Korean Physical Therapy Science

Current Issue

Journal of Korean Physical Therapy Science - Vol. 26 , No. 2

[ Article ]
The Journal of Korean Academy of Physical Therapy Science - Vol. 26, No. 2, pp.24-31
Abbreviation: JKPTS
ISSN: 1226-3672 (Print)
Print publication date 30 Sep 2019
Received 23 Aug 2019 Revised 17 Sep 2019 Accepted 23 Sep 2019
DOI: https://doi.org/10.26862/jkpts.2019.09.26.2.24

후각자극이 노인의 균형에 미치는 영향
김정원 ; 강지훈 ; 김남주 ; 김소정 ; 김정준 ; 류요한 ; 박행자 ; 오수진 ; 우희진 ; 조은주 ; 조일화 ; 최나은 ; 한대엽 ; 인태성
김천대학교 물리치료학과

The Effects of Olfactory Stimulation on the Balance Ability of the Elderly
Jung-won Kim ; Ji-hoon Kang ; Nam-joo Kim ; So-jung Kim ; Jung-jun Kim ; John Ryu ; Haeng-ja Park ; Soo-jin Oh ; Hee-jin Woo ; Eun-joo Cho ; Il-hwa Cho ; Na-eun Choi ; Dae-yeop Han ; Tae-sung In Ph.D., P.T.
Dept. of Physical Therapy, Gimcheon University
Correspondence to : 인태성 주소: 경북 김천시 대학로 214 (삼락동, 김천대학교) 진리관 3층, E-mail: in8386@naver.com


© 2019 by the Korean Physical Therapy Science

Abstract
Purpose

The purpose of this study was to investigate the effect of olfactory stimulation on the balance ability of the elderly.

Design

Randomized controlled trial.

Methods

A total of 20 subjects were randomly assigned to the olfactory stimulation group (2 males and 8 females) and deception olfactory stimulation group (3 males and 7 females). Subjects were subjected to 30 second 3 times olfactory stimulation and deception olfactory stimulation, and the assessment measured pre and post postural distance and postural speed.

Results

In the elderly, the olfactory stimulation group was significantly improved the postural distance and postural speed in the eyes closed state than the deception stimulation group (p<.05).

Conclusion

As the information is provided through the olfactory stimulation, the postural distance and postural speed are significantly improved. therefore, it is expected that the olfactory stimulation in the elderly will be an effective intervention method to prevent fall.


Keywords: Balance, Perfume, Wii balance board, Stimulation, Elderly

Ⅰ. 서 론

지역사회 거주 노인 중 30%가 매년 1회 이상, 80 세 이상 노인들은 매년 두면 중 한 명이 1년에 한 번 이상 낙상을 경험한다고 보고하였다(Gillespite 등, 2009).

노인에게 있어 낙상 시 골절이 빈번하게 발생하며 다양한 신체적 문제점을 초래한다(Shin 등, 2005).

낙상의 원인은 매우 다양하지만 근력약화, 균형능력의 감소, 시력저하, 고유수용성감각 저하 등이 낙상을 유발하는 원인과 깊은 관련이 있다고 보고 하였다(Moylan과 Binder, 2007).

또한, 낙상은 노화과정에 따른 신체적 기능 저하로 인한 내적 요인과 외적 요인으로 나뉘며, 하나의 요인에 발생하기 보다는 여러 요인의 복합적인 상호작용에 의해 초래된다(Close 등, 2003).

노인 여성의 경우 자세동요의 증가가 낙상과 깊은 관련이 있다(Nichols 등, 1996)고 하였으며, Nakmura(2004)등은 뇌졸중, 정신분열증, 알츠하이머 같은 뇌질환을 가진 환자들은 균형능력 저하와 후각 기능의 손실이 있다고 하였다.

균형 능력 개선을 위해 다양한 중재방법이 제시되고 있지만 임상에서 보편적으로 시각적 되먹임(visual feedback)(Rougier와 Boudrahem, 2010), 유산소 운동(Delbare 등, 2006), 근력 운동(Boshuizen 등, 2005), 근지구력 운동(Cress 등, 1999)등이 시행되었다. 이와 같이 노인낙상 예방을 위한 균형을 향상시키기 위해서는 운동이 효과적이라는 것은 일반화되고 있다(Lord 등, 2005).

다양한 중재 방법 중 균형과 관련된 대뇌피질의 특정 영역에 영향 미칠 수 있는 후각자극이 제시되고 있다(Shannon Freeman 등, 2009).

후각은 대뇌 피질의 전 범위에 걸쳐 강한 자극 중의 하나이며(De Araujo, 2005), 이러한 자극이 신체의 자세 조절과 균형 능력에 관여한다고 하였다(Maki 그리고 Mcilroy, 2007).

Shannon Freeman(2009)등은 노인을 대상으로 후각을 자극 시킨 결과 균형 능력이 유의하게 개선되어졌다고 하였다. 또한 스트레스 상태에서 기분 좋은 향을 맡으면 공포, 불안, 분노 등의 직접적인 기능과 밀접한 관계가 있는 대뇌 둘레엽(Limbic System)에 작용하여 스트레스를 완화시킨다고 하였다(Martin, 1996).

본 연구의 목적으로는 노인의 균형향상에 있어서 후각 자극이 어떠한 영향을 미치는지 부족한 실정이기 때문에 그것을 알아보는데 의의가 있다.


Ⅱ. 연구방법
1. 연구대상

본 연구는 김천시 거주하는 65세 이상 노인들을 대상으로 실시하였다. 선정기준에 적합한 남자 6명, 여자 14명 총20명을 대상으로 실시하였다. 독립적으로 30초 이상 선 자세를 유지 할 수 있는 자, 피 실험자의 지시를 이해하고 따를 수 있는 자를 선정하였다. 후각에 영향을 미칠 수 있는 질환을 가진 자, 자세 조절에 영향을 줄 수 있는 약을 복용 하는 자, 골절, 인공심장, 혈전, 감염질환, 척추와 관련된 질환을 가지고 있는 대상자는 제외하였다.

2. 연구절차

선정 기준에 의해 선발된 20명을 대상으로 선정편견(selection)을 최소하기 위하여 무작위 추출하여 후각자극군과 속임 후각자극군으로 나누었다. 대상자는 다른 외부의 향기에 영향을 받지 않도록 밀폐된 장소에서 진행 되었다.

대상자는 Balance Board 위에 시선은 정면을 바라보고, 양발의 뒤꿈치 간격이 8.4 inch가 되도록 양발을 위치시킨 상태에서 무릎관절과, 엉덩관절은 약간 굴곡 된 상태를 위치시켰다.

두 그룹 모두 사전평가는 길이 10㎝, 넓이 2㎝의 종이 스틱을 향을 묻히지 않은 상태에서 대상자의 코 중앙부위에서 약 2㎝ 떨어진 곳에 위치 시켜 30초 동안 자세동요를 측정하였다(Shannon Freeman 등, 2009)(그림 1).

사후평가는 후각자극군은 종이 스틱에 라벤더 오일을, 속임 후각자극군은 물을 묻혀 사전평가와 동일하게 측정하였다. 측정은 하루 동안 즉각적인 반응을 보았고, 모든 조건하에서 3번 측정하여 평균값을 내었으며 대상자의 후각에 대한 학습과 피로도를 감소시키기 위하여 측정 간 1분 휴식 시간을 제공하였다.

3. 평가도구

대상자의 COP(center of pressure) 정보는 Wii Balance Board(Nintendo, Japan)를 이용하여 수집되었다. Wii Balance Board는 50㎝×50㎝ 크기의 직사각형 모양으로 가정용 게임기의 입력장치로 사용된다. 4개의 모서리에 위치한 로드셀을 통해 COP정보가 연속적으로 수집되며 블루투스로 연결된 컴퓨터 장치에 정보를 제공한다. 수집되는 데이터의 샘플링 비율은 연 결된 소프트웨어에 의해 조절된다. 정상 성인을 대상으로 한 Wii Balance Board의 측정 - 재측정 신뢰도는 ICC=.66-.94로 높은 신뢰도를 보였으며, 힘판(force platform) 과 비교하였을 때 ICC=.77-.89로 높은 타당도를 나타내었다(Clark 등, 2010)(그림 2). Wii Balance Board로 측정된 COP 정보를 블루투스로 연결된 컴퓨터에서 Balancia software ver. 2.0(Mintosys, Korea)로 분석하였다. 모든 데이터는 100Hz로 샘플링하여 추출하였고 10Hz low-pass filter를 실시하였다. Balancia software는 정상 성인을 대상으로 측정자간 신뢰도는 ICC=.89-.79, 측정자 내 신뢰도에서 ICC=.92-.70으로 높은 신뢰도를 보였다(Park & Lee, 2014).

4. 분석방법

선정된 20명에게 임의 번호를 부여하고 SPSS 프로그램의 무작위 표본 추출 방법을 이용하여 대상자 중 50%를 무작위로 추출하여 추출된 집단을 후각자극군, 나머지 집단을 속임 후각자극군으로 하였다.

모든 통계 분석은 SPSS 15.0을 이용하였으며, Shapiro-Wilk 검정 방법을 통해 변수들의 정규성 검정을 시행하였고, 집단 간 차이는 Mann Whitney U-test를 사용하였다. 범주형 변수의 비교를 위해 Mann Whitney U-test 와 X2–검정을 사용하였다. 집단내의 비교는 Wilcoxon signed rank test를 사용하였고, 자료의 모든 통계적 유의 수준은 0.05이하이다.


Ⅲ. 연구결과
1. 연구 대상자의 일반적 특성

연구 대상자의 일반적인 특성 본 연구의 대상자들의 일반적 특성은 <표 1>과 같다.

2. 후각자극이 노인의 자세동요 거리에 미치는 효과

후각자극이 자세동요에 미치는 효과는 <표 2>와 같다. 후각자극군이 눈감은 상태에서 좌·우 자세동요거리가 36.6㎝에서 33.3㎝로, 전·후 자세동요거리는 43.3㎝에서 39.4㎝로 유의한 개선효과가 나타내었다(p<.05).

실험 방법에 따라 두 군을 비교한 결과 후각자극군이 속임 후각자극군 보다 눈감은 상태에서 전·후 비교에서 더 유의한 개선 효과를 나타내었다(p<.05).

3. 후각자극이 노인의 자세동요 속도에 미치는 효과

후각자극이 자세속도에 미치는 효과는 Table. 3과 같다. 후각자극군이 눈감은 상태에서 좌·우 자세동요 속도가 1.8㎝/s에서 1.7㎝/s로, 전·후 자세동요속도는 2.2㎝/s에서 1.9㎝/s로 유의한 개선효과가 나타내었다(p<.05).

실험 방법에 따라 두 군을 비교한 결과 후각자극군이 속임 후각자극군 보다 눈감은 상태에서 전·후 비교에서 더 유의한 개선 효과를 나타내었다(p<.05).


Ⅳ. 고 찰

본 연구는 후각자극이 노인들을 대상으로 균형 능력에 미치는 효과에 대하여 알아보았다.

자세동요거리와 자세동요속도를 통한 균형능력에 대한 검사한 결과 두 그룹 간 눈 뜬 상태에서는 유의한 개선효과가 나타나지 않았다(p>.05).

본 연구에서 눈 뜬 상태에서 두 그룹 간 유의한 차이가 없었던 것은 자세 동요가 크지 않은 상황에서 자세를 조절하기 위하여 하지의 고유수용성 감각, 전정계, 시각 감각의 손상이 없는 정상 노인을 대상으로 하여 균형 유지 능력에 큰 영향을 주지 못한 것으로 사료된다.

Sihvonen 등(2004)의 연구에서 시각 되먹임 균형 훈련을 노인에게 4주간 적용하였으나 정적 균형의 유의한 변화를 확인하지 못하였다고 하였다. 이러한 결과를 토대로 본 연구도 후각자극보다 시각적 되먹임 균형 능력에 더 영향을 미친 것으로 사료된다.

눈 감은 상태에서는 후각자극군이 좌·우, 전·후 자세동요거리와 자세동요속도에서 유의한 개선효과가 나타났다(p<.05). 두 그룹을 비교한 결과에서는 전·후 비교에서만 유의한 개선 효과가 나타났다(p<.05).

대뇌피질은 신체의 자세조절과 균형 능력에 관여한다고 하였다(Maki & Mcilroy, 2007). 후각자극은 대뇌피질의 전 범위에 걸쳐 강한 자극이며(De Araujo, 2005), 또한, 자세의 안정성과 관련이 있다(Shannon Freeman 등, 2009).

본 연구에서 눈 감은 상태에서 유의한 개선 효과가 나타난 것은 시각 되먹임 차단되어 상대적으로 후각정보에 대한 영향을 많이 받은 것으로 사료된다.

Lavender향유(Sydney Essential Oil Co Pty Ltd, Australia)의 주요 구성성분은 중추신경계와 신경계, 내장, 근육사이의 계면에 뚜렷하고 빠른 이완효과를 가지고 있다. 즉 에스테르계 성분은 진정, 진경, 긴장완화, 평형유지 등의 기능을 갖고 있다. Monoterpene Alcohol성분은 강력한 항염, 항균(박테리아)효과를 가지고 있다. 특히 lavender향의 구성 성분인 리날롤(linalool)은 동물실험 결과 신체 활동성의 지속적 감소와 뇌세포에서의 진정효과를 초래하며 Contingent Negative Variation을 감소시켜 수면증진의 효과가 있는 것으로 보고 (Buchhauer 등, 1993)되고 있다. 또한 라벤더는 세로토닌(Serotonin)의 방출을 촉진하여 우울, 스트레스, 생리 전 긴장증후군, 불면(phenobarbital과 같은 효과), 긴장 이완과 진정작용 및 불안에 효과가 있고 다이아제팜(diazepam)과 유사한 항 우울 효과가 있다(Buckle, 2001).

본 연구에서는 정상노인들을 대상으로 하여 후각자극에 따른 균형능력을 측정하여 분석하였다. 그러나 차후 연구에서는 후각 자극이 정상 노인뿐만 아니라 통증을 가진 노인들을 대상으로 하여 효과를 입증하는 연구가 필요할 것이다.


Ⅴ. 결 론

본 연구에서는 20명의 노인을 대상으로 후각자극을 적용하여 균형 능력에 미치는 효과에 대하여 알아보기 위해 시행되었다.

1) 본 연구의 결론은 후각자극에 대한 정보를 제공함에 따라 균형 능력 유의하게 개선되었다.

따라서 본 연구의 결론은 앞으로 노인을 대상으로 후각자극이 균형 능력 개선을 통해 낙상을 예방하는데 효율적인 중재방법이 될 것이라고 기대된다.

본 연구의 제한점으로는 환자가 아닌 소수의 노인을 대상으로 연구를 진행하였기 때문에 의료적으로 적용 시 일반화하기에 한계점이 있다. 또한 라벤더제품 선정에 있어서 다양한 제품을 비교해보지 못했다는 것과 눈뜬 상태에서 실험 시 유의한 차이가 나타나지 못한 이유를 근거에 입각하여 설명하지 못한 것이다.


참고문헌
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3. Cress, M. E. et al. Exercise: effects on physical functional performance in independent older adults. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 1999;54(5):M242-248.
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5. Delbaere, K. et al. Ahome-based multidimensional exercise program reduced physical impairment and fear of falling. Acta ClinBelg. 2006;61(6):340-350.
6. Gillespie, L. D. et al. WITHDRAWN : Interventions for preventing falls in elderly people. Cochrane Database Syst Rev. 2009;2:CD000340.
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9. Moylan, K. C. & Binder, E. F. Falls in older adults: risk assessment, management and prevention. Am J Med. 2007;120(6):e491-496.
10. Nakamura T. et al. Pistyrak abd gaut dustyrbance correlated with decrease frontal cerebral blood flow in Alzheimer Disease. Alzheimer Dis Assoc Disord. 1997;11:132-9.
11. Rougier, P. R. & Boudrahem, S. Visual feedback of force platform displacements for balance control training: what postural ability do healthy subjects have to develop to decrease the difference between center of pressure and center of gravity movements [Randomized Controlled Trial]. Motor Control. 2010;14(2):277-291.
12. Freeman, S., Ebihara, S., Ebihara, T., Niu, K., Kohzuki, M., Arai, H., & Butler, J. P. Olfactory stimuli and enhanced postural stability in older adults. Gait & posture. 2009;29(4):658-660.
13. Shin, K. R. et al. The effects of fall prevention program on knowledge, self-efficacy, and preventive activity related to fall, and depression of low-income elderly women; Controlled Clinical Trial. Taehan Kanho Hakhoe Chi. 2005;35(1):104-112.
14. Sihvonen, S. E. et al. Changes in postural balance in frail elderly women during a 4-week visual feedback training: a randomized controlled trial. [Clinical Trial Randomized Controlled Trial Research Support, Non-U.S. Gov't]. Gerontology, 2004;50(2):87-95.

부록 1. 표

표 1. 
Subject’s general feature
variable Os group(n=10) Ds group(n=10)
Age 74.94 74.83
Gender(M/F) 2/8 4/6
height(㎝) 156.13 160.50
weight(㎏) 61.63 63.67
*p < .05, Os group=olfactory stimulation group, Ds group=deception stimulation group

표 2. 
Changes in postural fluctuation distance before and after experiment
Division Os group(n=10) Ds group(n=10) p
EO ML distance(㎝) pre 34.3 ± 4.0 32.4 ± 7.0 0.481b
post 33.8 ± 3.2 32.2 ± 7.5
change -0.4 ± 2.2 -0.2 ± 1.3 0.739b
0.575a 0.721a
AP distance(㎝) pre 32.9 ± 4.2 32.1 ± 10.5 0.393b
post 31.9 ± 4.8 31.7 ± 10.6
change -1.0 ± 2.2 -0.4 ± 1.5 0.393b
0.152a 0.610a
EC ML distance(㎝) pre 36.6 ± 5.2 35.4 ± 6.3 0.529b
post 33.3 ± 3.9 34.5 ± 5.7
change -3.3 ± 4.2 -0.9 ± 2.4 0.105b
0.005a* 0.587a
AP distance(㎝) pre 43.4 ± 12.4 40.1 ± 11.4 0.529b
post 37.4 ± 9.6 38.1 ± 10.4
change -6.0 ± 4.0 -2.0 ± 2.8 0.029b*
0.005a* 0.058a
*p<.05, Mean±SD, a Wilcoxon sigined rank test, b Mannwhitheney U test
EO=eye open, EC=eye closed, EC=eye closed, AP=anterior-posterior, ML=medio-lateral, Os group=olfactory stimulation group, Ds group=deception stimulation group

표 3. 
Changes in postural fluctuation speed before and after experiment
Division Os group(n=10) Ds group(n=10) p
EO ML velocity(㎝/s) pre 1.7 ± 0.2 1.6 ± 0.4 0.353b
post 1.7 ± 0.2 1.6 ± 0.4
change 0.0 ± 0.1 0.0 ± 0.1 0.631b
0.608a 0.564a
AP velocity(㎝/s) pre 1.6 ± 0.2 1.6 ± 0.5 0.353b
post 1.6 ± 0.2 1.6 ± 0.5
change 0.0 ± 0.1 0.0 ± 0.1 0.247b
0.248a 0.317a
EC ML velocity(㎝/s) pre 1.8 ± 0.3 1.8 ± 0.3 0.579b
post 1.7 ± 0.2 1.7 ± 0.3
change -0.2 ± 0.2 0.0 ± 0.1 0.123b
0.002a* 0.129a
AP velocity(㎝/s) pre 2.2 ± 0.6 2.0 ± 0.6 0.529b
post 1.9 ± 0.5 1.9 ± 0.5
change -0.3 ± 0.2 -0.1 ± 0.1 0.035b*
0.007a* 0.089a
*p<.05, Mean±SD, a Wilcoxon sigined rank test, b Mannwhitheney U test
EO=eye open, EC=eye closed, EC=eye closed, AP=anterior-posterior, ML=medio-lateral, Os group=olfactory stimulation group, Ds group=deception stimulation group

부록 2. 그림


그림 1. 
Measurement of postural fluctuation through olfactory stimulation


그림 2. 
Wii Balance Board