로 기록(recording)한다. 이 방법의 단점은 측정값이 매일매일 다를 수 있다는 것이다.

4. 보행분석(Gait analysis)

5. Temporary anesthetic nerve block.


Ⅶ. MANAGEMENT

Principles of Management

1. Goal : is to minimize athe adverse effects without compromising function.

Stepped Care begin conservation methods(fewest side effect) and progress to aggressive

treatment with the most side effects.

1) Prevention of norciception - precipating factor를 제거한다.

-urinary tract infection.

-bowel impaction

-pressure sore

-fracture

-paroychia

-acute abdomen

-tightly wrapped leg bags, clothes, DVT, and heterotopic ossification

2)Patient education should be provided.

-benefit effect and adverse effect of spasticity

-the import!ance of slow movement

-엄지발가락을 dorsiflexion하게 함으로서 발목의 clonus를 감소시키게 한다.

-extensor와 flexor spasm을 이용하여 이동이나 침상운동(bed mobility)



VIII. PHYSIOTHERAPY OF SPASTICITY.

1. 물리치료시 고려해야할 사항

물리치료적 접근방법에 있어서 중요하게 고려해야할 사항은 비정상적인 운동발달의 시간적 경과이다. 예를들면, 뇌졸중으로 인한 편마비환자의 대부분의 경우, 운동결핍은 초기에 이완성마비로 나타나고 수일, 수주, 그리고 수개월까지의 시기를 지나면서 spasticity는 발생하며 그 정도는 심해진다. 조기치료적조정은 의학적으로 안정되면 곧바로 시작해야한다. 즉, 일반적으로 치료의 시작시기는 vital sign이 안정되면서 48시간동안 신경학적 병변진행이 없어야 프로그램을 진행할 수있게된다.
]다소의 경우에 있어서는 spasticity의 증가를 예방하기까지도 한다.

1976년 Privat JM 등은 spasticity을 유익한(useful) spasticity와 불리한(handicapping) spasticity로 나누었다. spasticity의 치료의 기본원칙은 유익한 spasticity는 보존하고 불리한 spasticity는 감소시키는데 있다. 만일 환자가 약한 힘을 갖고 강한 spasticity를 보인다면 이 spasticity는 보행을 위해 유익한 것이 될 것이다. 이러한 환자에게서 spasticity를 줄이면 경성지주(spastic crutch)를 잃어버리게되어 보행은 물론 기립조차 못하게된다. 이런 환자에서는 spasticity를 보존해야한다. 그러나 근육의 힘이 상당히 보존되어있으나 경성강직으로 활동의 곤란을 받을 경우 spasticity를 줄이는 것이 유익하다. 그러므로 물리치료는 spasticity를 예방하고 관련된 기능이상을 최소화하는 방향으로 실시해야한다.

이미 spasticity가 있는 환자의 경우 치료의 초점은 잔여기능을 증진시키면서 spasticity를 다루어야한다. spasticity를 치료하는 동시에 침상고정으로 인해 발생되는 욕창이나 관절의 구축과 같은 많은 합병증을 예방하거나 최소화시켜야한다. spasticity의 치료적 관리에 있어서 또 중요하게 고려해야할 사항은 전인적인 환자관리의 개념을 포함한다. 재활팀의 다른 요원들에 의해 제공되는 보완적인 치료와 물리치료는 잘 협응 되어야한다.


2. spasticity의 물리치료

중추신경계장애환자의 치료에 신경생리학적이론이 이용되고있는데 치료방법으로는 Bobath의 신경발달학적치료(neurodevelopemental treatment, NDT), Brunnstorm approach, Kabath와 Knott의고유수용성신경근촉진법(proprioceptive neuromuscular facilitation, PNF), 그리고 Rood approach등을 들수 있다. 최근에는 독일을 중심으로 Vojta방법이 실시되고있다. 이들 여러 가지 물리치료방법들은 단독으로 시행되기도 하고 병용하는 절충적인 접근방법을 시도하기도 한다.
최근 DeVries등은 뇌성마비환자들이 운동치료후 근긴장도가 이완되는 것을 관찰한결과 운동치료방법에 관계없이 spasticity의 전반적인 저하와 더불어 반사가 15%까지 감소됨을 보고하였다.
이를 운동에 의한 진정효과(tranquilizer effect)라 하고 운동치료는 강직에 대한 치료에 꼭 필요한 것이라고 강조하였다.
이들 접근방법들은 선택적으로 운동출력을 촉진시키거나 억제하기위해 감각계를 활성화시키는 다양한기술들을 사용해서 최대한 정상기능에 가깝게 회복시키는 것이다. 그럼으로 모든치료는 특별한 기능적인활동들을 성취시키는데 맞도록 해야한다. spasticity에 대한 물리치료의 특별한목표는 다음과 같다.
⑴ spasticity를 억제한다.

⑵정상적인 운동을 촉진시킨다.

⑶ spasticity를 스스로 조절해야할 환자와 가족에게 교육과 훈련을 시켜야한다.

spasticity는 운동기능과 기능적인 능력을 제한시키고 방해한다. 그러므로 정상적인 운동기능을 회복시키기 위해서는 spasticity을 최소화시켜야한다. spasticity를 억제하였으면 운동의 다양한 구성요소와 운동을 위하여 필요한 근육들의 선택적인 활성화를 다시 학습해야만 한다. 운동의 복잡성은 spasticity의 방해없이 복잡한 운동양식들이 수행될 때까지 점차적으로 증가되어야한다.
치료는 치료사에 의존 하지않도록 환자스스로가 일상생활기술들 가운데서 spasticity를 조절할수있도록 해야만 한다. 환자의 회복이 증진되어 감에 따라 요구되는 과제의 복잡성은 결합된 운동양식과 소개되는 환경적 영향들에 의해서 증가된다. 치료사의 보조나 지시의 양은 점차적으로 줄이고 운동과 제의 어려움은 증가시킨다. 환경적 영향을 고려하는 것은 매우 중요하다.
보행의 예를들면, 적은부분의 비정상적인 운동기능을 가지고있는 환자가 평탄한길을 걷는 것은 가능하다. 그러나 거리를 횡단하거나 눈길, 얼음길을 걷는 스트레스 받는 상황가운데서는 보행양상이 비정상적으로 되고 spasticity로 인한 부정적인 효과가 재현되게된다.


3. Daily ROM exercise

Daily ROM exercise는 spasticity의 management 요소중 필수불가결한 것이다. 과도한 근긴장도를가진 환자의 경우 근육이 짧아진 상태로 유지되고, 관절의 capsule이 tight하게된다. Daily ROM과 static muscle stretch는 구축과 capsule tightness를 예방하고, 과도한 신전반사를 감소시키고, 운동조절(motor control)을 향상시킬 것이다.


4. 감각자극(Sensory stimulations)

1)Touch

Characteristics of an inhibitory compared with those of facilitatory stimulation

① Inhibition

- slow, even, rhythmical
- following inhibitory input, either generalized or specific calming can be measured.

② Facilitation

- fast, uneven, intermittent

- following stimulation, state of arousal can be measured in various body system.

③ Inhibitory touch

- perioral area, abdomen, sole, 그리고 palm등에 touch와 pressure를유지.

- slow stroking.

2) Vestibular input

3) Temperature input : 온도에 따라 자극되 는신경섬유.

-10 ∼ +10 degree : pain

+10 ∼ +15 degree : cold

+15 ∼ +30 degree : cool

+31 ∼ +45 degree : warm

+50 and higher : burning hot

① Inhibitory thermal input : neutral warmth (+35 ∼ +37 degree) - degree가 inhibitory 기술로 이용되며 ice가 hypertonicity를 억제한다.

② Cooling근육의 cooling은 위상성신전반사의 활동도를 낮추고 간대성근경련을 감소시킨다. 그리고 근육의 viscoelastic resistance를 증가시킨다는 보고가 있다. 근육의 온도가 32℃정도가되면 감각섬유말단부가 작용하는데, cooling은 특히γ-fiber의활동을 저하시켜 근육방추의활동을 감소시키므로 근긴장도가 감소된다. 피부 cooling의 초기효과는 때때로 과긴장을 증가시킨다. 따라서 적어도 효과적인 근긴장도의 감소를 위해서는 Spasmolytic muscle cooling을 15분이상적용해야 효과가 있다. 치료방법으로는 7℃∼15℃정도에서 부분적인 냉욕이나, 얼음주머니, 얼음막대기들을 사용한 맛사지등이 있을수있다. 그러나 cooling방법도 1∼2시간정도 강직을 완화시키므로 기능훈련이나 신경생리학적 훈련전에 실시하여야 도움이된다.


5. Proprioceptive Input

1) Stretching

Splint, serial casting, 그리고 보조기등으로 근육을 prolonged static stretching시킨다. 상지에서는 splint나 cast를 적용했을시 EMG의 activity는 증가하지 않았다. 하지의 경우에는 splint가 발목관절의 ROM에는 효과가 있었지만 spasticity, hyperreflexia, clonus의 경우에는 효과유무가 명확하지 않다. 보조기로 인한피부자극은 운동신경원의 activity를 촉진하는 결과를 낳을수있다.

2)Vibration

Spasticity에 있어서 주된 운동sign은 과도한신전반사와 근육의 마비, 그리고 간대성근경련 등이다. Spasticity를 가진 환자에게있어서 일반적으로 그의 vibration에 대해 비정상적인반응을 나타낸다. 예를 들어, 그의 수의적인 TVR(Tonic vibration reflex) 조절은 손상되어있다. 정상인들은 수의적으로 vibration-induced contractions를 억제할수있다. 그러나 운동장애를 가진 환자에게 있어서 이 능력은 감소되어있다.

① Immediate effects

: 대부분의 spasticity 환자에게 있어서 vibration potentiated, reduced resting tone, voluntary power, 혹은 range of motion은 spastic muscle과 antagonist muscle이 vibrate되었는지에 달려있다. 일반적으로 vibratory 치료는 유익하다. 약한 근육의수의적인 power는 vibration 동안 증가한다.

소뇌의 손상이있는 경우 진동은 별효과가 없다. 어떤 경우에 있어서는 진동이 환자의 motor handicap을 감소시키기보다는 악화시킨다. 따라서 vibration은소뇌의장애가있는환자에게있어서는금기증이다.

뇌성마비에 있어서는 진동이 아주 유익한효과를 보여준다. 진동이 전통적인 운동치료와함께 운동장애를 가진 환자에게 적용되는데, 이 때진동은 운동의 improvement에 많은 도움을 준다.

eye-hand training session에 있어 손가락과 전완의 supinator vibration 자극은 운동의속도를 배가시킨다. 이러한 운동에 대한 효과에 덧붙여 vibration은 환자의 body image를 향상시키고, 그의motor act에 대한 기억을 증가시킨다.

② Limitations inherent in vibratory treatment.

vibration은진동을적용하는기간동안유익한효과가감소한다.



3) Standing

Standing은 static stretch의 또 다른 형태이다. 세우기는 초기에 구축을 예방할 수있고, 신전반사의 흥분성을 감소시킬 수 있다. 그러나 지속적인 stretching은 반사를 정상화하 는것보다, 보행을 정상화하는데 덜 효과적일수 있다. 다양한 몸과 머리의 위치는 과도한 근육의 tone을 촉진하고, 수의적인 움직임을 감소시키는 일련의 촉진들을 감소시킨다. 뇌성마비아동의 lumbar extensor muscle activity는 머리의 위치와 seating system의 seat과 back의 각도에 따라 변화된다.

6. EMG Biofeedback

EMG나 관절위치 sensor를 이용하고 청각 혹은 시각적인 되먹임을 준다. 이때 수의적인 운동조절이 남아있는 환자의 경우 spasticity를 감소시킬수 있다. Colborne 등(1994)은 뇌성마비아동의 보행훈련에서 triceps surae muscle에 EMG Biofeedback을 적용하였다. 이 실험에서 Biofeedback 치료가 보행시 symmetry를 향상시켰고, 대퇴와 발목의 total position work을 증가시켰으며, push-off를 위해 더 큰 ankle power를 내는 것으로 나왔다. 여기서 Colborne 등은 feedback control이 물리치료에 있어서 아주 중요하다는 결론을 내리고있다.

7. 전기자극요법

전기자극요법은가역적인장점은있으나영구적인방법은못된다.

1) Muscle stimulation

① Spastic muscle stimulation

② Antagonist muscle stimulation

2) Peripheral nerve stimulation : 1982년 Walker가 clonus 환자에게 처음으로 subcutaneousnerve stimulation을 시행하였다.

3) Spinal cord stimulation

1973년 Cook과 Weistein이 처음 보고하였다. 운동 및 지각신경이 어느정도 보존된 환자에서 posterior column의 전기적인자극으로 spasticity를 줄일수 있다.

4) Brain stimulation

① Cerebral cortex stimulation

② Dentate stimulation

③ Thalamic stimulation

8. 신경지배근의 전기자극치료

신경지배근의 전기자극치료는 관절가동범위의 유지 또는 획득, spasticity의 완화, 근력증강, 근육의 재교육 및 수의운동촉진, 구축으로인한 변형의 교정, 원발성 척추측만증의 교정, 배뇨장애의 개선, 이완등의 목적으로 사용된다.

1) 관절가동범위의 유지와 획득

중추신경계의 손상으로 spasticity가 있는 환자에게 관절가동범위를 유지하게 하는 것은 중요한일이다. spasticity는 관절운동을 제한하기 때문에 일상생활동작(ADL), 보행능력, 자세등 여러 가지 기능적인활동을 방해하게된다. spasticity가 가벼울때에는 환자 혹은 가족에게 정확한 운동방법을 가르쳐주어 집에서 스스로 관절운동을 하게하거나 또는 가족이 관절운동을 시켜도 되지만 중등도 및 심한 spasticity는 가정치료로는 부족하다. 따라서 전기자극치료로 spasticity를 완화시키고 관절운동범위를 유지시켜주는 것이 중요하다.

Waters와 Bowman(1981)은 손목 및 손가락의 spasticity로 신전활동이 제한된 편마비환자에게 전기자극을 가한결과 신전운동의범위가증 가또는 감소되었다고 보고하였으나, Backer 등 (1979)은손목의 펴짐운동제한이 있는 환자에게 전기자극을 가한결과 치료기간에따라 관절운동이 증가되었음을 보여주었다. Backer 등(1979)은 손목 및 손가락의 굽힘근에 중등도의 spasticity가 있어 펴짐운동이 제한된 편마비환자 9명에게 전기자극을 가한 결과 신전운동범위가 약간 증가하였다고 보고하였으며 집에서 자가수동관절운동을 한 환자보다 전기자극을 한 환자가 관절운동범위를 더 성공적으로 유지하였다고 하였다. 특히 개개의 관절또는 수많은 관절을 치료사가 50∼100회씩 일일이 운동을 시킨다는 것은 시간이 많이 소요될 뿐만아니라 인내심이 필요하기 때문에 전기자극을 적용하는 것이 경제적으로 효과적이며, 또한 환자가 집에서 전기자극을할수있기 때문에 권장할만하다. 중등도또는 심한 spasticity가 있을때는 자세, 위치, 전기자극의 조건, 전극의위치등을 신중히고려해서 치료해야하며 빠른운동 및 급속한운동(jerking)은 피해야한다. 전기자극에따른 관절가동범위의 증가는 수동관절운동을 시켰을 때와 같은 기전에 의한 것으로 여겨진다.
전기자극의 조건(parameter)은 단상, 이상또는 다상파전류를 사용하며 맥동빈도 50∼90 pps, 맥동기간 0.05∼0.3 ms, 경사는 천천히 증가하도록하고, 자극의 주기는 1：1, 자극의강도는 중등도, 10∼20회 수축, 치료시간 20∼30분, 1일 1회 주당 3회 또는 그 이상 치료하도록한다.

2) spasticity의 완화

다발성경화증(multiple sclerosis)과 척수손상 등으로 인한 spasticity의 발현양상은 거의같지만 근긴장이상을 초래시키는 근본적인요인이 서로 다르듯 spasticity는 그양상이 매우복잡하고 여러 가지증상이 복합되어있으며 관절운동의 제한, 위축, 구축, 수의운동방해에 따라 여러 가지 기능동작에 지장을 주기때문에 spasticity를 완화시키는 것은 매우 중요하다. 전기자극으로 spasticity를 완화시키기위해서는 길항근의 자극, 주동근의 자극, 감각훈련의 방법등이 시도되고있다.
①길항근자극(antagonist stimulation)
Levin 등(1952)은 spasticity가 있는 근육의 길항근에 전기자극 및 강한관절운동을 한 후에 근긴장이 극적으로 감소되었음을 보고하여 전기자극이 근긴장을 조절하는데 유의한효과가 있음을 제시하였다. Liberson(1965)은 전기자극의 강도를 MMT의 Fair grade정도로 근수축을 유발시켜 spasticity를 완화시켰다. 전기자극에 의한 spasticity 완화의 기전은 명확하게 알려져 있지는않지만 Liberson(1965)은 Sherrington의 reciprocal inhibition 원리로 설명을한다. 상호억제의 경과시간은 매우 짧지만 post-tetatic potential(PTP)에 의하여 spasticity가 완화되는 것으로 알려져있다. 전기자극으로 흥분성 반사경로(excitatory reflex pathway)가 장기간 활성화되지만 길항근반사로 (antagonist reflex pathway)의 tetaniztion과 정상 post-tetatic potential 반응이 감소되어post-tetatic depression에 의해 spasticity가 감소 된다고본다.

②주동근 자극 (agonist stimualtion)

Lee 등(1950)은 spasticity가 있는 주동근에 100∼3000 Hz로 전기자극하여 몇 시간동안 근긴장이 감소되었음을 보고한이래 전기자극에 의한 spasticity에 대한 연구가 간간이 이루어지다가Bowman 등(1979), Vodovnik 등(1978)에 의해 새롭게 대두되었다. Bowman과 Bajd(1981)는 17명의 척수손상환자의 spasticity가 있는 대퇴네갈래근을 강축이 유발되는 주파수로 전기자극한 결과10명은 전기자극직후 및 30분후 근긴장이 감소하였으며, 4명은 spasticity가 약간감소, 2명은 전기 자극직후에 감소되었다가 30분후에 현저하게 감소되었고 1명은 오히려 spasticity가 약간증가하였다고 보고하였다. Vodovnik 등(1978)은 척수손상환자의 무릎관절의 펴짐근과 굽힘근에 전기자극을 가하여 전기자극이 spasticity를 완화시킴을 보여주었다.

③감각훈련(sensory habituation)

1970년 Dimitrijevic과 Nathan(1970)은 완전척수손상환자에게 상대적으로 낮은주파수, 낮은강도로 감각자극을하여 습관성반응을 유발시켜 spasticity를 완화시킨 이래 Walker(1982)는 20pps의 전류로 정중신경, 요골신경, saphenous nerve를 1시간동안 자극하여 간대성경련과 rigidity를 3시간 이상 감소시켰다고 보고하였다.
그러나 임상자료가 충분치않고 특히 치료효과를 좌우하는 전기자극의 조건이 명백하게 제시되지않고있어 아직은 spasticity의 치료방법으로 이용하기가 어렵고, 앞으로 많은 연구가 있어야한다.

9. Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation(TENS)

TENS는 spasticity를 감소시키고 voluntary motor control을 향상시킨다. 그러나 그기전은 명확하지가않다. 최근의 연구에서는 spasticity의 특징을 stretch reflex threshold의 감소로 생각한다.
Hui-Chan등은 그의 연구에서 TENS를 40분동안적용하였을때과도한신전반사의흥분성이감소하였다고말하였다.

10. 보조기 (Orthosis)

Ankle-foot orthosis는 발목관절의 spastic equines deformity를 조절하기 위하여 사용한다.

Medial 혹은 lateral T-straps혹은 plastic brace 의 anterior flare는 valgus, varus를 조절하는데 도움을준다.

11. 역동적 물리치료

1)무의식환자의 기본치료원리

신경계손상환자의 경우 시간의 경과와 함께 일부 치유가 가능하지만 오랜 침상생활로인한 근골격계에 합병증을 줄수있다. 급성기의 무의식환자에게 적절한물리치료는 immobility에 따른 근골격계의 합병증을 최소화할수있다.

① positioning

좋은자세는 근골격계의 배열을 적절히 유지하며 관절강내와 주변인대 및 관절강내 결합조직의 유연성을 유지할수있다. 적절한자세와 수시로 자세를 바꿔줌으로서 관절의움직임을 돕고 피부에 가해지는 압력을 감소하여 욕창을 예방할 수 있다.

②수동관절범위운동

결합조직, 근육, 인대 그리고 관절강을 유연하게하고 관절의 적절한 ROM을 유지한다. 이와같은 운동은 관절배열을 유지하여 견관절의 탈구를 예방할 수 있다. 특히 신경계의 회복을위해 신경자극을 공급한다.

③감각자극

신경계가 손상된 환자일지라도 적절한 구심성자극 및 다양한 감각자극은 dendrite growth가 촉진되고 synaptic connectivity가 향상된다. 또한 감각자극은 환자의 인지기능과 환경인식능력등을 향상시킬 수 있다. 무의식환자에게 이와같은 역동적인 치료(Dynamic approach)는 신경계를 활성화시키고 원시적반사활동을 억제하며 습관화되는 것을 막고 빠른회복을 자극할 수 있다.

2) 치료

①치료의목표

가. 정상적인 운동능력회복증가

나. 이차적인 근신경계합병증의 예방

- Hetertopic ossifiction

- Soft-tissue구축

②치료의선 택

물리치료사 는환자에게 나타나는 비정상적인 반사를 인식함으로 이를 억제 할수있는 적절한 치료를 적용할 수 있다.
가. positioning the patient in reflex inhibitory postures

- semi-prone position은 상하지양쪽 limb사이에 베게를 이용해 지지해주면 tonic labyrinthine reflex가 있을 때 환자의 배쪽, 등쪽 자극을 최소화하므로 억제할수있다.

나. 수동적인 운동

- tone증가된환자의경우전관절가동범위에서운동을실시하면 soft tissue 손상을 야기할수 있으므로 hypertonia muscles의 경우 slow stretch를 적용하고 tone을 감소하기위해 passive trunk rotation을 시행한다.

다. passive trunk rotation

③역동적인 치료(Dynamic Therapeutic Approach)의 특징

가. 신체분절(body segment)의운동과 조절(movements and ajustment)

- 치료사의 handling에의한 외부적인힘이 앉기, 선자세에서 정상적인 균형을 유지하는 신체분절에 선택적으로 적용된다.

나. Bobath의 "facilitation of movement"개념

- 치료사가 Verbal introduction에 의하지않고 handling에 의해 환자의 움직임을 야기시킴다. 신체분절조정은 견갑대와 골반이 조정되어지는 상태에서 주로 목과 몸통에서 이루어진다.

④ Technique

무의식환자는 앉은자세 혹은 선자세에서 지지되고 신체분절조정이 적용이 된다.

- sitting-lateral ajustment : 운동시 치료사는 환자의머리를 몸의 중앙선에 조정하고 운동이 일어나고있는 환자의 몸통한쪽면에서 신전이 일어난다.

- sitting-rotation adjustment : 몸통의 Rotation 은 운동이 일어나는 반대편 견갑대의 움직임을 조절 하는것에 의해 이루어지며 운동전반에 걸쳐 몸통과 머리의 정상적인 배열을 유지한다.

- 선 자세에서 적용되는 technique : 물리치료사는 환자의 머리 몸통 골반을 정상적인 선 자세 배열상태로 지지하고 무릎을 적절히 신전시켜야 한다.

- standing-anteroposterior adjustment : 골반을 후방으로 움직이면서 몸통과 목에서 굴곡을 유도 할 수 있다. 비복근과 가자미근에서 hypertonicity가 있는 경우 골반의 후방이동은 이러한 tone을 증가시키고 체중을 앞으로 이동시켜 positive supporting reaction을 자극한다.
- standing-lateral adjustment : 골반이 외측으로 옮겨지고 동시에 반대측견갑대가 상승하며 elongation을 유도할 수 있다.

3)역동적치료의 효과

①증가된 tone을 갖는 환자

가. 기립자세에서 운동과 weight bearing효과

- 증가된 postural tone을 감소하고 tone감소에 따른 soft-tissue의 문제를최소화한다.

- plantar flexors와 invertors tone감소에 따른 발목의 plantigrade자세를 유지하게한다.

나. postural tone 감소

- slow and rhythmical 신체분절조정(body segment adjustment)

다. 정상적인 weight-bearing 자세에서 운동과 weight의지지는 normal levels까지 postural tone의 증가를 자극한다.

라. 몸통과머리조절의강화는기능적인활동을촉진한다.

마. 무의식 환자의 일반적인 감각자극

- 치료중 환자는 자주 눈은 뜨며 각성효과가 있는 것으로 보이며 치료사가 자연스럽게 이야기를 함으로써 자극을 강화할 수 있다.

- 정상적인 cough reflex를 자극하도록 돕는다.

4) 운동의 기전

①정상적인 앉기, 서기자세에서 균형활동시 신체배열에 기초해 신체분절 조정이 이루어진다.

가. 특히 머리 몸통조정은 시각 전정 촉각 고유감각자극의 통합과 관계있다,

나. 중력에 대해 균형을 유지하는 정립, 균형반응

② sherrington이론
반사가 신체의 위치에 따라 어떻게 반응하는지 설명하고 특히 그의 문헌에서 운동과 postural tone의 억제사이의 관계를 제시하고 대뇌손상시 tone의 억제를 야기하는 특별한 운동패턴이 있음을 제시하였다
③ Bobath의 "reflex inhibitory movement patterns"

Spacity의 비정상적인 경향에 대한 반대되는 운동으로 이러한 pattern은 균형을 자극하는 치료와 함께 몸통과 머리에 집중될 때 가장 효과적이다.

12. 기능적 운동치료(Functional Movement Therapy)

1) Facilitation Technique

촉진기술들은 여러 가지의 전통적인 개념에 기초한다. 이러한 개념들은 근육에 대한 "촉진"에 이르는 다양한 접근방법에 대한 직관적인 근거를 마련하였다. 이러한 접근방법의 예를 들면 Rood,Bobath, Brunnstorm, Sullivan등의 접근방법들이다.

전통적인 개념에 따르면 spasticity나 weakness등과 같은 근육의 긴장에 장애는 α-motorneuron discharge의 조절의 문제로 발생되어진다. 기본적인 목표는 spasticity의 억제와 약화된 근육의 동원(recruitment)의 증가이다. 여기에 대한 의문점들은⑴spasticity의 수준이 기능의 부족들과 연관이 있는가? ⑵기능적이지못한 활동에서 약화된 근육들의 동원이 정말로 기능을 증진시키는가? 하는 것이다.
과도한 신전반사가 과긴장성 혹은 수동운동에 대한 제한을 일으키는 것으로 알려져있다. 과도한활동들을 감소시키기 위하여 사용되는 일부촉진기술들은 경험적으로 근거가 되지만, 그러나 다른것들은 신경생리학적기전으로 설명되어질 수있다. 그 기술들은 다음과 같다.

①짧아진 근육군들을 slow elongation시킨다.

②사지의 slow stroking.

③rhythmic rotation.

④muscle cooling.

⑤환측사지로 몸통을 이동시키거나, 체중을 지지(weight bearing)한다.

⑥길항근들에 vibration을 준다.

⑦splinting, casting을 적용한다.

이러한 기술들은 사용함으로 발생하는 spasticity의 감소는 일반적으로 일시적이고 그것은 기능적인 운동의 증가로 전이 되지 않는다. 최근의 실험결과에서 중추신경계 손상환자들에게서 관찰되어진 spasticity는 단순히α-motorneuron 수행의 증가 때문이 아니라 오히려 비정상적인 프로그램(abnormal programming)과 선택적이고 협응운동에 대한 운동신경원 pool의 조절에 기인한다고 제의하였다. 만일 능동적인 운동수행을 하는 동안에 환자가 과도하고 지속적인 운동단위활동(motor unit activity)을 가지고 있다면 움직임의 노력을 감소시키고, 그리고 부드럽고 교차적인 운동(smooth reciprocal movement)을 촉진시키는 것은 기능적인 운동으로 바뀔수 있다.

제안된 치료적조정

이러한 경우에 추천되어진 치료방법들은 다음과 같은 것이 있다.

①팔굽관절의 능동적인 펴짐운동을 시행하기 전에 불필요한 움직임에 대한 근육활동을 제거한다. (예를들면 상완두갈래근의 과도한운동)

②운동을 시행하는데 드는 노력을 감소시키기 위해서 근육의 길이가 큰 근육의 잇점을 활용하기위해 이러한 근육활동을 먼저 일으킨다.

③점차적으로 관절가동의 범위로 증가시키는것과 모든 운동방향(direction)에서의 조절된 운동을 촉진하기 위해서 능동보조운동을 사용한다.

④불필요한 근육활동을 제거하는 것을 돕기위해 EMG feedback을 이용하기도 한다. 치료사는 수동운동을 통해서 신전반사의 과민성을 감소시키는것보다 오히려 정상적인 수의운동을 재확립 시키는 것이 더욱 효과적이라는 것을 고려해야한다.



전통적인개념

말초자극(peripheral stimulation)이α-motorneuron의 수행을 조절하고 그 결과 국소의 근육활동을 촉진 혹은 억제시킨다.

의문 - 말초자극으로부터 근육수행을 조절하는 것이 기능적인가?

고려할점-
이전에 논의 되었던 것 처럼 과도한 신전반사의 활동에 의해 유발된 spasticity의 감소는 보통 일시적이고 직접적으로 기능의 향상은 보이지 않는다. 때때로 근육수행패턴의 조절이 단지 제한된 환경적 주변상황에서 가능하다(예, 특별한자세 혹은 과제수행동안). 많은 환자들은 아직 다양한힘, 속도, 움직임 그리고 감각상태에서 재학습된 운동조절에 적응하기가 어렵다. 만일 환자가 미리 준비되어야 한다면 그는 그들이 사용하는 다양한 환경의 주변상황에서 재학습된 운동기술들을 실행함으로써 적응성을 증가시키는 훈련을 받아야한다.

-전략-
적응성을 증가시키는 치료전략을 선택할 때 치료사는 기술습득의 개념과 운동이 조절되는 환경방식들을 고려하는 것이 필요하다. 운동을 자극의 패턴에 의해 지배되는 것이 아니라 오히려 위급한 특성의 환경에 조화 되어야한다. 그러므로 임상가들은 환자가 그의 능력 다른 면에서 변화 할 수 있게 환경을 설정해야한다. 그래서 그들을 조화시킬 수 있고 사건을 예측할 수 있다.

임상적인예-

다음의 예들은 위에서 서술한 개념들을 설명한 것이다.

①병원에서 앉은자세에서 일어서는 과정을 실행하는 동안 환경의 변화가없다면 환자는 단지 이동하는 것 뿐이다. 그러나 환자는 또한 환경이 변화되는 하루동안에 이와같은 동작을 수행 할 수 있어야한다.

②상지에 의해서 수행되어지는 운동과제도 또한 자유도개념과 주변상황에 의존한 개념으로 설명할 수 있다. 목표에 도달하는데 포함되어야 할 기본적인구성요소들은 어깨관절 외향, 어깨관절의 굽힘 과 펴짐, 팔굽관절의 굽힘 과 펴짐, 그리고 적절한 어깨관절 운동들이다. 이 구성요소들은 다른관절과 근육들을 합하는데 그리고 특별한 목표가 인식된 운동들에 필요한 기능적인 협력들에서 시행되어진다. 환자는 움직임의 범위증가, 구심성조절에서 원심성조절으로의 이동 그리고 속도의 범위를 넘어서 일하므로써 조절을 얻게된다. 운동의 전략(movement strategies)은 다양한 환경적인 상황에 의해서 달라진다. 그러므로 치료사 없이도 환자가 수행할 수 있게 적응되어야 한다.
기능적인 운동치료의 목적은 일상생활동작에 적응하고 환경적인 스트레스에 반응하고 그리고 기능적인 운동에 대한 전략을 제공하는 것이다. 물리치료의 장기목표는 기능이다. 예를 들면 구르기, 바로눕기부터 걷기까지의 과정 등이다. 아래에 나열된 원리들은 장기목표의 결과에 이르는데 결정적이다.

①환자는 안정을 유지하고 이동하는 능력을 발전시켜야 한다.

②환자는 운동의 다양성, 그리고 자세의 반응을 증가시키는 작업을 해야한다.

③운동과 자세의 반응은 자동적으로 이끄러 내야한다.

④운동패턴과 자세반응은 상황에서 기능적인활동을 강화시킨다.

⑤환자는 다른 환경적인 상황에서 반응 하는 적응능력을 증가시켜야한다.

⑥실행(연습)은 기능적으로 이용 가능한 자동적인 프로그램의 환자의 레파토리를 증가시키게 고안되었는지도 중요한 면이다.

13. 임상적 조정

신경과학자들이 상위 운동신경병변의 명백한 병리학적 기전을 이해하기 위하여 연구하는동안 치료사들은 적절한 재활은 계획하기 위해 운동수행을 방해하는 것이 무엇인지를 알아내기 위하여 노력하였다. 손상된 운동조절과 연부조직에서의 적응적 변화들의 발현으로서 spasticity를 고려하는 것은 임상적감각에서 실제적인 것 이다. 연부조직의 유연성(extensibility)이 유지된다면 장애의 발달정도는 덜 심하게된다(Perry 1980). 운동과제를 수행하는 동안 불필요하고 부적절한 근육활동을 조절하는 것을 환자에게 강조하는 치료를 한다면 환자에게 운동수행은 매우 효과적이 될것이다(Carr 등, 1995).
지난 30년간 많은 재활의 실행은 충분한 지지가되지는 않았지만 시스템의 기능과 병변에 대한 신경학적인결과가 어떠했는지에 대한 강한 신념들로부터 행해졌다. 이러한 많은 임상적인 신념은 많은 새로운발견들의 도전에도 불구하고 계속되었다. Carr 등(1995)은 이전의 상황이 다양한 치료적 조정의 효과에대한 연구와 뇌손상후 자발적인 회복, 적응 그리고 조절불능의 본질을 밝히는데도움을주는 임상적연구를 방해하는 경향이 있었다고 지적한다.
임상가들은 기능을 향상시키는데 주요한 방해요소로서 spasticity를 고려했다. 이러한 신념의 결과로, 일반적으로 사용되는 치료기술은 Balcofen과 같은약물의 사용과 치료사가 협응의 비정상적인 해리 pattern들의 조절된억제를 함으로서 spasticity를 억제하는 것을 강조하였다 (Bobath,1990). 공통적인 임상에서의 가정은 spasticity를억 제하면 기능은 증진될 것이라는 것 이다. 이것은 오늘날 중추신경계를 치료하기 위한 신경생리학적기법들의 기초가 된다. 이러한 접근방법들의 특징은 원시적인패턴과 비정상적인 반사를 감소시키고 정상적인 움직임을 촉진시키는것에 초점을 두고있다. 이러한 치료법은 spasticity의 감소에 중점을 두는데 중요한것은 spasticity가 감소한후에도 수의적인 운동의 조절이 향상되지 않은데 있다. 대부분의 연구결과로서 움직임의 장애는 병변으로부터 발생되는 근력과 운동조절의 상실때문이라고 생각한다.
운동장애를 근력과 조절의상실로 본다면, 재활에서 주된목표는 필수적인 동작을 수행하는동안 운동출력의 조절을 증가시키도록 환자를 치료하는 것이다. 근육의 약화와 섬세한 동작의상실로 나타나는 spasticity의 부정적인 특징의경우는 비효율적인 적응적 운동행동들과 이차적으로 올 수 있는 연부조직의 적응을 예방하면서 다양한 운동과제들의 수행시 요구되는 운동조절능력을 증진시키는 것을 강조한다. 생동적 상황들은 생체역학적인검사와 근전도검사로 즉시 평가할수있다는 잇점과 명백한 병태생리학적 기전에 기초한 통찰력을 제공할 수 있다.
이러한 접근은 최소한 한 가지 주된가설을 만든다. 앉은자세에서 서기, 걷기, 물체에 도달하기와 같은 일상동작들의 수행을 증진시키는 것으로 방향지워진 운동훈련들은 환자의 목표와 관련된 신경율동활동의 패턴을 재학습하고, 재적응시키는 기회를 시스템에제공한다. 기능을 위하여 환자의 준비를 강조하는것과 더불어 과도한 근긴장도나 비정상적인 반사활동에 영향을주는 물리치료보다는, 보다 더 최근의 접근방법은 기능적인 운동수행을 하는 동안에 근력과 지구력을 증가시키고 근육활동을 조절할 수 있도록 환자를 학습시키는데 초점을 맞춘다.

[방영환]

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