소개

외재적 피드백은 코치, 치료사 또는 기술 장치와 같은 외부 출처에서 개인에게 제공되는 수행에 관한 정보를 말하며, 운동 제어에 중요한 역할을 합니다. 건강한 사람과 뇌졸중 생존자의 수행 능력과 학습 능력을 모두 향상시키는 것으로 나타났습니다. 그러나 가장 효과적인 실행 방법이나 목표해야 할 구체적인 결과에 대한 명확한 합의가 이루어지지 않았습니다.

연구에 따르면 오류 수정, 보상, 처벌 등 다양한 유형의 피드백은 감각 방식, 타이밍, 빈도 등의 요인에 따라 운동 학습과 신경 가소성에 영향을 미칠 수 있습니다. 피드백은 운동 능력, 장기 학습, 행동 선택에 영향을 줄 수 있으며, 각각 뇌졸중 회복에 중요한 역할을 합니다.

이 리뷰는 외재적 피드백이 뇌졸중 후 상지 운동 기능에 미치는 영향을 조사하여 문헌의 공백을 메우는 것을 목표로 합니다. 피드백 조건을 비교하고 감각 양식 및 동기 부여와 같은 매개변수가 회복에 미치는 영향을 탐구하여 뇌졸중 회복 재활의 피드백에 대한 보다 최신의 포괄적인 분석을 제공합니다.

방법

이 범위 검토는 체계적 문헌고찰 및 메타분석에 대한 PRISMA 가이드라인을 따랐습니다. 대상 연구에는 다음과 같은 기준을 충족하는 영어로 된 동료 심사 논문이 포함되었습니다. 참가자는 성인 뇌졸중 생존자(18세 이상)이고, 외적 피드백이 있는 상지 관련 과제 또는 치료를 수행했으며, 피드백 조건이 다른 최소 두 개의 실험 그룹이 포함되어야 합니다. 오류 확대 또는 감소에 초점을 맞춘 연구는 제외되었습니다.

보건과학 사서가 개발한 검색 전략은 MEDLINE, Embase, PsycInfo 및 CINAHL에서 수행되었습니다. 날짜 또는 언어 제한은 적용되지 않았습니다. 엔드노트에서 중복을 제거한 후, 두 명의 독립적인 검토자가 레이얀 소프트웨어를 사용해 논문을 심사했습니다. 불일치하는 부분은 토론을 통해 해결했습니다.

데이터 추출은 두 명의 독립적인 검토자와 함께 Covidence 소프트웨어의 표준화된 양식을 사용하여 수행되었습니다. 추출된 데이터에는 연구 설계, 참가자 특성(연령, 성별, 뇌졸중 유형, 병변 위치 등), 중재 세부 사항(수행 과제, 움직임 횟수), 피드백 특성(움직임과 동시에, 요약), 원자가(좋은 수행 또는 나쁜 수행을 위해 제공되는 피드백 자극) 및 연구 결과(운동 결과)가 포함되었습니다. 이러한 데이터는 임상 결과, 운동 수행(피드백에 따른 운동 기능의 즉각적인 변화), 운동 학습(특정 과제의 반복 연습 후 피드백이 없는 상태에서 측정한 운동 수행의 변화), 동작 선택(영향을 받은 상지의 사용 증가 또는 보상 운동 패턴의 사용 감소)에 초점을 맞춰 표와 설명적 개요로 요약되었습니다.

결과

검색 및 심사 프로세스:

4,139개의 레코드 중 1,799개의 중복 레코드가 제거되었고, 2,213개의 레코드가 1차 심사 과정에서 제외되었습니다. 127개의 논문 전문을 검토한 결과 30개의 연구가 포함되었습니다. 분석을 위해 두 개의 출판물을 하나의 연구로 그룹화했습니다.

학습 특성:

15개의 연구가 그룹 간 설계를 활용했으며, 그 중 13개는 무작위 대조 시험(RCT)이었습니다. 이 연구의 표본 규모는 11명에서 45명의 참가자가 참여했습니다. 또한 13개의 연구는 참여자 내 설계를 사용했으며, 표본 크기는 5명에서 43명 사이였습니다. 이 연구에 참여한 대부분의 참가자는 허혈성, 출혈성 또는 불특정 유형의 뇌졸중을 포함한 뇌졸중 환자였습니다.

임상적 특성:

연구 참여자의 임상적 특성은 다양했습니다. 허혈성 뇌졸중에만 초점을 맞춘 연구는 2건, 허혈성 뇌졸중과 출혈성 뇌졸중 환자를 모두 포함한 연구는 14건입니다. 13개 연구는 뇌졸중의 유형을 명시하지 않았고, 22개 연구는 뇌졸중의 혈관 영역을 보고하지 않았습니다. 영향을 받은 부위에는 중대뇌동맥, 전대뇌동맥, 전뇌 및 후뇌 순환, 열공성 뇌졸중이 포함되었습니다. 7개의 연구는 대뇌피질과 피질하 병변을 모두 포함했지만 22개의 연구는 병변 유형을 명시하지 않았습니다. 병변 특성과 피드백 효과 사이의 관계를 조사한 연구는 없습니다.

뇌졸중 지속 기간은 4건의 연구에서 급성(2주 미만), 12건의 연구에서 초기 아급성(2주~3개월), 10건의 연구에서 후기 아급성(3~6개월), 20건의 연구에서 만성(6개월 이상)으로 다양했습니다. 한 연구에서는 뇌졸중 기간을 명시하지 않았고, 만성화가 결과와 어떤 관련이 있는지 분석한 연구도 없었습니다.

인지 장애와 관련하여 12개 연구에서는 인지 기능이 특정 기준치(MMSE 또는 MoCA) 미만인 참가자를 제외했고, 13개 연구에서는 실어증 환자를 제외했습니다. 9개의 연구에서는 방치된 참가자를 제외했으며, 단 2개의 연구에서만 인지 기능을 분석의 일부로 포함했습니다. Cirstea 등은 인지 장애가 클수록 특히 언어적 피드백이 필요한 과제에서 운동 학습이 더 나빠진다는 사실을 발견했습니다. 콰트로키 등은 인지 기능을 통제했지만 그것이 결과에 미치는 영향은 보고하지 않았습니다.

피드백의 효과:

임상 결과: 9개의 연구에서 피드백이 임상 결과에 미치는 유의미한 영향에 대해 보고했습니다. ICF 모델에 따르면 신체 기능 및 구조에 미치는 영향은 8건, 활동에 미치는 영향은 7건, 참여에 미치는 영향은 3건입니다. 재활 작업 중 수행되는 동작은 3차원 손 뻗기부터 물을 따르거나 머리를 빗는 등 보다 복잡한 기능적 작업에 이르기까지 다양했습니다. 피드백은 일반적으로 정확도, 속도, 동작 범위, 상지 운동학, 몸통 운동학, 힘 생성 등 움직임의 특정 측면을 대상으로 합니다.

그러나 효과의 크기는 다양했으며, 임상적으로 중요한 최소한의 차이에 대해 확립된 임계값을 초과하는 효과를 보여준 연구는 4건에 불과했습니다. 일관된 효과 크기의 부족은 작은 표본 크기, 개입의 이질성, 여러 결과 측정에 대한 임상적으로 중요한 최소 차이 추정치의 부재에 기인할 수 있습니다.

성능: 5개의 연구에 따르면 피드백이 운동 능력을 향상시켰으며, 특히 과제에 도달하는 동안 동작의 속도, 정확성, 품질을 향상시켰다고 합니다. 이러한 개선은 즉각적으로 이루어졌지만 피드백이 제거된 후에도 항상 지속되지는 않았습니다. Cruz 등은 움직임 속도와 진폭을 기반으로 한 피드백이 두 가지 요소를 모두 개선한다는 사실을 발견했습니다. 더럼 등은 외부에 주의를 집중하도록 유도하는 피드백이 움직임의 지속 시간, 속도, 가속도를 향상시킨다는 사실을 발견했습니다. 리조 등은 시선 위치 피드백이 정확도와 반응 시간을 개선한다는 사실을 보여주었습니다.

운동 학습: 4건의 연구에서 피드백이 운동 학습에 미치는 영향을 살펴봤는데, 피드백 없이 연습한 후 평가한 과제 수행 능력의 향상으로 정의했습니다. 세 가지 연구는 3D 도달 동작에 초점을 맞췄습니다. 마우루치와 에크하우스는 궤적 편차에 대한 피드백을 통해 이상적인 경로를 준수하고 손의 진동을 줄인다는 사실을 발견했습니다. 어깨와 팔꿈치 신장에 대한 피드백이 관절 운동 범위와 조정 능력을 향상시키고, 손 위치 피드백이 엔드포인트 정밀도를 향상시킨다는 사실을 Cirstea와 Levin 등의 연구 결과를 통해 확인할 수 있었습니다. 수브라마니안 등은 게임화된 가상 현실에서의 피드백이 어깨 운동 범위를 개선했지만 실제 환경에서는 그렇지 않다는 사실을 발견했습니다. 콰트로키 등은 금전적 보상 및 처벌과 연계된 피드백이 학습을 향상시키며, 보상은 2D 도달 과제에 도달하는 동안에만 유지력을 지원한다는 사실을 발견했습니다.

액션 선택: 5개의 연구에서 움직임 패턴의 변화로 정의되는 피드백이 행동 선택에 미치는 영향을 조사했습니다. 4건의 연구에 따르면 피드백은 단순 도달 작업 중 보상 동작을 즉각적이고 단기간에 감소시키는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, 카이 등은 가상현실의 시청각 피드백이 몸통의 보상적 움직임을 감소시킨다는 사실을 발견했습니다. 마찬가지로 Douglass-Kirk 등은 음악적 피드백을 사용하여 보상 움직임이 감지될 때마다 멈추도록 하여 보상 감소로 이어지게 했습니다. 다른 연구에서는 시각 및 촉각 피드백 모두 몸통 변위를 감소시키는 것으로 나타났습니다. 전반적으로 피드백은 보상적 움직임을 약 40~50% 감소시켰습니다. 그러나 프루터 등이 수행한 한 연구에서는 작업의 복잡성과 피드백의 수동 제어로 인해 감소 효과를 발견하지 못했습니다. 슈베르츠 드 루세나 등은 웨어러블 피드백이 손 사용을 증가시켰지만 추적 관찰 시 임상 결과나 손 사용에는 차이가 없음을 발견했습니다.

피드백의 특징:

모달리티: 16개 연구는 비언어적 청각 피드백을, 18개 연구는 비언어적 시각 피드백을, 4개 연구는 촉각 피드백을, 4개 연구는 언어적 피드백(치료사 또는 자동화된 시스템에 의한)을 사용했습니다. 다양한 감각 방식을 통해 전달되는 유사한 정보 콘텐츠에 대한 피드백의 효과를 비교한 한 연구에 따르면 시각 및 촉각 피드백이 보상 동작을 비슷하게 감소시킨다는 사실이 밝혀졌습니다.

Valence: 19개 연구에서는 실패한 과제 수행을 나타내는 피드백(부정적 원소)을, 14개 연구에서는 성공적인 과제 수행을 나타내는 피드백(긍정적 원소)을, 8개 연구에서는 좋거나 나쁘다는 프레임 없이 점수와 같은 중립적 원소의 성과 피드백을 제공했습니다. 한 연구에서는 긍정적 원자가 피드백과 부정적 원자가 피드백을 직접 비교한 결과, 둘 다 운동 학습 습득을 향상시켰지만 긍정적 피드백만이 유지력을 향상시킨다는 사실을 발견했습니다.

타이밍: 15개의 연구는 동작 중에 지속적인 피드백을 제공했고, 다른 15개의 연구는 동작이 끝날 때 종료 피드백을 제공했습니다. 한 연구에서는 피드백 시기를 명시하지 않았습니다. 단말기 피드백 지연에 대해 언급한 연구는 단 두 건뿐입니다: 프루터 등은 3~4초 지연을 보고했고, 위드머 등은 피드백 효과를 줄이기 위해 제어 조건에서 1초 지연을 적용했습니다. 다른 피드백 특성을 통제하면서 피드백 시기를 특별히 달리한 연구는 없었습니다.

스케줄링: 22개의 연구는 모든 동작에 대한 피드백을 제공하거나 각 동작에 대한 피드백의 가능성을 제공했습니다. 세 가지 연구에서는 시간이 지남에 따라 피드백 빈도를 점차적으로 줄이는 희미한 피드백을 사용했습니다. 두 개의 연구에서 일상 생활 중 상지 사용에 대한 간헐적인 요약 피드백을 제공했습니다. 한 연구에서는 의사 결정 트리 알고리즘을 사용하여 피드백 제공 시기를 결정했습니다. 두 연구에서는 피드백의 빈도를 명시하지 않았습니다. 다른 요인을 통제하면서 피드백 일정을 특별히 변경한 연구는 없었습니다.

동기 부여 요소: 두 연구는 금전적 보상과 성과 피드백을 연결했고, 한 연구는 금전적 처벌을 사용했습니다. 11개의 연구는 게임화된 채점을 도입했고, 5개의 연구는 가상 현실 또는 증강 현실을 사용했습니다. 두 연구는 음악적 자극을 통해 피드백을 제공했고, 한 연구는 높은 점수 목록의 형태로 사회적 비교를 사용했습니다. 4개의 연구에서 금전적 인센티브, 게임화된 채점, 복잡한 다중 감각 자극 등 다양한 동기 부여 요소를 적용한 피드백 조건을 비교했습니다. 이 연구에 따르면 동기 부여 요소를 추가하면 운동 학습과 뇌졸중 회복이 개선되는 것으로 나타났습니다. 단순한 게임 점수와 가상 현실 자극은 도달 운동학을 개선한 반면, 금전적 보상과 결합된 보다 정교한 게임화 경험은 임상적으로 중요한 최소한의 차이를 훨씬 뛰어넘는 임상적 이득을 가져왔습니다.

질문과 생각

검토된 연구에는 특히 인지 장애와 관련하여 참가자 선정에 대한 일관된 기준이 부족합니다. 대부분 인지 장애가 있는 개인은 제외되어 이러한 장애가 피드백 개입에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 데 중요한 공백이 남았습니다. 인지 및 뇌졸중 특성의 다양성(예: 허혈성 대 출혈성, 병변 위치)을 고려할 때, 향후 연구에서는 이러한 요인에 따라 참가자를 계층화하여 일반화 가능성을 개선하고 피드백 개입을 특정 프로필에 맞게 조정할 필요가 있는지 탐색해야 합니다.

많은 연구가 단기간의 피드백 효과에만 초점을 맞추고, 종종 단일 세션 내에서 운동 학습의 유지 및 실제 상황으로의 전이 평가는 소홀히 합니다. 일상 생활에서 독립적으로 운동 과제를 수행할 수 있는 능력과 같은 장기적인 효능을 평가하는 것은 여전히 중요합니다. 향후 연구에서는 의미 있고 지속적인 결과를 더 잘 포착하기 위해 임상 환경을 넘어선 유지율 테스트에 우선순위를 두어야 합니다.

시각 및 고유 수용성 피드백은 가능성을 보여주지만, 장기적인 효과와 기능적인 일상 작업으로 전환하는 능력은 아직 밝혀지지 않았습니다. 작업별 성능(예: 잡기 또는 뻗기)의 개선이 반드시 더 광범위한 기능 회복으로 이어지지는 않을 수 있습니다. 재활 프로토콜은 기능적 관련성을 극대화하기 위해 환자의 실제 목표에 부합하는 작업을 강조해야 합니다.

외재적 피드백은 단기적인 운동 능력을 향상시키지만 의존성을 조장하여 장기적인 뇌졸중 회복을 방해할 위험이 있습니다. 자율적인 모터 제어를 촉진하려면 피드백에 과도하게 의존하지 않도록 하는 전략이 필요합니다. 외재적 피드백과 내재적 피드백을 모두 통합하는 단계적 접근 방식이 초기 지원을 제공하면서 자율성을 촉진할 수 있다는 가설을 세울 수 있습니다. 향후 연구에서는 지속 가능한 재활 결과를 위해 이러한 시스템의 균형을 맞추는 방법을 검토해야 합니다.

괴짜에게 말 걸기

일관성 없는 참여자 기준으로 인해 조사 결과의 일반화 가능성이 제한됩니다. 많은 연구에서 인지 장애가 있거나 뇌졸중의 중증도, 병변의 위치 또는 유형(허혈성 대 출혈성)을 고려하지 않은 개인을 제외했습니다. 이러한 감독으로 인해 이러한 요소가 피드백 효과에 미치는 영향에 대한 이해가 제한됩니다. 인지 측정을 통합한 연구는 단 두 건으로, 인지 결핍이 피드백 메커니즘과 상호작용하는 방식을 다루는 데 있어 상당한 격차가 있음을 강조했습니다.

이 연구에서는 다양한 통계적 접근 방식(예: 반복 측정 분산 분석, t-검정, 회귀 모델)을 사용했지만 표본 크기가 작아 통계적 검정력이 저하되는 경우가 많았습니다. 연구 인력이 부족할 경우, 연구가 실제 효과가 있음에도 불구하고 실제 효과를 발견하지 못할 때 발생하는 유형 II 오류가 발생할 가능성이 더 큽니다. 예를 들어, 진정으로 운동 학습을 개선하는 개입은 표본 크기가 너무 작아서 통계적으로 유의미한 차이를 드러내지 못해 효과가 없는 것처럼 보일 수 있습니다. 또한 많은 분석에서 피드백 효과를 이해하는 데 중요한 기준 운동 기능이나 인지 능력과 같은 매개 변수를 충분히 고려하지 않았습니다. 효과 크기는 연구마다 매우 다양했는데, 이는 피드백 효과에 대한 일관된 증거라기보다는 방법론적 다양성을 반영하는 것으로 보입니다.

집으로 가져갈 메시지

다양한 방식(시각, 청각, 촉각)을 통해 전달되는 외재적 피드백은 뇌졸중 재활에서 운동 능력을 향상하고 보상 운동을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 속도, 정확도, 관절 가동 범위와 같은 작업 성능을 즉시 향상시킬 수 있습니다. 그러나 임상 환경 밖에서 운동 학습과 기능 회복에 미치는 장기적인 영향은 아직 명확하지 않습니다. 피드백은 적절한 팔다리 사용을 장려하는 데 도움이 될 수 있지만, 지나치게 의존하면 자율 운동 제어의 발달을 저해할 수 있습니다. 게임화 및 보상과 같은 동기 부여 요소를 통합하면 운동 학습이 개선되는 것처럼 보이지만, 근본적인 메커니즘은 아직 제대로 이해되지 않고 있습니다. 임상의는 환자의 기능적 목표에 밀접하게 부합하는 치료 활동을 선택하여 기술의 이전 가능성을 높이고 외적 피드백의 효과를 최적화해야 합니다. 향후 연구에서는 뇌졸중 회복 결과를 극대화하기 위해 개인 맞춤형 개입에 초점을 맞추고, 인지 장애를 고려하며, 피드백 개입의 장기적인 지속 가능성을 평가해야 합니다.

참조

팔리디스, D. J., 가디너, Z., 스티븐슨, A., 장, K., 보루프, J., & 펠로우스, L. K. (2024). 뇌졸중 후 상지 운동 행동 및 회복을 향상시키기 위한 외재적 성과 피드백 및 보상의 사용 : 범위 검토. 신경 재활 및 신경 복구. https://doi.org/10.1177/15459683241298262

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뇌졸중 후 손 운동 기능 개선