[물리치료] 전기 자극치료 - 기능적 전기 자극 치료 (FES)를 변비 치료에도 사용 가능하다?

안녕하세요. 닥터스피드입니다.

 

얼마전 뇌성마비 복지관으로 봉사활동을 다녀왔습니다.

뇌성마비 복지관으로 봉사활동을 몇번 다녀왔는데, 가서 과장님이 진료를 보시는 것을 옆에서 도와드리기도 했고 뇌성마비 소아들의 복부에 기능적 전기 자극 치료(Functional electrical stimulation, FES) 기기를 부착하여 만성 변비때문에 고생하는 환아들에게 FES 기기를 적용하는 것을 교육하기도 했습니다.

 

FES는 원래 근육에 낮은 강도의 전기 자극을 마비된 근육 또는 신경에 가하여 근육의 기능적인 움직임을 얻도록 도와주는 치료입니다. 그런데 이 치료를 변비를 치료하는데 사용한다고 하여 좀 공부해보았고, 관련 내용을 공유해봅니다. 

내용은 재활의학 한글 교과서 및 몇몇 논문을 참고하였습니다.

 

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전기 자극치료(Electrical stimulation)은 일반적으로 치료적(therapeutic) 또는 기능적(functional) 전기 자극치료로 나눌 수 있습니다. 치료적 전기 자극치료는 신경손상, 미사용 똔느 부동에 의해 위축되거나 약화된 기능을 회복시키거나 약화되는 것을 줄이기 위해 사용됩니다. 반면에 기능적 전기자극은 마비된 근육을 적절한 강도와 순서로 전기 자극을 하여 잃어버린 기능을 대신하거나 보조해 주는 역할을 합니다.

 

그럼 이제 각각에 대하여 알아보겠습니다.

 

치료적 전기자극(therapeutic electrical stimulation)

1. 말초신경손상에서의 전기 자극

  사람의 골격근은 탈신경이 일어나면 2~3개월 경과 후 근섬유의 대부분이 50%이상 직경이 감소하고, 2년 후에는 지방세포로 대치되게 됩니다. 탈신경화된 근육의 전기 자극은 근 위축을 예방하고 신경 재생과 재비재를 촉진시킬 목적으로 사용되고 있으나 아직까지 적절한 방법과 효과에 대하여서는 많은 논란이 있으며 현재 연구가 진행중입니다.

 

  2017년 리뷰논문에 의하면 안면마비 급성기 때 전기 치료를 시행한 4개의 연구 중 2개에서는 대조군에 비하여 효과가 없었으며, 2개에서는 효과가 있는 것으로 확인됩니다. 또한, 1개의 만성기 연구에서는 안면마비에서 효과가 있었지만 근거수준은 낮았습니다.

 

  실제로 안면마비 환자들에게 전기치료를 시행하고 있는데, 제 경험상 7~80%정도의 환자들은 효과를 보는 것 같았습니다. 하지만 이것은 안면마비 증상을 가지고 있는 분들 모두에게 전기치료를 시행하기에 시행하지 않은 환자들과는 비교를 해볼 수 없는 수치임을 말씀드립니다.

2. 중추신경손상에서의 전기 자극

  중추신경은 손상 후 신경 가소성이 있으며, 이는 목적있는 능동적 반복 운동 훈련에 의하여 촉진될 수 있고 말초신경과 근육에 전기 자극을 가하면 운동기능의 재교육 또는 대뇌피질의 재구성 등의 효과가 있다는 여러 연구가 있습니다.

  견관절통증은 편마비 환자에서 흔히 관찰되며, 견관절 아탈구(subluxation)는 편마비 환자의 어깨 통증 원인 중 하나입니다. 그러므로, 전기 자극은 견관절 주변 근육의 근력 강화 및 통증을 치료하기 위하여 사용됩니다. 실제로 저희 환자들에게도 적극적으로 사용하고 있습니다.

  2018년 리뷰 논문에 의하면 11개의 연구를 종합할 때 전기 자극치료는 급성기 어깨의 아탈구를 감소시키는 데에 효과적이었으며, 극상근과 삼각근의 후방부위(posterior deltoid)를 대부분 전기 자극하였습니다. 그렇지만, 치료 시간, 주파수, 자극강도, 환자의 자세 및 치료기간 등에 대해서는 일치되지 않는 결과를 보였습니다. 침습적인 치료 방법보다는 표면 자극 방법이 효과가 있었으며, 부작용도 거의 없었다고 합니다.

  뇌졸중 재활치료를 위한 한국현 표준 진료지침(2016년)에 의하면 기능적 전기 자극은 견관절 아탈구에 강력히 권고 및 뇌졸중 환자의 상지, 특히 전완과 손목의 움직임 회복에 도움이 되므로 강력히 권장됩니다.(권고수준 A, 근거수준 1++)

 

 

기능적 전기 자극(Functional electrical stimulation)

  FES는 원래 근육에 낮은 강도의 전기 자극을 마비된 근육 또는 신경에 가하여 근육의 기능적인 움직임을 얻도록 도와주는 치료입니다. 중추신경계 손상에 따른 마비된 근육에 전기적인 자극을 주어 근육을 기능적으로 수축하게 하며, 또한 근육 경직을 감소시키고, 자극이 적용되는 동안 근육조절 능력을 향상 시키는데 사용되는 전기적 자극 치료 입니다.

 

1. 상지

  전기 자극이 사용되는 주된 목적은 마비된 상지 또는 손을 사용하여 일상생활동작을 수행하는데에 있습니다. 주로 손목과 손의 기능을 개선하기 위한 시스템이 개발되고 있습니다. 처음에는 사지마비 척수손상환자를 대상으로 개발되었지만 뇌졸중 환자에게도 적용하고 있습니다.

   전완부와 손을 고정하는 보조기에 5개의 표면전기 자극이 부착되어 엄지와 다른 손가락의 신전과 굴곡을 유도하고 물건을 잡아서 옮기는 동작을 하게 하는 신경의지(neuroprosthesis)의 형태로 개발되어 상용화된 NESS H-200이라는 것이 대표적인 기능적 전기자극 치료기계입니다.

 

2. 하지

1.   뇌졸중 환자에서의 보행기능 개선

  족하수(foot drop)를 교정하기 위하여 보행 시 사용되는 기능적 전기 자극치료기들이 다양하게 개발되어 있습니다. 대표적인 것으로 Odstock Drop Foot stimulator, Walkaide, Bioness L300 등이 있습니다. 기기들 모두 비골신경 또는 그 신경의 분지를 전기자극 하는 것을 기반으로 합니다.

  뇌졸중 재활치료를 위한 한국형 표준 진료지침(2016년)에 의하면 족하수가 있는 뇌졸중 환자에서 하지의 기능적 전기 자극치료는 기능을 개선하는 효과가 있으므로 강력히 권고합니다.(권고수준 A, 근거수준 1++)

 

    2.  척수손상 환자에서의 보행 기능 개선

  1970년대부터 척수손상환자들의 기립과 보행을 위한 여러 기능적 전기 자극이 개발되기 시작하였습니다. 대표적인 것으로는 parastep 시스템으로 4개 또는 6개의 채널을 사용하여 자극을 주는 기계가 있습니다.

  양측 대퇴사두근을 작그하여 무릎을 신전시켜 선 자세를 유지할 수 있으며, 비골신경을 자극하여 굴곡 회피 자극을 유도해 유각기 보행동작과 유사한 하지의 굴곡을 유발하는 방법을 사용합니다. 6개의 채널이 사용될 때에는 양측 대둔근(gluteus)을 작그하여 고관절을 신전시켜 안정성을 향상시킵니다.

  하지만 이런 기능적 전기자극을 활용한 보행 기능 개선 치료가 실제 척수손상환자들에게 잘 적용되기 힘든 이유는 높은 근피로도, 기립시 안정성의 저하, 상지를 자유롭게 사용하는데 제한이 많다는 점 등이라고 합니다.

 

 

여기까지가 재활의학 교과서를 리뷰해본 것인데, 생각보다 내용이 잘 정리되어 있지 않아 세브란스병원 홈페이지에 정리된 기능적 전기자극 치료의 효과와 적응증을 가져와봤습니다.

 

기능적 전기 자극의 효과

• 신체적인 장애의 완화와 회복을 극대화
• 뇌졸중(중풍) 환자의 족하수증 회복 및 운동기능 복원
• 교통사고, 뇌졸중, 산업재해, 외상 등에 의한 마비환자의 재활치료 및 운동기능 복원
• 수술 후 마비된 근육을 활성화시켜 근육을 재교육
• 필요한 근육만을 선택적으로 수축시킴으로써 근 위축방지, 경련의 완화
• 비정상적인 근육경련 패턴 극복
• 국소적 혈액순환 증진
• 견관절 탈구시의 치료 및 예방
• 관절의 가동력 증대
• 감각기능의 회복
• 통증완화
• 비정상적인 근육경련 패턴 극복

 

기능적 전기자극치료의 적응증

• 중추신경계 손상에 따른 근 경직 감소
• 근위축 방지나 지연
• 자율운동기능의 촉진과 재 교육
• 국소 혈액 순환작용
• 관절가동범위 유지 및 증진
• 견관절 아탈구 방지

  여기까지 살펴보아도 기능적 전기자극 치료가 정말 다양한 도움을 줄 수 있고, 많은 사람들에게 효과적인 치료를 해 줄 수 있는 전기치료 방법이라는 것을 알 수 있습니다.

 

  그러나 어디를 보아도 변비 치료와 관련된 내용은 보이지 않습니다. 그래서 논문들을 좀 찾아서 리뷰해 보았습니다.

 

논문들을 검색해 보면 소아의 변비 치료에 FES를 활용하여 효과를 보았다는 내용의 논문들이 다수 확인됩니다. 논문들 중에서는 다른 논문들 여러개를 모아서 분석하는 meta-analysis라는 기법으로 작성된 논문이 존재하는데요, 개별적인 연구 논문보다는 여러개의 연구를 종합하여 그 결과를 분석한 논문이 해당 주제에 대하여 더 정확한 정보를 얻을 수 있어 저는 meta-analysis 논문을 통해 내용을 주로 찾아봅니다. 그런 논문들 중 하나를 소개해 보겠습니다.

 

Expert Review of Gastroenterology & Hepatology 라는 해외 저널에 실린 논문인데요, 이 저널은 impact factor가 3.89로 비교적 영향력 있는 저널입니다. 우리가 흔히들 말하는 SCI급 저널 이라고 하는 그런 저널에 속합니다.

 

Treatment of childhood constipation_ a synthesis of systematic reviews and meta-analyses 

소아의 변비 치료에 대한 다양한 치료법들에 대해 쓰여진 논문들을 분석한 논문입니다. 이 논문의 본문을 보시면 TES(transcutaneous electrical stimulation)가 변비 치료에 효과적이었다는 분석이 있습니다.

 

저널 원문 정보는 여기서 보실 수 있습니다.

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/17474124.2020.1733974?journalCode=ierh20 

Treatment of childhood constipation: a synthesis of systematic reviews and meta-analyses

다만 유료 논문이기 때문에 기관등에 속해있는 분이어서 열람이 무료로 가능한 분이 아니라면 전문을 보시긴 어렵습니다.

 

여기까지 보고 나서 FES가 소아가 아니라 다른 사람들의 변비에는 효과가 없을까 하는 의문이 들어 다른 논문들도 좀 찾아봤는데, 몇몇 논문들이 확인됩니다.

 

Randomised clinical trial: transabdominal interferential electrical stimulation vs sham stimulation in women with functional constipation 라는 논문에서 성인 여성들의 기능성 변비에 효과가 있었다는 연구가 확인되며

Pilot study들이기는 하지만(본격적인 연구 전 실험적인 연구 단계)

Multiple sclerosis international 이라는 2019년까지 impact factor 4.4 정도의 제법 영향력 있는 저널에 실린

The Efficacy of Functional Electrical Stimulation of the Abdominal Muscles in the Treatment of Chronic Constipation in Patients with Multiple Sclerosis: A Pilot Study 라는 논문에서 다발성 경화증 환자들의 변비치료를 위해 사용하였을 때 부작용 없이 사용하고 있던 변비약을 줄이는 효과가 있었다고 이야기 하고 있습니다.

또한 SciELo(impact factor 1.44) 라는 비교적 영향력이 적은 저널에 실린 논문이기는 하지만

Effect of transcutaneous abdominal electrical stimulation in people with constipation due to spinal cord injuries: a pilot study 이 논문 역시 척수손상 환자의 기능성 변비에 FES가 효과가 있었다고 이야기 합니다.

 

이 FES라는 것이 요즘 많이 상품으로 개발되고 있는 EMS와 거의 유사하기 때문에, EMS를 복부에 적용하면 변비 개선에도 효과가 있지 않을까 하는 생각을 한번 해보며, 집에 있는 EMS 운동기구를 어머니에게 한번 적용해보아 변비 개선에 효과가 있는지 확인해볼 생각입니다.

 

2022년 12월 7일 : 귀찮다고 거부하셔서 적용 일주일째, 배가 자극이 되서 뭔가 느낌적 느낌으로 좋다고는 하시는데 아직은 잘 모르시겠다고 합니다.

 

그럼 여기서 마무리하고, 다음에는 또 다른 글로 찾아뵙겠습니다.