아급성기 뇌졸중 환자의 보행속도가 지역사회 보행에 미치는 예측과 판별타당도

Ⅰ. 서 론

뇌졸중 후 보행능력의 획득은 물리치료의 중요한 목표 중 하나이다. 최근에는 단순히 보행능력 회복에서 지역사회 보행을 강조하고 있다. 지역사회 보행(Community ambulation)이란 고르지 않은 지형, 개인 장소, 쇼핑센터 및 기타 공공장소를 자신 있게 스스로 이동할 수 있는 능력을 포함하여 집 밖에서 외부 도움 없이 독립보행을 할 수 있는 것으로 정의된다(Lord 등, 2004). 뇌졸중 환자의 약 75%는 지역사회 보행능력 획득이 필수이며 생존하고 있는 과정에서 매우 중요한 부분을 차지한다(Lord 등, 2004; 김혜은, 2024; 인태성, 2022; 유요한, 2023; Choi, SH, 2022). 일반적으로 뇌졸중 후 환자의 약 20∼66%가 독립보행을 재획득 하나(Lord 등, 2004; Viosca 등, 2005) 실질적으로 지역사회에서 독립보행을 하는 비율은 이보다 훨씬 적다(Lord 등, 2004). 이에 대한 중재로 일상생활에서 직면하는 보행하는 동안 운동과 인지적인 과제가 포함되어 있는 물건들고 걷기, 대화하며 걷기, 횡단보도 건너기, 빠른 보행, 장거리 이동, 연석 넘기, 계단 오르내리기 등이 조합된 훈련은 지역사회 보행능력을 획득하는데 유용한 방법이 될 수 있다(Fulk 등, 2010; 2017).

지역사회 보행이 가능하기 위해서는 10m 보행속도(10-meter walk test, 10mWT)가 분당 약 73m(약 1.22㎧), 6분 보행 검사(6-minute walk test, 6MWT)의 이동거리가 300m이상을 걸을 수 있어야 하며, 계단 오르내리기와 연석(턱)을 넘을 수 있어야 한다로 정의하고 있으며, 3가지 요건이 충족되어야 한다(Fulk 등, 2010; Van de Port 등, 2008). 뇌졸중 환자의 지역사회 보행수준을 예측할 수 있는 지표로 보행속도는 0.66㎧∼ 1.2㎧(Bijleveld-Uitman 등, 2013; Perry 등, 1995; van de Port 등, 2008), 1일 Step 수(≥7500 회), BBS(>48점)(Fulk 등, 2017), 지역사회 보행에 필요한 이동거리는 최소 288∼500m수준을 강조하고있다(Bijleveld-Uitman 등, 2013; Fulk 등, 2010; 2017). 뇌졸중 환자들의 보행속도와 이동거리는 지역사회 보행을 예측할 수 있는 지표이긴 하나 매우 다양하게 보고되었다. 보행의 한 구성 요소인 보행속도와 이동거리는 뇌졸중 환자의 지역사회 보행능력을 항상 예측할 수 있는 방법은 아니다(Durcan 등, 2016; Fulk 등, 2010; 2017). 대다수의 뇌졸중 환자가 독립보행을 재획득하고 이동성 평가에서도 높은 점수를 받았음에도 불구하고 FAC ≥4점(Lord 등, 2004; Veerbeek 등, 2011)인 뇌졸중 환자들의 경우 실제 약 32%∼47%는 실제 외부의 도움이나 관찰 없이 지역사회 보행이 불가능하다고 하였다. 지역사회에 거주하고 있는 만성 뇌졸중 환자들의 경우 지역사회 참여 정도와 활동 특이성 균형 자신감 척도(Activities-specific balance confidence scale, ABC)와 유의한 관련이 있다(Durcan 등, 2016; Lord 등, 2004).

선행연구들의 대부분은 지역사회에 거주하고 있는 만성 뇌졸중 환자들을 대상으로 지역사회 보행과 관련된 요인들에 대한 조사가 주를 이루었다. 국내 아급성기 뇌졸중 환자들의 물리치료는 일반적으로 보행능력과 균형 회복에 중점을 두고 있을 뿐 지역사회 보행에 대하여 관심의 대상이 되지 못하였다. 보행속도와 이동거리 외에 지역사회 보행 가능 여부를 판단하는 방법으로 4∼6점 척도로 구성된 실내보행과 제한된 지역사회 보행 및 지역사회 보행 분류를 위한 자가 보고 설문지(Holden 등, 1986; Lord 등, 2004, Perry 등, 1995; Rosa 등, 2005)와 1일 스텝수(1주일 간 평균 보행 활동)가 있으나 아급성기 뇌졸중 환자에게 적용할 수 없고, 더군다나 지역사회 보행 경험은 없으며, ABC척도는 실제 경험하지 않은 항목이 포함되어 있으므로 적용하는데 문제가 있다. ABC척도는 아급성기 뇌졸중 환자에게 적용하는 경우 자기 효능감 척도가 되기 때문에 과대 또는 과소평가 될 수 있다.

현실적으로 아급성기 뇌졸중 환자들의 지역사회 보행 가능 여부를 예측하거나 구분할 수 있는 지표는 10mWT의 보행속도와 6MWT의 총 이동 거리이며 이는 회귀 방정식에서도 입증되었다(Eng 등, 2002; Dean 등, 2001; Dunn 등, 2015; Patterson 등, 2007). 두 변수의 관련성은(r=0.84∼0.94) 매우 밀접한 관계에 있다(Cheng 등, 2021; 2020; Dalgas 등, 2012; Graham 등, 2008; Moore 등, 2018). 10mWT와 6MWT는 연속변수로서 보행속도가 빠를수록 총 이동거리(지구력)는 많기때문에 지역사회 보행을 예측할 수 있는 보조적인 평가 방법이 될 수 있다(Awad 등, 2014). 따라서 본 연구의 목적은 아급성기 뇌졸중 환자들의 훈련 전(후) 보행속도가 훈련 4주 후 지역사회보행 가능 유무(6MWT 총 이동거리, >288m)를 예측(구분)할 수 있는지 각 선별기준값을 구하고, 예측과 판별 타당도를 조사하고자 하였다.

Ⅱ. 연구방법

Ⅲ. 결 과

1. 피실험자들의 일반의학적인 특성과 수행 평가

본 연구에 참여한 아급성기 뇌졸중 환자는 39명으로 남자는 21명(53.8%), 여자는 18명(46.2%), 평균 연령은 58.87±16.44세, 유병 기간은 4.46±0.99개월, 뇌경색은 24명(61.5%), 뇌출혈 15명(38.5%), 좌·우측 편마비는 각각 20명(51.3%), 19명(48.7%), MMSE-K는 28.41±1.77점이다. 훈련 전과 후 FAC은 3점, 3.59점, 10mWT의 보행속도는 0.41±0.17㎧, 0.56±0.23㎧, 6MWT의 총 이동거리는 131.62±46.68m, 180.93±73.24m, BBS는 43.23±4.11점, 46.89±4.27점으로 개선되었다(Table 1).

Table 1.

Clinical characteristics and outcome measures of the subject(N=39)

2. 10mWT의 보행속도와 BBS가 6MWT- 총 이동거리에 미치는 선형 회귀분석

피실험자들은 훈련 전과 훈련 4주 후 BBS는 유의변수에서 제거되었고, 10mWT가 6MWT-총 이동거리에 영향을 줄 수 있는 변수로 설명력은 각각 83%, 90%이었다. 훈련 전과 4주 후 10mWT는 6MWT(r=.83, .91)와 유의한 관련이 있었다(Table 2).

Table 2.

The linear regression analysis was conducted to examine the impact of walking speed from the 10mWT and BBS on the total distance covered in the 6MWT

3. 지역사회 보행 예측과 구분(>288m)을 위한 10mWT의 선별 기준값

훈련 전 10mWT의 보행속도가 4주 후 지역사회 보행을 예측할 수 있는 선별 기준값은 >0.43㎧로 AUC는 0.879(p<.014)로 중등도의 정확성이 있었고, 훈련 후 10mWT의 보행속도는 4주 후 지역사회 보행을 구분할 수 있는 선별 기준값은 >0.65㎧로 AUC는 0.964(p<.003)로 정확성이 우수한 것으로 확인되었다(Table 3).

Table 3.

The cut-off value of the 10mWT for predicting and disciminating community Ambulation(>288m)

4. 10mWT의 선별 기준값의 민감도, 특이도, 양성예측도, 음성예측도, 정확도, 교차비

훈련 전 10mWT 선별기준값(0.43㎧)은 훈련 4주 후 지역사회 보행 예측 타당도 검증에서 민감도 75%, 특이도 68%, 양성예측도 21%, 음성예측도 96%로 전체 정확도는 69%이었다. 훈련 전 10mWT가 >0.43㎧인 아급성기 뇌졸중 환자는 ≤0.43㎧인 환자들에 비해 4주 후 지역사회 보행(>288m)이 가능할 확률이 6.5배(교차비) 높은 것으로 확인되었다(B=2.178, p<.037). 훈련 후 10mWT 선별기준값(0.65㎧)은 훈련 4주 후 지역사회 보행 판별 타당도 검증에서 민감도 75%, 특이도 91%, 양성예측도 50%, 음성예측도 96%, 전체 정확도는 90%이었다. 훈련 후 10mWT가 >0.65㎧인 아급성기 뇌졸중 환자는 ≤0.65㎧인 환자들에 비해 4주 후 지역사회 보행(>288m)이 가능할 확률이 32배(교차비) 높은 것으로 확인되었다(B=3.466, p<.008)(Table 4)(figure 1).

Table 4.

Sensitivity, specificity, positive and negative predictive values, accuracy, and odds ratio based on the cutoff values of the 10mWT

(Figure 1)

Receiver operating characteristic curve for 10mWT(cut-off value)

Ⅳ. 논 의

본 연구의 아급성기 뇌졸중 환자들은 훈련 전과 4주 후 10mWT의 보행속도가 6MWT-총 이동거리에 영향을 주는 변수로 설명력은 각각 83%, 90%이었다. 4주 후 보행속도는 0.41㎧에서 0.56㎧로 0.14㎧ 개선되었고, 6MWT의 총 이동거리는 131.62m에서 180.93m로 49.31m 향상되었다. 6MWT는 보행속도와 유의한 관련이 있다(r=.84∼.94)(Cheng 등, 2020; Fulk 등, 2017; 2010; Moore 등, 2018). 또한 보행속도와 이동거리는 페이싱 패턴(Pacing Pattern)으로 보행 훈련 시 보행속도를 일정하게 유지하거나 자가 인지된 노력에 의해 최대 보행속도로 이동거리를 조절할 수 있다(Sollie 등, 2021), 이는 10mWT가 6MWT에 미치는 영향으로 회귀 방정식으로 고려될 수 있다. Dean 등(2001)과 Patterson 등(2007)은 보행속도가 0.5㎧ 또는 0.51㎧이상이면 6MWT의 이동거리를 예측할 수 있는 설명력은 78%∼84.4%로 본 연구 피실험자들의 4주 후 보행속도는 평균 0.56㎧(6MWT 총 이동 거리 예측 설명력 90%)로 이에 해당하는 수치로 유사하였다.

지역사회에 거주하고 있는 만성 뇌졸중 환자들의 10mWT 보행속도가 6MWT의 총 이동거리를 예측하는 회귀방정식에서 6MWT의 총 이동거리(m)는 320.9 ×(편안한 보행속도 ㎧) + 11.7로 알려져 있다(Eng 등, 2002). Eng 등(2002)의 연구에서 피실험자들의 보행속도는 0.80㎧이고, 6MWT의 총 이동거리는 267.7m로 두 변수간의 관련성은 r=.92이었다. 본 연구의 아급성기 뇌졸중 환자는 Eng 등(2002)의 지역사회에 거주하고 있는 만성 뇌졸중 환자들의 보행속도와 이동 거리에 약 68%∼70%에 해당하는 수치이며, 두 변수간의 관련성은 r=.91로 유사하였다.

본 연구에서 아급성기 뇌졸중 환자들은 훈련 전 10mWT의 보행속도가 4주 후 지역사회 보행을 예측(6MWT-총 이동거리, >288m)할 수 있는 선별기준값으로 >0.43㎧, AUC는 0.879로 중등도의 정확성이 있었고, 훈련 후 10mWT의 보행속도가 4주 후 지역사회 보행을 구분할 수 있는 선별 기준값은 >0.65㎧로 AUC는 0.964로 정확성이 우수한 것으로 확인되었다.

아급성기 뇌졸중 환자의 지역사회 보행을 예측할 수 있는 보행속도의 선별기준값은 0.43㎧로 선행 연구들과 비교할만하였다(Fulk 등, 2017; Perry 등, 1995; Rosa 등, 2015). Perry 등(1995)에 의하면 FAC 5점(독립적으로 지역사회 보행이 가능)을 기준으로 실내 보행과 지역사회 보행을 구분할 수 있는 보행속도는 ≥0.42㎧로, 예측확률은 44%으로 낮았다. 이러한 이유는 FAC ≥4점(Lord 등, 2004; Veerbeek 등, 2011)인 뇌졸중 환자들의 경우 실제 약 32%∼47%는 실제 외부의 도움이나 관찰 없이 지역사회 보행이 불가능하였기 때문이다. Fulk 등(2017)은 1일 걸음 수를 기준으로 실내 보행(100∼2499회)과 지역사회 보행(≥7500회)을 분류할 수 있는 보행속도는 0.49㎧(6MWT의 총 이동거리는 205m)로 AUC는 0.799, 민감도 87%, 특이도 61%, 정확도는 76%이었다. Rosa 등(2015)은 지역사회 보행설문지를 이용하여 뇌졸중 발병 후 3주 이내 >0.42㎧는 6개월 후 지역사회 보행이 가능하다고 하였는데 AUC=0.83(0.95), 민감도 89%(100%)와 일치율은 80%∼91.40%로 높았으나 상대적으로 특이도 23%는 낮았으며, 양·음성예측도와 정확도가 언급되지 않았다.

선행 연구들과 비교하여 볼 때 지역사회 보행을 구분하는 방식은 서로 다르나 본 연구 아급성기 뇌졸중 환자들의 보행속도의 선별 기준값은 0.42㎧∼0.49㎧에 해당하는 수치로 일치하였다. 그러나 새로운 검사 방법에 대해서 진단 기법의 가치는 검사방법이 얼마나 정확한지를 의미하는 것으로 실제 이에 해당하는 대상자를 얼마나 잘 구분할 수 있는지(민감도)와 해당되지 않는 대상자를 얼마나 잘 구분할 수 있는지(특이도)가 높아야 한다(Greiner 등, 2000). 게다가 민감도와 특이도 모두 높더라도 실제 이에 해당하는 대상자를 정확히 구별할 수 있는 양성과 음성 예측도와 이 4가지 측정 방법을 종합하였을때 정확도는 높아야 한다. 본 연구의 10mWT의 정확도는 69%∼90%수준으로 수용할 수 있었다. 본 연구에서 피실험자들의 훈련 전 10mWT 선별기준값(0.43㎧)이 훈련 4주 후 지역사회 보행 예측 타당도 검증에서 4주 후 지역사회 보행이 가능한 환자(>288m, 4명) 중 훈련 전 >0.43㎧(3명)에 해당하는 환자는 75%이었고(민감도), 4주 후 지역사회 보행이 불가능한 환자(≤288m, 35명) 중 훈련 전 ≤0.43㎧(24명)에 해당하는 환자는 68%이었다(특이도). 훈련 전 >0.43㎧에 해당하는 환자(14명) 중 4주 후 지역사회 보행이 가능한 환자(>288m, 3명)를 정확히 예측할 수 있는 양성예측도는 21%이었고, 훈련 전 ≤0.43㎧에 해당하는 환자(25명) 중 4주 후 지역사회 보행이 불가능한 환자(≤288m, 24명)를 정확히 예측할 수 있는 음성예측도는 96%이었다. 훈련 전 10mWT가 >0.43㎧인 아급성기 뇌졸중 환자는 ≤0.43㎧인 환자들에 비해 4주 후 지역사회 보행(>288m)이 가능할 확률이 6.5배(교차비) 높은 것으로 확인되었다.

보행속도를 이용하여 지역사회 보행을 구분하는 판별 타당도 연구를 살펴보면 van de Port 등(2008)에 의하면 자가보고 지역사회 보행설문지를 이용하여 지역사회 보행 유무를 구분할 수 있는 보행속도 선별기준값은 0.66㎧로 AUC는 0.85, 양성예측도는 93%, 음성예측도는 57%로 전체 정확도는 43%로 낮았다. 보행속도가 0.66㎧인 환자는 지역사회 보행이 가능할 확률이 18.2배 높다고 하였으나, 피실험자들의 평균 보행속도는 0.74㎧이었다. 평균 보행속도에 비해 선별기준값인 0.66㎧는 상대적으로 최소 지역사회 보행속도인 0.8㎧에 미치지 못하는 수치이다(Fulk 등, 2017; Perry 등, 1995). 보행속도가 충분함에도 불구하고 음성 예측도에서 실제 지역사회 보행이 불가능한 환자를 구분할 수 있는 확률이 57%로 낮기 때문에 정확도가 낮으며, 이는 지역사회에 거주하고 있는 뇌졸중 환자는 보행속도보다 체력 수준과 삶의 만족도, 스트레스, 피로도가 지역사회 보행에 더 영향을 받기 때문이다(Durcan 등, 2016; Robinson 등, 2011a, 2011b). Bijleveld-Uitman 등(2013)은 자가보고 지역사회 보행 설문지를 이용하여 지역사회 보행군과 지역사회 보행이 불가능 한 군을 구분할 수 있는 보행속도 선별기준값은 0.78㎧로(6MWT-총 이동거리, >367.5m)로 AUC는 0.86, 민감도 89%, 특이도 70%, 양성 예측도 92%, 음성예측도 71%, 정확도는 85%이었으며, 피실험자들의 평균 보행속도는 1.0㎧(0.4), 6MWT는 391.7m(136.7)이었다.

본 연구 피실험자들은 훈련 후 10mWT 선별기준값(0.65㎧)이 훈련 4주 후 지역사회 보행 판별 타당도 검증에서 4주 후 지역사회 보행이 가능한 환자(>288m, 4명) 중 훈련 후 >0.65㎧(3명)에 해당하는 환자를 구분할 수 있는 민감도는 75%이었고, 4주 후 지역사회 보행이 불가능한 환자(≤288m, 35명) 중 훈련 후 ≤0.65㎧(32명)에 해당하는 환자를 구분할 수 있는 특이도는 91%이었다. 훈련 후 >0.65㎧에 해당하는 환자(6명) 중 4주 후 지역사회 보행이 가능한 환자(>288m, 3명)를 구분할 수 있는 양성예측도는 50%이었고, 훈련 후 ≤0.65㎧에 해당하는 환자(33명) 중 4주 후 지역사회 보행이 불가능한 환자(≤288m, 32명)를 구분할 수 있는 음성예측도는 96%로 전체 정확도는 90%이었다. 게다가 훈련 후 10mWT가 >0.65㎧인 아급성기 뇌졸중 환자는 ≤0.65㎧인 환자들에 비해 4주 후 지역사회 보행(>288m)이 가능할 확률이 32배(교차비) 높은 것으로 확인되었다.

지역사회에 거주하고 있는 만성 뇌졸중 환자의 지역사회 보행을 구분할 수 있는 보행속도의 선별 기준값은 0.66㎧∼0.78㎧로(Bijleveld-Uitman 등; 2013; van de Port 등, 2008), 본 연구의 아급성기 뇌졸중 환자들의 선별 기준값은 0.65㎧로 유사하였으나 4주 후 평균 보행속도는 0.56㎧로, 지역사회에 뇌졸중 환자들의 평균 보행속도(0.74㎧∼1.0㎧)에 비해 여전히 느린 수치이다. 비록 보행속도의 선별 기준값은 지역사회 보행과 실내 보행을 구분할 수 있는 평가 방법으로 사용할 수 있으나 실제 보행 활동을 과대 추정할 수 있음으로 보행속도만으로 지역사회 보행을 예측할 수 있는데 한계가 있다(Fulk 등, 2017, Lord 등, 2004; van de Port 등; 2008). 이는 개개인의 신체적 능력과 복잡한 행동요소, 보행 능력, 균형 자신감(Durcan 등, 2016), 낙상의 두려움(Fletcher와 Hirdes, 2004), 운동 기능(van de Port 등, 2008), 심리학적인 요소(우울, 불안, 삶의 만족도, 스트레스, 피로도 등)(Choi-Kwon 등, 2005; Durcan 등, 2016; Robinson 등, 2011a)이 지역사회 보행에 중요한 역할을 하기 때문이다.

본 연구의 제한점으로 첫째, 아급성기 뇌졸중 환자들로 심리학적인 요소들을 고려하지 못하였으며 적용은 쉽지 않았다. 둘째, 보행속도와 6MWT는 매우 밀접한 관계에 있다는 근거하에 보행속도와 이동거리 및 균형에 관한 한정된 변수만을 사용하였으며, 4주 까지 조사되었을 뿐 퇴원 시 추적관찰 하지 못하였다. 셋째, 본 연구에 참여한 피실험자들은 국립재활원 보행 랩(Gait Lab)에서 보행 재활 프로그램 중재에 참여하여 집중적인 보행속도와 이동 거리 개선을 목표로 훈련을 받았고, 통제된 실험 환경에서 평가되었으므로 모든 아급성기 뇌졸중 환자에게 일반화할 수 없다. 따라서 추후 연구에서 아급성기 뇌졸중 환자의 지역사회 보행에 영향을 주는 변수들의 요인분석에 관한 다각적인 연구가 필요할 것이다.

Ⅴ. 결 론

아급성기 뇌졸중 환자들의 보행속도는 보행 지구력과 밀접한 관련이 있으며, 지역사회 보행을 예측할 수 있는 가장 중요한 변수이다. 따라서 지역사회 보행능력을 개선하기 위해서 최소 보행속도는 0.43∼0.65㎧에 도달할 수 있도록 재활 중재가 필요하며 아울러 보행 지구력 훈련도 강조되어야 한다.

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