이중과제가 뇌졸중 장애인의 보행능력과 집행기능에 미치는 효과: 인지-보행 패턴 혼합 중재

Abstract

본 연구는 인지-보행 패턴 혼합 중재된 이중과제가 뇌졸중 장애인의 보행능력과 집행기능에 미치는 효과를 알아보는 것에 목적이 있다. 연구설계는 무작위 집단 사전-사후 디자인(Randomized group pretest-posttest design)을 적용하였으며 K-MoCA, MMT 등을 스크리닝 도구로 독립적인 보행이 가능하고 발병 6개월 이상인 뇌졸중 장애인 24명을 모집하였다. 참여자는 무작위로 배정되었으며 중재는 1주일에 4-5회, 5주 동안 총 24회를 진행하였다. 실험군은 일상생활보행과제와 인지과제를 이중과제로 형태로 동시에 수행하고, 비교군은 일상생활보행과제와 인지과제를 단일과제 형태로 분리하여 수행하였으며 사고와 출석률(80% 미만)로 인해 3명을 제외한 총 21명의 참여자(실험군=11, 비교군=10)를 최종 분석하였다. 보행능력의 변화를 검증하기 위해 10MWT와 DGI를 분석하였으며 집행기능의 변화를 검증하기 위해 집행기능의 활용도를 단순시행(낮은 의존도)과 간섭시행(높은 의존도)으로 구분하고 K-CWST(WR, CR, CWR), 작업기억(DSF, DSB), 언어기능(COWAT-S, COWAT-G), 억제조절(Contrasting program, Go-No Go test) 등 4가지 영역에서 가설을 검증하였다. 그리고 실험군의 경우 보행과제와 인지과제의 등가교환을 고려하여 이중과제간섭(DTI)의 효율성(DTC)을 산출하였고 이를 통해 이중과제효과(DTE)를 분석하였다. 분석결과를 통한 결론은 다음과 같다. 첫째, 보행능력에서 보행 시 속도와 보행과 함께 다양한 형태의 움직임을 수행하는 능력은 실험군과 비교군 모두 유의미하게 향상되었다. 둘째, 집행기능에서 실험군은 주의기능(간섭), 작업기억(단순,간섭), 언어기능(간섭), 억제조절(단순, 간섭)에서 유의미하게 향상되었으며 비교군은 주의기능(간섭), 작업기억(간섭), 언어기능(단순)에서 유의미하게 향상되었다. 셋째, 실험군과 비교군의 차이 검증에서 보행능력은 유의미한 차이가 나지 않았지만 집행기능 중 주의기능(간섭), 작업기억(간섭), 억제조절(간섭)은 유의미한 차이가 나타났다. 넷째, 실험군의 주차별 이중과제 효율성(일상생활보행 수행시간 비율, 주차별 인지과제 정반응 수 비율)에서 4주차(거꾸로 말하기)의 일상생활보행과제 효율성을 제외한 1, 2, 3, 5주차에서는 유의미한 감소가 나타났다. 다섯째, 실험군의 시간에 따른 이중과제 효율성에서 일상생활보행의 경우 3주, 4주, 5주차에는 유의미한 감소가 나타나지 않았고 인지과제의 경우 3주차에만 유의미한 감소가 나타나지 않았다. 여섯째, 실험군의 시간과 이중과제에 따른 이중과제 효율성 감소는 유의미한 차이가 나타났으며 인지과제의 효율성이 더 감소되었다. 종합해볼 때 뇌졸중 장애인에게 다양한 인지-보행 패턴이 혼합 중재된 이중과제는 보행능력과 집행기능 향상에 효과적이다. 특히, 2가지 과제를 구분하여 단일과제 형태로 중재하는 것에 비하여 이중과제 형태로 동시에 중재하는 것이 상대적으로 효과가 크고 주의기능, 작업기억, 억제조절 등 집행기능 영역을 사용하는 의존도와 활용도를 높은 수준으로 지속시키며 이중과제간섭을 감소시키는 활동으로 매우 효과적이다.

The purpose of this study is to investigate the effects of a dual-task program that combines cognitive and walking pattern on the gait ability and executive function of people with stroke. The research design applied a randomized group pretest-posttest design. 24 people with stroke who were independent in walking and had a stroke onset of more than 6 months were recruited using screening tools such as K-MoCA and MMT. The participants were randomly assigned, and the intervention was conducted 4-5 times per week for a total of 24 sessions over 5 weeks. The experimental group performed a dual-task training, combining cognitive and walking pattern while the control group performed each single-task training were done separately. Three participants were excluded due to accidents and attendance rates below 80%, resulting in a final analysis of 21 participants (experimental group = 11, control group = 10). To assess changes in gait ability, the 10-Meter Walk Test (10MWT) and Dynamic Gait Index (DGI) were analyzed. To assess changes in executive function, the utilization of executive function was divided into low-demand (simple execution) and high-demand (interference) conditions, and hypotheses were tested in four areas: attentional function (Korean-Color Word Stroop Test for Senior), working memory (digit span forward, digit span backward), language function (Controlled Oral Word Association Test- semantic naming, generative naming), and inhibitory control (contrasting program, go/no-go test). Additionally, for the experimental group, the dual-task interference(DTI) and dual-task cost (DTC) was calculated, considering the equivalent exchange of the walking and cognitive tasks, and dual-task effects (DTE) were analyzed. Based on the analysis results, the following conclusions were: First, experimental and control group showed significant improvements in walking ability, including walking speed and dynamic gait index. Second, regarding executive function, the experimental group showed significant improvements in attention (interference), working memory (simple, interference), language function (interference), and inhibitory control (simple, interference), while the control group showed significant improvements in attention (interference), working memory (interference), and language function (simple). Third, when comparing the differences between the experimental and control groups, there were no significant differences in walking ability, but significant differences were observed in attention (interference), working memory (interference), and inhibition control (interference) among the executive function domains. Fourth, regarding the cost of dual-task interference (DTC) in the experimental group, excluding the consumption rate of the diverse pattern walking task in the 4th week (digit span backward), there was a significant decrease in the consumption rate in weeks 1, 2, 3, and 5. Fifth, for the time-dependent dual-task cost, there were no significant reductions in the complex walking pattern task during the 3rd, 4th, and 5th weeks, and there was only a significant reduction in the cognitive task during the 3rd week. Sixth, there were significant differences in dual-task cost based on time, with greater reduction observed in the cognitive task. In summary, the results suggest that dual-task intervention with combining cognitive and walking pattern is effective in improving gait ability and executive function in people with stroke. Particularly, compared to single-task interventions where the two tasks are separated, the dual-task intervention appears to be more effective, promoting higher levels of utilization and dependency on executive functions such as attention, working memory, and inhibition control, while reducing dual-task interference.