보행 장애

보행 장애는 신경계 질환의 가장 빈번하고 심각한 증상 중 하나로, 일상생활에서 장애와 독립성 상실을 초래하는 경우가 많습니다. 임상적 중요성과 광범위한 유병률에도 불구하고, 보행 장애는 최근까지 특별한 연구 대상이 되어 오지 않았습니다. 최근 몇 년간의 연구는 보행 장애의 현상학, 구조 및 기전에 대한 이해를 상당히 복잡하게 만들었습니다. 특히 전두엽 및 관련 피질하 구조의 손상으로 발생하고 보행 조절 및 균형 유지 시스템의 손상으로 인해 발생하는 소위 고차원 보행 장애에 세심한 관심이 집중되었습니다.

보행 장애의 역학

보행 장애는 인구, 특히 노인층에서 흔합니다. 유병률은 연령이 증가함에 따라 기하급수적으로 증가합니다. 보행 장애는 60세 이상 인구의 15%, 70세 이상 인구의 35%에서 발견됩니다. 임상적으로 유의미한 보행 장애는 요양원에 있는 사람들의 약 절반에서 나타납니다. 85세 이상 인구의 20%만이 정상적인 보행을 보입니다. 입원한 신경계 환자의 경우 보행 장애가 60%에서 발견됩니다. 비교적 경미한 보행 장애조차도 생존 예후가 좋지 않은데, 이는 이 환자 집단에서 낙상, 치매, 심혈관 및 뇌혈관 질환의 발생률이 증가하기 때문이며, 장애의 심각도가 높을수록 생존에 미치는 부정적인 영향이 자연적으로 증가합니다.

걷기의 생리학 및 병태생리학

걷기는 복잡하고 자동화된 리듬의 행위로, 시너지(다양한 근육군의 동기화되고 시간적, 공간적으로 조율된 수축)를 통해 목표 지향적이며 조화로운 움직임을 제공합니다. 어떤 시너지는 공간적으로 인간의 움직임을 담당하고(운동 시너지), 어떤 시너지는 균형을 유지합니다(자세 시너지). 인간의 직립 자세는 걷는 동안 균형을 유지하는 것을 특히 어렵게 만듭니다. 각 걸음은 본질적으로 통제된 낙하이며, 평형 상태에서 단기적으로 벗어나지 않고서는 불가능합니다.

걷기는 개인의 발달 과정에서 습득되는 운동 기술입니다. 걷기의 기본 메커니즘은 모든 사람에게 동일하지만, 특정 생체역학적 매개변수를 가진 특정 개인에게 이를 적용하려면 운동계의 다양한 연결 고리를 정교하고 개선된 훈련으로 조정해야 합니다. 결과적으로, 각 개인은 어느 정도 고유한 걷기 방식을 갖게 됩니다. 특정 개인이나 집단의 독창성, 걷기 방식을 특징짓는 특징들의 집합, 그리고 특수한 외부 조건이나 특정 질병 하에서 형성되는 걷기의 특징들을 "보행(gait)"이라는 용어로 지칭합니다.

걷기는 여러 걸음으로 구성됩니다. 각 걸음은 두 가지 주요 단계로 구성된 기본적인 이동 주기입니다. 1 - 이동 단계: 발이 공중에서 다음 위치로 이동하는 단계; 2 - 지지 단계: 발이 지면에 닿는 단계. 일반적으로 각 주기의 60%는 지지 단계, 40%는 이동 단계입니다. 양쪽 다리의 지지 단계는 시간적으로 겹치며, 각 이동 주기의 약 20% 동안 사람은 양쪽 다리로 눕습니다(이중 지지 단계).

운동 및 자세 시너지 생성과 환경 조건에 대한 적응은 복잡하고 계층적으로 조직된 시스템에 의해 제공되며, 이 시스템은 척수, 뇌간-소뇌, 상위(피질-피질하)의 세 가지 주요 수준으로 조건적으로 구분할 수 있습니다. 이 시스템을 구성하는 하위 시스템들은 직립 자세에서 균형 유지, 걷기 시작, 리드미컬한 걸음걸이 생성, 개인의 목표와 외부 조건에 따른 보행 매개변수 변경이라는 네 가지 주요 문제를 해결합니다. 걷기와 균형 유지(자세 조절)의 메커니즘은 서로 밀접하게 상호 작용하지만, 서로 일치하지는 않습니다. 따라서 중추 신경계의 특정 구조에 영향을 미치는 다양한 질병은 각기 다른 정도로 악화될 수 있으며, 이는 보행 장애의 특성을 미리 결정짓는 경우가 많으며, 특별한 재활 접근법이 필요합니다.

• 보행의 기저를 이루는 다리의 굴곡근과 신전근의 교대 수축은 동물의 척수 요추와 천골 분절에 내재된 특수한 다중 시냅스 기전에 의해 발생하는 것으로 보입니다. 이 기전은 상호 연결된 특수한 뉴런들이 삽입된 고리를 포함하는데, 이 중 일부는 굴곡근을, 다른 일부는 신전근(보행의 척수 생성기)을 자극합니다. 인간 척수에서 이러한 구조의 형태학적 존재 여부는 아직 입증되지 않았지만, 간접적인 증거는 존재합니다. 예를 들어, 척수 손상이 심한 하반신 마비 환자를 관찰한 결과, 적절한 지지대를 사용하여 트레드밀에 눕혔을 때 보행 동작이 관찰되었습니다.
• 척추 생성기 기전은 하행 피질척수 경로와 뇌간-척수 경로의 제어를 받으며, 이는 보행 시작을 촉진하고, 특히 회전, 장애물 극복, 울퉁불퉁한 표면 걷기 등과 같은 복잡한 상황에서 보행 매개변수를 미세하게 조절합니다. 보행 시작과 속도는 중뇌 피개의 등가쪽 부분에 위치한 중뇌 운동 영역의 활동에 크게 좌우됩니다. 인간의 경우, 중뇌각교핵(pedunculopontine nucleus)에 해당하는 것으로 보입니다. 이 핵에는 콜린성 및 글루탐산성 뉴런이 포함되어 있으며, 이 뉴런에 대한 구심성 자극은 시상하핵, 담창구, 흑질의 망상부, 선조체, 그리고 소뇌 및 기타 뇌간 핵에서 (GABA성 투사를 통해) 전달됩니다. 각교핵(pedunculopontine nucleus)의 뉴런은 흑질의 밀집된 부분인 선조체, 시상, 뇌간, 그리고 척추 구조로 자극을 전달합니다. 기저핵이 보행과 균형 유지에 미치는 영향은 각교핵을 통해 매개되는 것으로 보입니다. 이 부위의 양측 손상(예: 뇌졸중)은 움직임 둔화, 보행 시작 어려움, 경직, 그리고 자세 불안정을 유발할 수 있습니다.
• 소뇌는 움직임의 속도와 진폭을 교정하고, 몸통과 사지, 그리고 한 사지의 여러 분절의 움직임을 조정합니다. 보행 조절은 주로 소뇌의 정중 구조에 의해 이루어집니다. 척수소뇌로와 피질교소뇌로를 통해 정보를 수신한 소뇌는 실제 움직임을 계획된 움직임과 비교하고, 결과가 계획된 것과 다를 경우 교정 신호를 생성합니다. 소뇌 정중 구조에서 나오는 구심성 신호는 천막핵을 거쳐 세망척수로, 전정척수로, 적색척수로를 거쳐 자세 시너지와 몸통 움직임을 제어하고 운동 주기의 매개변수를 조절합니다. 소뇌는 시상을 통해 전운동피질과 연결되어 최고 수준의 보행 조절에 참여합니다.
• 보행 조절의 최고 수준은 주로 대뇌 피질과 관련 피질하 구조에 의해 조절됩니다. 대뇌 피질의 주요 기능은 자세 및 운동 시너지를 특정 환경 조건, 공간 내 신체 위치, 그리고 개인의 의도에 맞게 조절하는 것입니다. 대뇌 피질은 두 가지 주요 하위 시스템으로 나눌 수 있습니다.
  • 첫 번째 하위 시스템은 주운동 피질-피질하 순환의 연결 고리로 구성됩니다. 피질의 여러 부분에서 시작하여 선조체, 담색체, 시상의 뉴런을 순차적으로 포함하고, 다시 추가 운동 피질로 돌아갑니다. 추가 운동 피질은 순환의 다른 연결 고리와 상호 작용하여 복잡하고 자동화되고 강화된 운동 및 자세 시너지 효과를 준비하고 실행하며, 상황 변화에 따라 걷기 프로그램을 선택하고 전환합니다.
  • 고차원 보행 조절의 두 번째 하위 시스템의 주요 구성 요소는 전운동피질(premotor cortex)로, 외부 자극의 영향으로 덜 자동화된 움직임이 실현되고, 시작되고, 실현됩니다. 전운동피질은 수많은 피질-피질 연결을 통해 두정엽 피질의 연합 영역과 상호작용하며, 이 영역들은 수신된 시각, 고유수용성 감각, 촉각, 전정, 청각 정보를 바탕으로 신체와 주변 공간의 다이어그램을 형성합니다. 전운동피질은 운동 시너지가 특정 표면 조건 및 외부 환경의 다른 특징에 적응하도록 합니다. 이 하위 시스템은 새롭고 특이한 움직임이나 학습된 움직임을 수행하지만 특이한 상황에서 수행할 때 특히 중요합니다. 정상적인 보행과 균형 유지는 체성감각, 전정, 시각의 세 가지 주요 감각 양식을 통해 제공되는 피드백 없이는 불가능합니다. 신체의 공간 및 주변 세계에 대한 정보는 보행 조절의 모든 단계에서 수용되며, 이 정보는 처리되어 운동 및 자세 시너지의 선택과 실행에 영향을 미칩니다. 주변 공간에 대한 내적 표상 체계는 두정엽 피질의 후측 영역에서 형성되며, 수용된 감각 정보는 공간 지도 형태로 일반화됩니다. 이러한 지도는 전운동피질, 선조체, 상구(superior colliculi)로 "전달"되어 운동 조절의 기반이 됩니다.

감각 경로가 손상되면 공간 및 외부 환경에서 신체 위치의 부적절한 표상으로 인해 운동의 공간적, 시간적 조정이 방해받을 수 있으며, 시너지 선택이 잘못될 수 있습니다. 한 가지 감각 자극의 손실은 일반적으로 균형 장애나 보행 장애로 이어지지 않지만, 두 가지 감각 자극의 손실은 균형 장애를 심각하게 초래하고, 세 가지 감각 자극의 손실은 불가피하게 심각한 균형 장애 및 보행 장애를 유발하며, 이는 대개 잦은 낙상을 동반합니다. 노인의 경우, 보상 능력이 약화되어 보행 장애는 한 가지 감각 자극의 손실 또는 여러 감각 자극의 경미한 장애가 복합적으로 발생할 수 있습니다.

현재 상황에 대한 운동 및 자세 시너지 적응에 있어, 주의력, 계획, 활동 제어와 같은 조절 인지 기능은 매우 중요하며, 이는 전전두엽 피질의 기능에 의존합니다. 해마와 해마곁회는 공간 탐색에 중요한 역할을 합니다. 각 보행 조절 단계의 손상은 특정 기전의 결함뿐만 아니라 보상 전략의 특이성으로 특징지어집니다. 따라서 보행 장애는 특정 구조의 기능 장애뿐만 아니라 다양한 보상 기전의 복합적인 영향을 반영합니다. 일반적으로 손상 수준이 높을수록 결함을 보상할 가능성이 더 제한됩니다.

보행 장애의 분류

보행 장애 분류의 어려움은 원인, 발생 기전, 그리고 임상 양상의 다양성으로 설명됩니다. 또한, 많은 질병에서 보행 장애는 여러 원인의 상호작용으로 발생하는 복합적인 특성을 지닙니다. 최근 보행 및 균형 장애를 병인, 현상, 손상 부위, 그리고 병태생리학적 기전을 바탕으로 분류하려는 시도가 있었습니다. 가장 성공적인 시도는 JG Nutt, CD Marsden, 그리고 PD Thompson(1993)이 H. Jackson의 신경계 손상 수준에 대한 아이디어를 바탕으로 보행 장애를 분류한 것입니다. 그들은 보행 장애를 세 가지 수준의 신경계 손상과 연관시켰습니다. 저수준 장애에는 근골격계와 말초신경 손상, 그리고 감각 구심성 장애로 인한 보행 장애가 포함됩니다. 중수준 장애에는 추체로, 소뇌, 그리고 추체외로 구조의 손상으로 인한 보행 장애가 포함됩니다. 상위 수준 장애에는 하위 수준 및 중간 수준의 손상으로 설명할 수 없는 복잡하고 통합적인 운동 조절 장애가 포함됩니다. 이러한 보행 장애는 운동 및 자세 시너지의 실행보다는 선택 및 시작 장애에 의해 직접적으로 발생하며, 다른 신경학적 병리와 관련이 없기 때문에 원발성 장애로 분류될 수도 있습니다. 본 연구에서는 JG Nutt 등(1993)의 분류를 수정하여 보행 장애를 6가지 주요 범주로 구분하고자 합니다.

• 근골격계 손상으로 인한 보행 장애(예: 관절염, 척추 골연골증의 반사 증후군, 척추측만증, 류마티스성 다발근통 등)는 종종 진통 효과를 나타냅니다.
• 내부 장기 및 시스템의 기능 장애로 인한 보행 장애(심각한 호흡 및 심장 부전, 하지 동맥의 폐쇄성 병변, 기립성 동맥 저혈압 등).
• 구심성 시스템(감각, 전정, 시각 운동 실조, 다중 감각 기능 부전)의 기능 장애로 인한 보행 장애.
• 다른 운동 장애(근육 약화, 이완성 마비, 피라미드형, 소뇌형 증후군, 파킨슨증, 과운동증)로 인한 보행 장애.
• 다른 신경 장애와 관련이 없는 보행 장애(통합적 또는 원발성 보행 장애 - 아래 관련 섹션 참조).
• 심인성 보행 장애(히스테리, 우울증 및 기타 정신 질환에서의 심인성 발성 장애).

이러한 분류와 함께, 보행 장애의 본질을 반영하는 순수 현상학적 분류가 필요합니다. 이 분류는 보행의 주요 특징에 기반하고 감별 진단을 용이하게 합니다. 보행의 현상학적 분류를 위한 다양한 옵션이 제안되었습니다. 따라서 J. Jancovic(2008)은 편마비, 부마비, 감각성(감각성 운동실조증), 뒤뚱거리기, 걸음걸이, 조심성, 실행증, 추진성(또는 역추진성), 운동실조(소뇌성 운동실조증), 무동성, 근긴장이상, 무도증, 진통성, 전정병증, 심인성(히스테리성)의 15가지 유형의 병리학적 보행을 분류했습니다. 이러한 분류는 매우 포괄적이기는 하지만 지나치게 복잡해 보입니다. 다음은 병리학적 보행의 유형과 그 특징을 구분한 것입니다.

• 진통 보행은 영향을 받은 팔다리의 지지 기간이 짧아지는 것이 특징입니다(예: 관절이 손상되었거나 이동성이 제한된 경우).
• 마비성(근긴장저하) 보행은 근력 약화와 근긴장 감소로 인해 발생합니다(예: 근병증으로 인한 엉금엉금 걷는 보행, 다발신경병증으로 인한 걷거나 걷는 보행).
• 경직성(강직) 보행은 움직임의 진폭이 감소하고 속도가 느려지며, 걸음을 옮기는 동작을 할 때 추가적인 노력이 필요하고, 근육 긴장도 증가로 인해 하지가 경직되는 현상(경직, 강직, 근긴장이상)이 나타납니다.
• 저운동성 보행은 걷는 속도가 감소하고 보폭이 짧아지는 것이 특징이며, 파킨슨병에서 가장 흔하게 나타나지만 우울증, 무관심 또는 심인성 장애에서도 개별적인 특징이 나타날 수 있습니다.
• 운동실조성 보행은 불안정성을 특징으로 하며, 걸을 때 지지 면적이 늘어나 보상되며, 심부 감각 장애, 전정 장애, 소뇌 병리, 시력 감소, 자세 시너지 장애 및 심인성 장애로 인해 발생할 수 있습니다.
• 운동성 보행 장애는 걸을 때 다리, 몸통, 머리가 격렬하게 과도하게 움직이는 것을 특징으로 하며, 무도병, 틱, 근긴장이상, 무정위운동증, 탄도, 간대성 근경련증에서 관찰되며, 걸을 때 균형을 유지하기 위한 수의적 보상 운동(운동이상증)을 포함할 수 있습니다. 경우에 따라 심인성 질환에서도 발생합니다.
• 디스바시아(dysbasia)는 보행 시작 및 유지 장애(예: 동결 보행 또는 다진 보행)를 특징으로 하며, 자세 시너지 결함을 동반하는 경우가 많습니다. 이러한 변형은 파킨슨병이나 전두엽 디스바시아(예: 정상 혈압 수두증, 뇌혈관 부전, 또는 신경 퇴행성 질환)에서 관찰됩니다.
• 혼합 보행에는 나열된 보행 변형 중 2개 이상의 특징이 포함됩니다.

보행 장애의 증상

운동 장애에서의 보행 장애

보행 장애는 근육, 말초 신경, 척수 신경근, 추체로, 소뇌, 기저핵 질환으로 인한 운동 장애와 동반될 수 있습니다. 보행 장애의 직접적인 원인으로는 근력 약화(예: 근병증), 이완성 마비(다발신경병증, 신경근병증, 척수 병변), 말초 운동 뉴런의 병리적 활동으로 인한 경직(신경근긴장증, 강직인 증후군 등), 추체 증후군(경직성 마비), 소뇌 운동 실조, 운동 저하 및 경직(파킨슨병), 그리고 추체외로 과운동 등이 있습니다.

보행 장애 진단

진단은 두 단계로 진행됩니다. 증후군 진단 단계에서는 보행 장애의 특징과 동반되는 임상 징후를 확인하고 분석하여 주요 신경학적 증후군에 대한 결론을 도출합니다. 이후, 질병 기간 동안 추가 연구 방법론의 데이터를 분석하여 질병 분류학적 진단을 수행합니다. 특정 신경계 질환의 특징적인 운동 및 감각 장애와 이를 보완하려는 시도는 종종 특정 보행을 형성하는데, 이는 질병의 일종의 명함과 같아서 원거리에서도 진단을 내릴 수 있게 합니다. 환자의 보행을 통해 질병을 진단하는 능력은 신경과 전문의의 가장 중요한 기술 중 하나입니다.

보행 장애 치료

보행 장애 치료에는 기저 질환을 치료하는 것이 매우 중요합니다. 정형외과적 질환, 만성 통증 증후군, 정동 장애 등 보행에 영향을 미칠 수 있는 모든 추가적인 요인을 파악하고 교정하는 것이 중요합니다. 보행을 악화시킬 수 있는 약물(예: 진정제)의 복용을 제한해야 합니다.

걷기, 돌기, 균형 유지 등의 기술을 훈련하는 것을 목표로 하는 치료 체조는 매우 중요합니다. 주요 결함을 파악하면 온전한 시스템을 연결하여 이를 보완하는 방법을 개발할 수 있습니다. 예를 들어, 자세 안정성을 기르기 위해 중국 체조의 특수 운동인 "태극권"을 권장할 수 있습니다. 다감각 기능 부전의 경우, 시각 및 청각 기능 교정, 전정 기관 훈련, 그리고 야간 조명 개선이 효과적입니다.