본 연구에서는 가상현실 콘텐츠를 이용하여 어디서나 대퇴사두근의 운동을 할 수 있도록 제작하여 환자들이 매번 병원에 찾아가서 재활치료를 받는 불편함을 해결하고자 한다. 뿐만 아니라 치료사의 도움을 최소한으로 줄이고 환자 스스로 능동적이고 주기적인 재활치료를 수행하기 위한 내적 동기를 높여주기 위하여 몰입감이 높은 가상현실 재활 콘텐츠를 제작하고 그 효과를 보고자 한다. 가상현실 콘텐츠를 통해 재활치료와 같은 동작의 훈련을 반복적으로 시행하여 대퇴사두근의 기능향상정도를 알아보고 그에 따른 일상생활 수행능력의 변화를 확인하고자 한다.
   참여자는 총 40명이며 실험군 20명과 대조군 20명을 무작위로 선별하였다. 모두 불완전 척수손상 진단을 받았고 C5-C7 ASIA C, D 의 경추손상 환자였으며 대퇴사두근의 근력 Fair(저항은 못 이기지만 중력은 이길 수 있는 근력)등급, 관절 가동범위에 제한이 없는 자로 구성되어 있다. 
   실험군은 가상현실 콘텐츠를 이용하여 재활에 참여하였으며 대조군은 치료사의 음성 지시에 따라 재활을 수행한다. 실험군은 Head mounted display(HMD), 하지입력장치를 이용하여 가상현실콘텐츠를 이용하며 가상현실 공간에서 본인에게 다가오는 축구공과 쇠공을 발로 차며 앉은 자세에서 무릎 폄 운동을 수행한다. 축구공이 굴러온 후 3초 이내로 무릎을 45도 이상 펴면 공을 발로 차며 1점을 얻으며 반대로 3초 이내로 발로 차지 못하면 –1점을 얻게 된다. 쇠공은 반대로 굴러올 때 무릎을 3초 동안 펴고 있으면 공을 피하며 1점을 얻게 되고 피하지 못하면 –1점을 얻게 된다. 1분간 총 20개의 공이 굴러오며 한쪽 다리당 10개의 공이 굴러온다. 굴러오는 공은 80%가 축구공, 20%가 쇠공이다. 대조군은 가상현실 콘텐츠 없이 치료사의 음성지시에 따라 무릎 폄 운동을 수행하며 무릎폄 운동의 방법 및 점수측정방법은 실험군과 동일하다. 
   측정결과는 실험 전과 후, 그리고 실험군과 대조군 두 그룹간 측정치를 비교하였다. 실험 중재 후에는 두 그룹 모두 수행능력이 좋아졌으나 그룹간의 차이 비교에서는 Knee extension score을 제외하고는 차이가 발생하지 않았다.

실험참여자는 모두 4주간 12세션, 회당 30분 무릎 폄 운동을 실시하였으며 1분 운동 후 1분 휴식을 취하는 방식으로 운동을 진행하였다. 1분 운동하는 동안 무릎 폄 운동을 총 20번 수행하며 좌, 우측 무작위로 각각 10번씩 수행한다. 운동 프로그램은 무릎 폄 운동 후 곧바로 내리는 동작을 한쪽 다리당 8회, 무릎 폄을 3초 이상 유지하다가 내리는 동작을 한쪽 다리당 2회로 구성되어 있다. 무릎 폄 운동은 모두 능동적으로 수행하며 환자의 다른 신체부위로 당기거나 주변에서 운동을 도와주지는 않는다. 운동의 시작은 휠체어에 앉은 채로 90도 무릎 굽힘 상태로 시작하며 무릎을 45도 넘게 펴면 1회로 간주하였다.

  실험군은 휠체어에 앉은 채로 머리에 HMD를 착용하며 양측다리에는 다리의 움직임 데이터를 인식하는 하지입력장치를 착용한 채 재활을 진행하였다. 가상현실 콘텐츠에서 공이 다가오면 다리를 들어야 하는 효과음을 통해 시청각적 신호를 제공해 주었다. 전문 치료사는 안전을 위해 옆에서 관측하고 있었으며 처음과 마지막 MMT, ROM, ASIA scale 진단 확인, Chair stand test, TUG test, 10m walking test 그리고 콘텐츠의 사용법 교육을 제외하고 재활에 아무런 관여를 하지 않았다.    대조군은 휠체어에 앉은 채로 양측다리에 움직임 데이터를 인식하는 하지입력장치를 착용한 채 재활을 진행하였다. 대조군은 가상현실콘텐츠를 이용하지 않았으며 착용한 하지입력장치는 실험군과 비슷한 환경을 조성하며 실험데이터 수집 장치로써 이용되었다. 
   치료사의 음성 지시에 의해 실험군과 같은 횟수만큼 무릎 폄 운동을 수행하였다. 재활 운동의 처음과 마지막 MMT, ROM, ASIA scale 진단 확인, Chair stand test, TUG test, 10m walking test 그리고 운동 방법 교육 및 음성지시를 제외하고 재활에 아무런 관여를 하지 않았다.

상세내용

실험군은 휠체어에 앉은 채로 머리에 HMD를 착용하며 양측다리에는 다리의 움직임 데이터를 인식하는 하지입력장치를 착용한 채 재활을 진행하였다. 가상현실 콘텐츠에서 공이 다가오면 다리를 들어야 하는 효과음을 통해 시청각적 신호를 제공해 주었다. 전문 치료사는 안전을 위해 옆에서 관측하고 있었으며 처음과 마지막 MMT, ROM, ASIA scale 진단 확인, Chair stand test, TUG test, 10m walking test 그리고 콘텐츠의 사용법 교육을 제외하고 재활에 아무런 관여를 하지 않았다.

상세내용

대조군은 휠체어에 앉은 채로 양측다리에 움직임 데이터를 인식하는 하지입력장치를 착용한 채 재활을 진행하였다. 대조군은 가상현실콘텐츠를 이용하지 않았으며 착용한 하지입력장치는 실험군과 비슷한 환경을 조성하며 실험데이터 수집 장치로써 이용되었다. 
   치료사의 음성 지시에 의해 실험군과 같은 횟수만큼 무릎 폄 운동을 수행하였다. 재활 운동의 처음과 마지막 MMT, ROM, ASIA scale 진단 확인, Chair stand test, TUG test, 10m walking test 그리고 운동 방법 교육 및 음성지시를 제외하고 재활에 아무런 관여를 하지 않았다.

불완전 척수손상
관통 외상 외력에 의한 척수 손상
부상, 척수
골수 병증, 외상성
외상 후 골수 병증
척수 타박상
척수 열상
척수 절개
척수 외상

본 연구는 불완전 척수손상 진단을 받은 환자들을 대상으로 연구를 진행하였으며 AISA 장애척도 C, D 환자 40명을 실험군 20명과 대조군 20명으로 무작위 분류하여 중재를 하였다(박창식, 2011). C5-C7 수준의 경추손상환자로써 대퇴사두근의 근력이 F등급의 환자를 선정하였으며 ROM의 제한이 없는 환자를 선정하였다.

연구 수행 전 6개월 이내에 외과적 수술을 한 환자나 골절, 구축이 있는 근골격계 손상환자는 실험에서 제외하였다.

가상현실 콘텐츠 적용 유무에 따른 그룹간 대퇴사두근 기능 차이

4주간의 중재 프로그램 적용 전 후

가상현실 콘텐츠 적용 유무에 따른 재활 운동 전과 후 대퇴사두근의 기능 차이

4주간의 중재 프로그램 적용 전 후