단계적 척추 분절운동을 유도하는 기계식 온열 마사지가 통증 개선에 미치는 영향

Effect of Mechanical Thermal Massage Inducing Gradual Spinal Segmentation on the Improvement of Pain

Abstract

본 연구에서는 체압 측정형 침대의 기계식 순차 상승 방식이 실제로 척추의 부분별 분절운동을 유도하는지 확인하고자 하였다. 이를 위해 측면 X-선 검사를 하여 순차적 압력을 주는 장치가 척추의 각 부분에 기계적 수직 상승을 주어 척추의 계단식 분절을 유도함을 확인하였다. 이후 요통을 인지하고 있는 대상자에게 통증, 보행 능력, 우울 척도를 측정하고 분석하였다. 10일 동안의 시각적 상사 척도(p<0.05), 요통 장애지수(p<0.05)는 침대 사용 후 평균이 감소하는 경향을 보였다. 보행 능력 검사(p<0.05)에서는 침대 사용 횟수가 증가함에 따라 검사에서의 이동 시간이 감소하였으며 이동 거리는 증가하였다. 또한, 침대 사용 후 노인 우울 척도(p<0.05)가 감소함을 나타냈다. 그 결과, 침대가 제공하는 온열과 지압으로 인한 척추의 분절은 통증의 완화와 더불어 보행과 우울감에도 영향을 미치는 것을 확인하였다.

In this study, we tried to confirm whether the mechanical sequential elevation method of the body pressure measuring bed actually induces segmental motion for each part of the spine. To this end, a lateral X-ray examination was performed, and it was confirmed that the sequential pressure device induces a step-wise segmentation of the spine by mechanically lifting each part of the spine vertically. Then, pain, walking ability, and depression scale were measured and analyzed in subjects who were aware of back pain. VAS(p<0.05) and ODI(p<0.05) for 10 days tended to decrease in average after bed use. In the gait ability test(p<0.05), as the number of times of bed use increased, the moving time in the test decreased and the moving distance increased. In addition, GSDDF(p<0.05) decreased after bed use. As a result, it was confirmed that the spinal segmentation caused by the heat and acupressure provided by the bed affected gait and depression as well as pain relief.

Ⅰ. INTRODUCTION

한국인의 기대수명은 2019년 기준 83.3세로, 남녀 모두 OECD(Organization for Economic Cooperation and Development) 평균 기대수명에 비해 높다. 평균 기대수명이 증가함에 따라 건강과 관련된 삶의 질에 대한 개선과 유지에 많은 관심이 쏠리게 되었고, 이를 평가하는 지표로 ‘통증(pain)’이 주목받게 되었다^[1, 2].

요통(LBP; Lumbar Back Pain)은 허리 부위에서 발생하는 통증을 광범위하게 표현하며 전 세계적으로 흔하게 발생하는 장애의 주요 원인이다^[3]. 일반적으로 전 연령층에서 60~70%의 유병률을 보이며, 몇몇 사람들에게는 다인성으로 인해 요통이 오래 지속되기도 한다^[4, 5]. 요통의 발병 원인으로는 노화에 의한 퇴행성 변화, 외상, 척추관협착증과 같은 질환, 유전 등 다양한 원인이 있지만, 특히 노화에 의한 퇴행성 변화와 관련된 경우가 가장 많아 나이가 들수록 발병률이 증가하는 특징을 보인다.

나이가 많아질수록 관절의 운동 범위는 줄어들며 소극적 움직임을 보이고 신체 활동이 부족하여 평형성, 유연성 등이 감소한다. 특히, 고령자에게서 쉽게 찾아볼 수 있는 요통은 허리 분절의 불안정성을 초래하여 자세를 조절하고 근육을 동원하는 능력을 방해하여 운동성과 균형성의 저하를 불러온다. 이는 요통 환자가 갑작스러운 부하에 노출되는 상황에서 빠르게 대처하기 어렵게 만든다. 또한, 노인들에게 발병하는 근골격계 통증은 고립감, 우울과도 관련이 있으므로 건강증진 및 삶의 질적 향상을 위해서는 적절한 치료가 필요하다^[6, 7].

요통은 대부분 특별한 치료 없이 한 달 이내에 증상이 호전될 수 있으나 한 달 이상 통증이 지속되는 경우는 치료를 고려할 필요가 있다. 치료의 방법은 크게 수술적 치료와 보존적 치료로 구분된다. 수술적 치료는 증상에 따라 회복이 빠르고 효과가 좋다는 장점이 있는 반면에 수술 후 근육의 약화, 합병증 등은 노인에게 치명적인 부작용을 불러일으킬 수 있다^[8]. 이와 같은 부작용으로 인해 수술적 치료를 기피하는 경향이 생겨 다양한 보존적 치료가 등장하고 있다. 환자들이 수술적 치료를 대체하기 위해 선택하는 보존적 치료법으로는 침술, 온열요법, 지압, 도수치료 등이 있다. 특히 도수치료는 척추가 기능 부전 상태일 때 선택되는 효과적인 치료법으로 맨손을 이용하여 근막을 이완시켜 근육의 긴장도를 낮추고 관절을 바로 잡아준다^[9].

도수치료로 인해 관절의 운동 범위가 변화하는 것은 말초신경계의 진통 시스템을 활성화하며 스트레칭을 통해 회복을 촉진하고 통증을 감소시키는 매개체의 발현 및 방출을 증가시킨다^[10-12]. 또한, 마사지를 통한 도수치료는 코르티솔을 감소시키고 세로토닌, 도파민을 증가시키며 운동기능의 정상화에도 영향을 미친다^[13-19]. 선행 연구에 따르면 이와 같은 물질은 외부에서 자극이 가해질 때 분비되며 통증, 우울감, 운동성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과를 통해 압력을 가하거나 침을 놓아 경혈을 자극하고 관절의 움직임을 유도하는 것이 요추질환의 증상 완화에 효과적이라고 본다. 하지만 도수치료는 치료자의 경력과 힘에 따라 치료 효과가 다르며 여러 회차를 치료받았을 시재현성에 신뢰하기가 어렵다는 단점이 있다. 이에 지속으로 균일하고 표준화된 마사지를 제공하는 기계식 안마 기기가 지압 효과를 주는 방식이 대안으로 사용되고 있다. 하지만 이런 기계식 안마 방식들은 도자 회전 방식이 주류를 이루고 있다^[20].

이 방식의 경우 회전하는 도자의 사이에 끼여 부상의 위험이 있으며 회전하면서 지나가는 방식으로 국부적인 압력을 주는 것이 어려웠다.

Fig. 1-(a)은 도자 상 하강 방식의 개념을 보여 주고 있으며 이 방식의 경우 높낮이 조절이 용이하나 회전하면서 인체를 쓸 듯이 지나가는 방식이라 부상이나 마찰의 위험이 크다는 단점이 있다.

Fig. 1. Types of mechanical massage methods.

Fig. 1-(b)는 국부적이며 계단식 수직 상승 압력을 제공하는 방식의 개념이며 이 방식의 경우 도자 방식의 단점을 보완할 수 있는 방식이라고 할 수 있다. 이에 따라 국부적 수직 상승 압력을 주면서 높낮이를 조정할 수 있는 방식을 개발하였으며 이 방식이 실제 척추 전반에 걸쳐 수직 자극을 주는지 확인하고 그 효과성에 대해서도 알아보고자 하였다.

Ⅱ. MATERIAL AND METHODS

1. 연구 대상 및 방법

본 연구에서는 수직 상승 압력을 적용하였을 때 척추 분절운동의 발생을 검증하기 위해 자원자 2명을 대상으로 X-선 검사를 시행하였으며 추가적으로 질병과 보행의 특성을 확인하였다. 이후 지압과 온열을 제공하는 기계식 침대의 효과를 검증하기 위해 사용 전후로 다양한 평가를 진행하였고 의료용 조합 자극 침대(3H-820WD, 3H-920WD, 3H-1530K)를 사용한 후 만족도 설문지를 작성하였다. 그리고 정상인 중 요통 등 신경계통의 통증을 인지하고 있는 고령 성인남녀 10명(남자 2명, 여자 8명)을 대상으로 하였다. 대상자는 평균 76±5.31세로 대상자의 특성은 Table 1과 같다.

Table 1. General participant characteristics

대상자에게는 본 연구의 목적과 취지를 충분히 설명하였으며 대상자는 실험에 동의하였다. 본 연구는 경북대학교 생명윤리심의위원회의 심의(IRB:2022-0451)를 받은 후 진행되었다.

2. 체압 측정 기반 기계식 수직 상승압력 적용 침대

온열 및 지압을 제공하는 기계식 침대는 척추관 협착증이 가장 빈번하게 관찰되는 4~5요추를 중점으로 최대 75mm까지 단계별로 수직 상·하강하여 물리적 압력을 주도록 설계하였다. 그리고 체압을 측정하고 그에 따른 높낮이 조절이 가능한 변동형 대차로 로드(rod)가 상승함에 따라 순차적으로 압력을 주는 방식의 침대를 Fig. 2와 같이 개발하였다. 온열의 제공은 파이프 히터 삽입을 통해 최대 70℃까지 제공하도록 구현하였다.

Fig. 2. Bed that induces gradual spinal segmentation motion.

3. X-선 검사를 통한 척추 수직 상승 형태 확인

침대에 누운 대상자의 허리뼈(Lumbar spine)에 대한 X-선 검사를 통해 기계식 침대가 제공하는 물리적 압력으로 인한 척추의 분절운동이 실제로 일어나는지 영상을 통해 확인하고자 하였다. Fig. 3과 같이 진단용 X-선 발생 장치(CM6, Dong Kang, Korea)를 사용하여 발생 장치 테이블 위에 수직 상승 압력 모듈(3H)을 올리고 대상자를 눕힌 후 침대의 마사지기를 작동시키면서 경추 측방향(C-lat.)으로 80 kVp, 32 mAs와 흉추 측방향(T-lat.)으로 90 kVp, 32 mAs, 요추 측방향(L-lat.) 94 kVp, 44 mAs로 X-선을 조사하여 영상을 획득하였다.

Fig. 3. Taking X-ray images.

4. 유효성 평가

온열 및 지압을 제공하는 기계식 침대의 유효성을 객관적으로 평가하기 위해 시각적 상사 척도 (VAS), 요통 장애지수(ODI), 10MWT, 6MWT, 노인우울척도(GDSSF)를 평가 척도로 활용하였다. 시각적 상사 척도와 요통 장애지수를 통해 대상자의 통증 정도를 관찰하고자 하였다. 또한, 10M를 보행하는 시간을 측정하는 10MWT, 6분 동안 보행하는 거리를 측정하는 6MWT를 통해 보행 능력을 분석하였고 노인 우울척도를 이용하여 대상자의 우울함 정도를 확인하였다. 본 연구에서 수집된 자료의 통계분석은 오픈소스 파이썬 버전 3.9.7(주피터노트북 6.4.5) 이용하여 각 피실험자에 대해 여러 시점에서 측정하여 Paired t-test 또는 Repeated measures ANOVA를 이용하여 시점 간 평균 차이를 검정하였다.

Ⅲ. RESULT

1. X-선 검사를 통한 척추 수직 상승 형태 확인

X-선 검사를 통해 획득한 영상은 Fig. 4와 같다. Fig. 4-(a)은 경추에 수직 상승 압력을 주었을 때의 모습이며 (b)는 흉추에 수직 상승 압력을 주었을때의 모습이고 (c)는 요추에 수직 상승 압력을 주었을 때의 모습이다. X-선 영상을 통해 로드 기반의 순차적 압력을 주는 장치가 각 척추의 기계적 수직상승을 주어 척추의 계단식 분절을 유도함을 확인 할 수 있었다.

Fig. 4. X-ray showed spinal segmentation motion.

2. 유효성 평가

상기 X-선 검사를 통해 척추의 계단식 분절을 확인하였고 이를 통해 통증의 완화 등 실제의 목적을 달성할 수 있는 여부를 판단하고자 유효성 평가를 실시하였다. 본 실험에서 10일간의 시각적 상사 척도, 요통 장애지수, 노인 우울척도는 Table 2와 같고 사후검정 결과는 Table 3과 같다. Table 3에서 시각적 상사 척도는 2일과 6일, 8일, 10일간, 4일과 8일, 10일간 그리고 6일과 10일간에 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 또한, 요통 장애지수도 4일과 6일을 제외한 모든 KODI 관찰일에서 유의한 차이가 있으며, 특히 2일보다 4일이, 6일보다 8일이, 8일보다 10일의 평균이 유의하게 낮았다. 노인 우울 척도도 사후검정 결과에서 실험 일별로 평균의 차이가 유의함을 확인하였다. 이는 기계식 침대가 제공하는 척추의 분절이 통증 완화와 더불어 우울감의 변화에 도움이 되었다고 판단된다.

Table 2. Results Of VAS, KODI And GDSSF measured 5 times (n=10)

p_norm : p_value of Shapiro-Wilk Test(Test of normality)

p_spher : p_value of Mauchly’s test(Sphericity Test)

: p_value of Greenhous-Gaisser(If sphericity is not established)

^a : x² and p_value of Friedman Test(If normality is not established)

Table 3. Post-test Of VAS & ODI (Using Benjamini/Hochberg FDR correction)

^a : p_value of post hoc test of Friedman test

* : p-value, paired T, p-value of normality test for before-after

10M를 보행한 시간과 6분 동안 보행한 거리를 측정한 결과는 Table 4와 같으며 유의한 차이를 보였다. 10M를 보행한 시간 평균이 사전보다 사후에 낮았고 6분 동안의 보행거리는 사전보다 사후의 평균이 높았다. 이와 같은 보행 능력의 변화는 침대의 사용이 보행 능력에도 영향을 미침을 시사한다.

Table 4. Results of a walking ability test (n=10)

p_norm : p_value of Shapiro-Wilk Test (Testt of normality)

3. 침대 사용 프로그램 만족도(설문지 조사)

요통을 보이는 대상자에게 수직으로 상·하강하는 물리적 압력 모듈을 적용한 침대를 사용한 후 만족도를 조사한 결과는 Table 5와 같다. 프로그램 만족도는 7가지 항목으로 평가하였으며 모든 항목에서 96% 이상의 만족도를 보였다.

Table 5. Results of treatment program satisfaction survey

Ⅳ. DISCUSSION

본 연구에서는 기계식 순차 상승 방식이 실제로 척추의 각 부분 분절운동을 유도하는지 확인하고 자 하였다. 이를 위해 측면 X-선 검사를 통해 척추 각 부분 촬영한 결과 순차적인 상승에 따른 척추의 분절운동을 확인하였고 이를 활용하여 순차적인 마사지를 제공하였을 때 효과가 있는지 확인해보고자 하였다. 이를 위해 대상자의 통증, 신체 기능, 우울 척도를 확인하였고 결과를 분석하였다. 시각적 상사 척도의 경우 통증 점수의 평균이 감소하는 경향을 보였고 두 관찰 일을 선택해서 Paired t-test를 추가로 진행한 결과, VAS의 전, 후 유의한 평균 차이를 확인하였다(p<0.05).

요통 장애지수는 한국판 요통 장애지수로 환산하여 분석하였고 결과값이 유의하게 낮음을 확인한 바 있다(p<0.05).

또한, 걸음걸이 분석은 사전보다 사후의 평균이 유의한 결과를 보였다(p<0.05). 이를 통해 온열 및 지압을 제공하는 기계식 침대가 통증 개선 및 증상 완화에 도움을 줄 가능성을 확인하였다. 그러나 표본의 수가 적어 정규성이 성립하지 않는 형태가 존재하였으므로 추후 진행되는 연구에서는 정규성을 만족할 수 있도록 대상자를 확대하여 진행하여야 할 것이다. 또한, 개인마다 증상의 기간, 약물의 복용 등이 모두 다르므로 개별화된 접근이 가능하도록 다양한 연구가 필요하리라 생각된다.

Ⅴ. CONCLUSION

본 연구에서는 X-선 검사를 통해 로드 순차 상승방식의 기계식 침대가 척추의 분절운동을 유도하는 것을 확인하였으며 이를 통해 기계적인 국부적 상승 압력 방식이 실제 인체에서 척추에 순차적 자극을 준다고 볼 수 있다. 또한, 상기 확인된 순차적인 자극이 주관적 통증, 우울감의 완화 및 보행에 미치는 영향에 관하여 검증한 결과 시각적 상사 척도와 요통 장애지수 및 보행 시간은 유의하게 감소하였고 또한, 노인 우울 척도도 평균이 유의하게 감소하였으며 주관적 만족도는 95% 이상이었다. 연구 결과를 종합하여 볼 때, 기계식 수직 상승 압력을 적용하는 것은 척추의 순차적 분절을 유도하며 요통 완화와 더불어 우울감의 완화에 영향을 미치는 요소가 될 수도 있다고 생각되며 이와 같은 연구의 결과는 향후 X-ray, CT 등과 연계되어 보존적 치료의 보조적 방법을 연구하는데 활용될 수 있을 것이다.